小庄进风井钢丝绳选型计算说明书.docx
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小庄进风井钢丝绳选型计算说明书
小庄矿井进风井钢丝绳选型计算、供电系统、稳绞布置及施工设备
编制：
审核：
部长：
总工
中煤第二十九工程处
二○○六年八月
小庄进风井钢丝绳选型及校验计算
一、有关计算基础数据
井筒深度481.51米，管路及电缆长度按482米考虑，井架为一座ⅣG型钢管井架，井架全高25.870米，悬垂长度按510米考虑。
二、钢丝绳选型及校验计算
1、主提升钢丝绳计算
4m3吊桶自重：
1530kgSJZ-6.9伞钻自重：
8900kg
滑架及缓冲器重：
235kg11t钩头及连接装置：
311kg
人重（按10人考虑：
75kg/人）：
750kg
矸石及水重（取矸石重1600kg/m3，装满系数0.9，含水重450kg/m3）：
7380kg
（1）提升矸石时：
钢丝绳末端荷载：
1530+235+311+7380=9456（kg）
（2）提升伞钻时：
钢丝绳末端荷载：
8900+235+311=9446（kg）
由于提升矸石时钢丝绳的末端荷载最大，因此取9456kg进行钢丝绳选型计算；
（3）提升钢丝绳选型
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（4）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
9456+510×5.05=12032（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=964816÷12032÷9.8=8.18>7.5
（5）提升人员时：
钢丝绳末端荷载：
1530+235+311+750=2826（kg）
钢丝绳的工作荷载：
2826+510×5.05=5402（kg）
钢丝绳的安全系数：
m=964816÷5402÷9.8=18.22>9
结论：
主提升钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合安全使用要求。
2、副提升钢丝绳计算
根据提供施工方案，上部提升用4.0m3吊桶，下部采用3.0m3吊桶提升，因此先按3.0m3吊桶选用钢丝绳，再按提升绞车最大静张力计算上部4.0m3吊桶提升最大深度。
3.0m3吊桶自重：
1049kg4.0m3吊桶自重：
1530kg
滑架及缓冲器重：
235kg11t钩头及连接装置重：
311kg
人重（按8人考虑：
75kg/人）：
600kg
矸石及水重（按3.0m3吊桶取矸石重：
1600kg/m3，装满系数0.9，含水重450kg/m3）：
5535kg。
（1）提升矸石时
钢丝绳末端荷载：
1049+235+311+5535=7130（kg）
（2）提升人员时
钢丝绳末端荷载：
1049+235+311+600=2195（kg）
由于提升矸石钢丝绳末端荷载最大，因此取7130kg进行钢丝绳选型计算。
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
7130+510×5.05=9706（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
提物：
964816÷9706÷9.8=10.14>7.5
提人：
964816÷4771÷9.8=20.63>9
结论：
副提升钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合安全使用要求。
（4）副提升提4.0m3吊桶时最大提升深度计算
副提升机2JK-3.5/15.5钢丝绳最大静张力差：
11500kg
钢丝绳末端荷载：
1530+235+311+7380=9456（kg）
钢丝绳的最大悬垂长度：
H0=（11500-9456）÷5.05=405（m）
因此提4.0m3吊桶时最大提升深度为：
405-（510-482）=377（米）
（5）按375米深度校核钢丝绳安全系数：
钢丝绳安全系数：
m=964816÷11500÷9.8=8.56>7.5
结论：
副提升钢丝绳提4.0m3吊桶至377米深度时，符合规程安全使用要求。
3、抓岩机悬吊钢丝绳计算
抓岩机机体重：
7577kg抓斗重：
2606kg
0.6m3矸石重：
960kg
（1）钢丝绳末端荷载：
作为抓岩机留绳时（7577+2606+960）÷4=2786（kg）；作为伞钻缓吊绳时为8900kg，因此钢丝绳末端荷载按8900kg计算
（2）提升钢丝绳选型
因此试选18×7+FC-φ32-1670钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
8900+510×3.99=10935（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
560×1.283=718.480（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=718480÷10935÷9.8=6.70>6.0
结论：
抓岩机悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ32-1670，符合规程安全使用要求。
4、安全梯悬吊钢丝绳计算
安全梯重：
1925kg人重（按10人计算）：
750kg
放炮电缆总重：
1.337×482=644（kg）
（1）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ18-1770钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
