井下巷道采用锚网支护与金属支架支护的经济效益分析

摘要：合理、安全、有效的巷道支护方式能够保证矿井实现高效高产，从而提高经济效益。由被动向主动支护的转变、从传统的棚式支护向锚网索支护转化是当前巷道支护发展的主要特点，这能够对生产安全和作业环境的改善起到明显效果。文章对井下巷道采用锚网支护与金属支架支护的经济效益进行了分析。

关键词：锚网支护；金属支架支护；井下巷道；经济效益；巷道支护方式 文献标识码：A

中图分类号：TD353 文章编号：1009-2374（2015）30-0141-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.073

锚支护和金属支架支护，由于具有大大简化工作面的端头以及支护工艺比较超前的特点，保证了生产的安全，改善了巷道的支护状况，从而为采煤工作的迅速推进创造了有力条件。本文对此进行了研究分析，从而最终探索出锚网支护和金属支架支护技术经济合理、技术可行和安全可靠，并且从经济角度对此做了一些

阐述。

1 锚网支护技术发展历程及优势

1.1 锚网支护技术发展历程

作为一种技术经济优越和有效的巷道支护方式，锚网支护从1912年的美国诞生以来，至今已走过一个世纪的时间。美国、加拿大和澳大利亚等西方发达国家，因为煤层埋藏条件非常好，并且支护技术不断成熟，因而使用非常普遍，在煤矿中的应用几乎达到100%。我国的煤矿巷道支护技术虽然起步较晚，但是发展非常迅速，在这其中锚网支护技术的发展更是迅猛。

1.2 锚网支护技术优势

1.2.1 适应性强。因为开采深度增加和条件恶化的幅度，锚网支护与棚户支护技术显然不同。锚网支护技术能随开采深度的增加和条件恶化而直接投入的材料反而降低很多，产生更为显著的效果。

1.2.2 在同样的地质条件下，锚网支护通过设置合理的参数，煤矿巷道的围岩变形量比棚户支护减少一半左右。由于巷道的形状一般是梯形，所以在设计支护方式时，通过减少相应的巷道断面，其有效的利用率能够大幅度得以提高。

1.2.3 因为其所需的材料重量轻且体积小，因而大大降低了辅助运量，不但改善了作业环境，更减轻了工人的劳动强度。

1.2.4 巷道有效空间的增加。利用锚网支护技术，能够对于巷道增加有效的空间，并在此过程中简化支架安装的工序，从而提高工作面设备的安装进度，极大地缩短了安装的工期。

1.2.5 因为在锚网支护的过程中，对于工作面的端头管理不需要撤棚，从而避免对于回棚工序造成浪费，并简化了端头的管理。

1.2.6 在技术参数设置合理和锚网支护使用得当时，一般情况下不需要维修。即使在困难条件下，也仅仅只需要简单的维护，并且过程简单而快捷。

1.2.7 在支护原理上，锚网支护更加符合围岩控制理论和现代岩石力学。锚网支护属于典型的主动支护型，能够利用和调动围岩本身的稳定性，从而充分发挥自身优势，对于巷道围岩的变形进行有效控制，从而这个支护方式更加有利于改善巷道的维护状况和保护巷道围岩的稳定。

1.2.8 对于服务年代比较长的巷道，锚网支护的采用可以大量减少材料的占用和挤压，大力降低生产的成本，并加快资金的有效周转。

2 金属支架支护发展历程和技术优势

2.1 金属支架支护的发展历程

目前应用比较广泛的金属支架，其发展也很快，尤其是德国一家公司生产出TH型的钢支架应用到市场上以后，对于各国的矿井支护技术的发展起到了非常积极的作用，其他发达国家也在不同程度和层次上发展了自身的型钢支架，从而满足了各类维护条件下的巷道支护要求。我国在巷道金属支架的技术研究和应用上，起步比较晚，但是发展也十分迅速。目前中国已经生产出调质的U型钢，这个技术的突破大大提高了支架的

