特别稳定的直接顶底板岩层系指岩层稳定性好、刚度大且不存在支架钻顶扎底的岩层;它的节理、裂隙发育且采取垮落运动方式,如节理、裂隙发育的砂岩层,节理裂隙发育且较薄的石灰岩、层理不太发育的砂页岩等。

在这种直接顶底板岩层条件下,无论基本顶断块是在来压还是在非来压运动期间,具有合理初撑力、额定工作阻力的支架初撑增阻过程、额定增阻过程、恒阻工作过程都始终保持与顶板岩层的同步运动。在基本顶断块非来压期间,顶板的循环下沉量就等于或基本等于由不可控岩层运动在顶板上所形成的不可控下沉量Sb。而在基本顶断块来压离层运动期间,工作面顶板的来压下沉量就等于循环内基本顶断块的离层来压下沉量。该下沉量它包括顶板额定增阻下沉量及恒阻下沉量。在这种情况下,顶板的初撑增阻下沉量为零,而其额定增阻下沉量也达到了最小,它就等于支架本身在额定被动增阻过程中产生的弹性增阻压缩量,即Sde=Sge=Sdz1(图8-1)。Sde代表顶板的额定被动增阻下沉量,Sge代表支架的额定被动弹性增阻压缩量,Sdz1代表顶板增阻全过程增阻下沉量。待支架额定被动增阻过程完成后,即进入恒阻工作状态,在工作面来压结束时,其顶板恒阻下沉量达到了最大值Smdh(图8-1)。来压完成的基本顶断块在工作面上所形成的来压顶板下沉量,由额定被动增阻下沉量和恒阻下沉量组成,即Sd=Sdz1+Smdh=Sge+Smdh(图8-1),它就是工作面顶板的允许下沉量Sy,即Sd=Sy(图8-1)。由此看出,具有合理工作阻力(包括初撑力与额定工作阻力)支架,在控制顶板运动过程中,能够很顺利、很快完成增阻全过程,始终保持与顶板岩层的同步运动而使支架处于最好的工作状态(图8-1)。当然支架对顶板岩层运动控制效果与控制质量也达到了最完美的程度。对于这类直接顶岩层我们定义它为最稳定直接顶底板岩层。这是理想的支架工作状态,实际上这类顶板并不存在。(www.daowen.com)

图8-1　一类顶板支架工作状态及支架、顶板增阻恒阻下沉量图