1925+750+644+510×1.26=3962（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
188×1.283=241.204（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=241204÷3962÷9.8=6.21>6.0
结论：
安全梯悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ18-1770，符合规程安全使用要求。
5、排水管悬吊钢丝绳计算
φ108×4钢管重量：
10.259×482=4945（kg）
4英寸法兰盘重量：
6.5×60×2=780（kg），（按8m管长计算）
管卡、电缆卡重量：
7.06×80（套）=565（kg）
两根动力电缆重：
4.207×2×482=4056（kg）
水重：
482×（0.100/2）2×3.14=3.784（t）=3784（kg）
（1）钢丝绳末端荷载
4945+780+565+4056+3784=14130（kg）
（2）钢丝绳选型：
因此选用18×7+FC-φ28-1770钢丝绳。
钢丝绳重量：
510×3.06=1561
（3）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
14130+1561×2=17252（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
455×2×1.283=1167.53（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=1167530÷17252÷9.8=6.90>6.0
结论：
排水管悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ28-1770，符合规程安全使用要求。
6、风筒悬吊钢丝绳计算
（1）钢丝绳选型：
φ800胶质风筒每米（含卡子、螺栓等）重：
6.73kg
总重：
6.73×482=3244（kg）
φ800胶质风筒悬吊试选18×7+FC-φ16-1670钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核：
悬吊钢丝绳的工作荷载为：
3244+510×0.99×2=4254（kg）
钢丝绳的破断拉力总和为：
140×1.283×2=359.24（KN）
钢丝绳的安全系数为：
m=359240÷4254÷9.8=8.61>5.0
结论：
φ800玻璃钢风筒悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ16-1670，符合规程要求。
7、大模板悬吊钢丝计算：
根据施工工艺要求，混凝土浇注完毕后即可进行下道工序施工，此时砼尚未完全凝固，因此模板需承受一部分砼下坠力，暂按8t考虑。
考虑模板内砼块及附着物：
2t
参照《凿井工程图册》第五分册P292：
φ7.55m（H=3.0m）G=15.38t，[25c
一、基岩段
φ7.55m，H=3.5m，G1=（15.38×3.5）÷3=17.94（t）
总重17.94+8+2=27.94（t）
（1）钢丝绳选型：
根据凿井设备布置平面图知，受力最大悬吊点承担大模板总重量的0.343：
因此试选用18×7+FC-φ32-1670钢丝绳
（2）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的总荷载：
27940×0.343+510×3.99=11618（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
560×1.283=718.48（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=718480÷11618÷9.8=6.31>5.0
结论：
基岩段大模板悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ32-1670，符合规程安全使用要求。
二、表土段
φ8.95m，H=3.5m，G1=（8.95÷7.55）×15.38×（3.5÷3）=21.27（t）
总重21.27+8+2=31.27（t）
（1）钢丝绳选型：
根据凿井设备布置平面图知，受力最大悬吊点承担大模板总重量的0.343：
因此试选用18×7+FC-φ32-1670钢丝绳
（2）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的总荷载：
31270×0.343+232×3.99=11651（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
560×1.283=718.48（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=718480÷11651÷9.8=6.29>5.0
结论：
表土段大模板悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ32-1670，符合规程安全使用要求。
8、吊盘悬吊绳计算
主提稳绳2根；副提稳绳2根；吊盘悬吊绳2根
根据平面布置图：
2根主提稳绳、2根副提稳绳及2根吊盘悬吊绳各承担1/4吊盘总荷重，注：
按抓岩工作时荷载最大计算。
Φ7.1二层吊盘总重（层间距为4m）：
15720kg
水箱及卧泵总重：
5000kg
分灰器及分灰管重：
1500kg