强度。

2.2 金属支架支护的技术优势

2.2.1 对机械化施工非常有利，并且安装起来方便且快捷。

2.2.2 能够根据不同的地压条件和要求，设计出各类不同的断面形式，从而在不同的围岩条件下有效地满足支护的要求。

2.2.3 如果对于金属支架和支护强度大的形状选择合适，从而保证整体的高承载能力，在围岩压力非常大的情况下，能与其他支护方式进行联合的应用。

2.2.4 重复使用次数多。一般情况下金属支架的使用次数至少大于3次，表面上感觉一次性的投资比较高，实则综合的成本还是比较低。

2.2.5 金属支架被破坏一般表现为曲屈变形从而失效，而金属支架安全可靠，不会出现突然断裂和破坏，并造成巷道围岩瞬间失稳并冒落，从而引发突然性事故。

3 井下巷道采用锚网支护和金属支架支护的经济效益

3.1 锚网支护的经济效益

3.1.1 直接降低支护成本，减少投入的支护材料。锚网支护仅仅需要投入托盘、锚杆、螺丝和金属网等少数材料，和U型钢棚式支护方式相比较一次投入的费用比较少。

3.1.2 巷道维修减少，节省维护费用。锚网巷道在一般情况下是不需要维护的，极少数困难情况下也只需要进行简单的维护，和棚式支护方式比起来，越是在条件复杂的情况下节约维护费用的效果越为明显。

3.1.3 节约工资支出，减人提效。大力减少U型钢的加工、回收、转运和返修等环节的辅助用工方式，就是锚网支护方式。这些辅助方式的省略，对于煤矿企业来说，大大节省了人力资源成本。

3.2 金属支架支护的经济效益

在煤炭工业发展和开采深度不断增加、矿井高产高效的要求和机械化生产水平不断提高的形势下，对于巷道支护效果因巷道支护条件的复杂而要求更高。

（1）不断加大的巷道地压下，其越来越复杂的维护条件；（2）因适应机械化生产要求，从而导致施工机械化水平不断提高的情况；（3）对于巷道的变形要求越来越严格；（4）巷道的可靠性要求更高的今天，巷道的修复对生产产生更大的影响等这些情况下，金属支架支护作为一种非常有效的支护方式，受到了更为广泛的关注和大力应用。

在复杂的矿山地质的情况之下，其余一些支护方式因为自身的局限性，而不一定能达到和满足巷道的需要。在深度作业过程中，巷道里的岩层会产生一些值，需要锚网支护和金属支架支护等先进有效的方式来完成，才能对于复杂的矿山地质条件下的巷道进行有效支护，从而保证施工人员能安全作业。

4 结语

随着我国煤炭工业的迅速发展、生产技术的不断提升和进步，巷道支护技术的应用和发展，其应用领域必将更为广泛。采用锚网支护和金属支架支护等方式对巷道进行支护，其材料选择向高强度和重型化发展，并且加工方式和制造工艺向精细化程度更高的方向进步，从而使得支架的力学性能和几何参数有很大的提高，能够更加适应矿井下复杂而多变的支护环境和条件，从而保证巷道的围岩有效和稳定。煤炭开采的深度越来越大，由此给矿山造成的压力也不断增加。单一的巷道支护方式，已经远远不能满足生产的要求和需要。锚网支护和金属支架支护方式由于其卓越的性能和众多的优势，必将成为矿井的巷道支护中的重要组成部分，在巷道支护中扮演更为重要的角色。

参考文献

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[2] 张社荣，顾岩，张宗亮.超大型地下洞室围岩锚杆支护方式的优化设计[J].水利发电学报，2007，26（5）.

[3] 王金华.我国煤巷锚杆支护技术的新发展[J].煤炭学报，2007，32（2）.

作者简介：伍光东（1970-），男，宁夏银川人，神华宁夏煤业集团麦垛山煤矿采矿工程师，研究方向：矿建。