稳定直接顶底板岩层系指岩层稳定性好,强度、硬度、刚度高,节理、裂隙发育、采取垮落的运动方式,在支架增阻过程中存在少量钻顶扎底下沉量,而使支架顶板呈现出微小的不同步运动。例如节理、裂隙发育的泥质砂岩、砂页岩等。

在这种顶底板岩层条件下,支架在初撑增阻过程中,虽产生微量的弹性增阻压缩量Sg0(图8-2),但非常微小,可以忽略不计。因此在初撑增阻过程中,可以认为支架与顶板运动基本上还是同步的。图中:

Sg0——支架初撑增阻弹性压缩量,mm;

Sge——支架额定被动增阻弹性压缩量,mm;

Smdh——支架顶板最大同步恒阻下沉量,mm;

Sgz——支架增阻全过程弹性增阻压缩量,Sgz=Sg0+Sge,mm;

Sd0——顶板初撑增阻下沉量,mm;

Sde——顶板额定被动增阻下沉量,mm;

Sdz——顶板增阻全过程增阻下沉量,Sdz=Sd0+Sde,mm;

Sdh——支架顶板同步恒阻下沉量,mm;(www.daowen.com)

Sdn——支架顶板不同步增阻下沉量,即支架钻顶扎底下沉量,mm;

Phe——支架合理额定工作阻力;

Ph0——支架合理初撑力;

Pb0——支架完不成初撑增阻过程情况下,经增阻所达到初撑力。

Sdz1、Sdz2、Sdz3、Sdz4、Sdz5分别是1类、2类、3类、4类、5类直接顶底板岩层顶板增阻下沉量。

图8-2　二类顶板支架工作状态及支架、顶板增阻恒阻下沉量图

图例:

然而支架在额定被动增阻工作过程中,无论基本顶断块是在非来压运动期间还是来压运动期间,工作面顶板不仅要产生支架在额定被动增阻过程中所产生的弹性增阻压缩量的下沉量Sge(图8-2),而且还要产生较小的顶底板压实及钻顶扎底下沉量,即支架顶板不同步下沉量Sdn(图8-2)。在这种情况下,使得顶板额定被动增阻下沉量大于支架额定被动增阻弹性压缩量,即Sde＞Sge(图8-2),从而使支架与顶板运动在额定被动增阻过程中,出现了较小的不同步运动(图8-2)。完成初撑、额定增阻过程后的支架,即进入恒阻工作状态,在支架恒阻工作过程中,支架顶板进入同步运动状态,正是由于顶板增阻下沉量较小,所以其恒阻下沉过程长,恒阻下沉量大(图8-2)。在来压循环、支架还是能很快、很顺利地完成增阻全过程,达到其所具备的合理额定工作阻力,很好地完成控制顶板岩层运动的任务,达到了控制质量高、控制效果好,而使支架处于好的工作状态(图8-2)。由此看出,工作面顶板增阻下沉量小,恒阻工作过程长、恒阻下沉量大、支架效率高、工作状态好的直接顶底板岩层为稳定的直接顶底板岩层。