抓岩机荷重（2台）：
22286kg
信号及通信电缆重：
415kg
吊盘上最多同时工作人员暂按10人：
10×75kg/人=750（kg）
吊盘总重量为：
15720+5000+1500+22286+750=45256（kg）
（1）稳绳悬吊钢丝绳末端荷载计算：
45256÷4=11314（kg）
（2）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
11314+510×5.05×2=16465（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283×2=1929.632（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=1929632÷16465÷9.8=11.95>6.0
结论：
稳绳悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合规程安全使用要求
（4）吊盘悬吊钢丝绳末端荷载计算（带信号、通讯电缆的绳承重最大）：
45256÷4+415=11729（kg）
（5）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（6）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
11729+510×5.05=14305（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=964816÷14305÷9.8=6.88>6.0
结论：
吊盘悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合规程安全使用要求
9、压风管悬吊钢丝绳计算：
φ160×8硬聚氯乙烯管材重量：
5.72×482=2757（kg）
φ57×3.5供水管重量：
4.62×482=2227（kg）；
满管水重：
482×0.0252×π=946（kg）
2英寸法兰盘重量：
2.31×2×60=277（kg）
螺栓、组合管卡重量：
6.3×80=504（kg）
压风管终端卡子：
10kg；
动照电缆（U－10003×35+1×10）：
2.422kg/m×482m=1167（kg）
钢丝绳末端荷载：
2757+2227+946+277+504+10+1167=7888（kg）
（1）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ20-1670钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
7888+1.56×510×2=9480kg）
钢丝绳的破断拉力总和为：
219×1.283×2=561.954（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=561954÷9480÷9.8=6.04>5.0
结论：
压风管悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ20-1670，符合规程安全使用要求。
高河副井钢丝绳选型及校验计算
一、有关计算基础数据
井筒深度暂按514米，井架为一座V型钢管井架，井架全高26.364米悬垂长度按545米考虑。
二、钢丝绳选型及校验计算
1、主提升钢丝绳计算
4m3吊桶自重：
1530kgFJD6伞钻自重：
7500kg
滑架及缓冲器重：
235kg11t钩头及连接装置：
311kg
矸石及水重（取矸石重1600kg/m3，装满系数0.9，含水重450kg/m3）：
7380kg
（1）提升矸石时：
钢丝绳末端荷载：
1530+235+311+7380=9456（kg）
（2）提升伞钻时：
钢丝绳末端荷载：
7500+235+311=8046（kg）
由于提升矸石时钢丝绳的末端荷载最大，因此取9456kg进行钢丝绳选型计算；
（3）提升钢丝绳选型
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（4）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
9456+545×5.05=12208（kg）
钢线绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=964816÷12208÷9.8=8.06>7.5
结论：
主提升钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合安全使用要求。
2、副提升钢丝绳计算
根据提供施工方案，上部提升用4.0m3吊桶，下部采用3.0m3吊桶提升，因此先按3.0m3吊桶选用钢丝绳，再按提升绞车最大静张力计算上部4.0m3吊桶提升最大深度。
3.0m3吊桶自重：
1049kg4.0m3吊桶自重：
1530kg
滑架及缓冲器重：
235kg9t钩头及连接装置重：
285kg
人重（按10人考虑：
75kg/人）：
750kg
矸石及水重（按3.0m3吊桶取矸石重：
1600kg/m3，装满系数0.9，含水重450kg/m3）：
5535kg。
（1）提升矸石时
钢丝绳末端荷载：
1049+235+285+5535=7104（kg）
（2）提升人员时
钢丝绳末端荷载：
1049+235+285+750=2319（kg）
由于提升矸石钢丝绳末端荷载最大，因此取7104kg进行钢丝绳选型计算。
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
7104+545×5.05=9856（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
提物：
964816÷9856÷9.8=9.99>7.5
提人：
964816÷5071÷9.8=19.41>9
结论：
副提升钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合安全使用要求。
（4）副提升提4.0m3吊桶时最大提升深度计算
副提升机2JK-3.5/15.5钢丝绳最大静张力差：
11500kg
钢丝绳末端荷载：
1530+235+311+7380=9456（kg）
钢丝绳的最大悬垂长度：
H0=（11500-9456）÷5.05=405（m）
因此提4.0m3吊桶时最大提升深度为：
405-（545-514）=374（米）
（5）按374米深度校核钢丝绳安全系数：
钢丝绳安全系数：
m=964816÷11500÷9.8=8.5>7.5
结论：
副提升钢丝绳提4.0m3吊桶至374米深度时，符合规程安全使用要求。
3、抓岩机悬吊钢丝绳计算
抓岩机机体重：
7577kg抓斗重：
2606kg
0.6m3矸石重：
960kg
（1）钢丝绳末端荷载：
作为抓岩机留绳时（7577+2606+960）÷4=2786（kg）；作为伞钻缓吊绳时为7500kg，因此钢丝绳末端荷载按7500kg计算
（2）提升钢丝绳选型
因此试选18×7+FC-φ28-1770钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
7500+545×3.06=9168（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
455×1.283=583.765（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=583765÷9168÷9.8=6.50>6.0
结论：
抓岩机悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ28-1770，符合规程安全使用要求。
4、安全梯悬吊钢丝绳计算
安全梯重：
1925kg人重（按10人计算）：
750kg
放炮电缆总重：
1.337×514=687（kg）
（1）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ18-1770钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核
钢丝绳的工作荷载：
1925+750+687+545×1.26=4009（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
188×1.283=241.204（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=241204÷4009÷9.8=6.14>6.0
结论：
安全梯悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ18-1770，符合规程安全使用要求。
5、排水管悬吊钢丝绳计算
φ159×6管重量：
22.64×514=11637（kg）
6英寸10kg/cm2法兰盘重量：
8.6×64×2=1101（kg），（按8m管长计算）
管卡、电缆卡重量：
7.06×85（套）=600（kg）
两根动力电缆重：
4.207×2×514=4325（kg）
水重：
514×（0.147/2）2×3.14=8.72（t）=8720（kg）
（1）钢丝绳末端荷载
11637+1101+600+4325+8720=26383（kg）
（2）钢丝绳选型：
因此选用18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
钢丝绳重量：
545×5.05=2752
（3）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
26383+2752×2=31887（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×2×1.283=1929.632（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=1929632÷31887÷9.8=6.17>6.0
结论：
排水管悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合规程安全使用要求。
6、风筒悬吊钢丝绳计算
（1）钢丝绳选型：
φ800玻璃钢风筒每米（含卡子、螺栓等）重：
16.61kg
总重：
16.61×514=8538（kg）
φ800玻璃钢风筒悬吊试选18×7+FC-φ20-1670钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核：
悬吊钢丝绳的工作荷载为：
8538+545×1.56×2=10238（kg）
钢丝绳的破断拉力总和为：
219×1.283×2=561.954（KN）
钢丝绳的安全系数为：
m=561954÷10283÷9.8=5.6>5.0
结论：
φ800玻璃钢风筒悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ20-1670，符合规程要求。
7、大模板悬吊钢丝计算：
根据施工工艺要求，混凝土浇注完毕后即可进行下道工序施工，此时砼尚未完全凝固，因此模板需承受一部分砼下坠力，暂按8t考虑。
考虑模板内砼块及附着物：
2t
参照《凿井工程图册》第五分册P292：
7.55m（H=3.0m）G=15.38t，[25c
基岩段φ8.25m，H=3.5m，G1=（15.38×3.5）×8.25÷7.55÷3=19.61（t）
总重19.61+8+2=29.61（t）
（1）钢丝绳选型：
根据凿井设备布置平面图知，大模板三个悬吊点不是对称布置，因此各根悬吊绳末端荷载不相同，其中悬吊荷载最大的一根钢丝绳按承载模板总重的0.358计算：
因此试选用18×7+FC-φ32-1670钢丝绳
（2）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的总荷载：
29610×0.358+545×3.99=12775（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
560×1.283=718.48（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=718480÷12775÷9.8=5.74>5.0
结论：
大模板悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ32-1670，符合规程安全使用要求。
8、吊盘悬吊绳计算
主提稳绳2根；副提稳绳2根；吊盘悬吊绳2根
根据平面布置图：
2根主提稳绳、2根副提稳绳及2根吊盘悬吊绳各承担1/4吊盘总荷重，注：
按抓岩工作时荷载最大计算。
Φ7.8二层吊盘总重（层间距为4m）：
17100kg
水箱及卧泵总重：
5000kg
分灰器及分灰管重：
1500kg
抓岩机荷重（2台）：
22286kg
信号及通信电缆重：
400kg
吊盘上最多同时工作人员暂按10人：
10×75kg/人=750（kg）
吊盘总重量为：
17100+5000+1500+22286+750=46636（kg）
（1）稳绳悬吊钢丝绳末端荷载计算：
46636÷4=11659（kg）
（2）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（3）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
11659+545×5.05×2=17163（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283×2=1929.632（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=1929632÷17163÷9.8=11.47>6.0
结论：
稳绳悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合规程安全使用要求
（4）吊盘悬吊钢丝绳末端荷载计算（带信号、通讯电缆的绳承重最大）：
46636÷4+400=12059（kg）
（5）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ36-1770钢丝绳。
（6）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
12059+545×5.05=14811（kg）
钢丝绳的破断拉力总和：
752×1.283=964.816（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=964816÷14811÷9.8=6.64>6.0
结论：
吊盘悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770，符合规程安全使用要求
9、压风管悬吊钢丝绳计算：
φ160×8硬聚氯乙烯管材重量：
5.72×514=2940（kg）
φ57×3.5供水管重量：
4.62×514=2375（kg）；
满管水重：
514×0.0252×π=1009（kg）
2英寸法兰盘重量：
2.31×2×64=296（kg）
螺栓、组合管卡重量：
6.3×85=536（kg）
压风管终端卡子：
10kg；
动照电缆（U－10003×35+1×10）：
2.422kg/m×514m=1245（kg）
钢丝绳末端荷载：
2940+2375+1009+296+536+10+1245=8411（kg）
（1）钢丝绳选型：
因此试选18×7+FC-φ20-1670钢丝绳。
（2）钢丝绳安全系数校核：
钢丝绳的工作荷载：
8411+1.56×545×2=10111kg）
钢丝绳的破断拉力总和为：
219×1.283×2=561.954（KN）
钢丝绳的安全系数：
m=561954÷10112÷9.8=5.67>5.0
结论：
压风管悬吊钢丝绳选用18×7+FC-φ20-1670，符合规程安全使用要求。
10、砼输送管悬吊钢丝绳计算
φ159×6管重量：
22.64×514=11637（kg）
6英寸10kg/cm2法兰盘重量：
8.6×64×2=1101（kg），（按8m管长计算）
6英寸管卡、螺栓重量：
6.2×85=527kg
终端缓冲器重量：
92kg
下放砼冲击力重量：
8100kg
合计：
11637+1101+527+92+8100=21457kg
试选：
18×7+FC-φ32-1670钢丝绳双绳悬吊。
钢丝绳悬垂重量：
3.99×545=2175（kg），
最小破断拉力560×1.283=718.48（KN）
安全系数m=718480÷[9.8×（21457÷2+2175）]=5.68﹥5
结论：
砼输送管选用18×7+FC-φ32-1670钢丝绳双绳悬吊符合规程安全要求。
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