回采工作面采空區(qū)面積大,頂板壓力比掘進巷道復雜。現(xiàn)在我們用緩傾斜單一煤層走向長壁全部垮落法采煤的工作面作個例子來說明。
回采工作面由開切眼向前推進采煤,煤壁前方的支承壓力區(qū)也跟著向前移動。隨著工作面推進,靠采空區(qū)的支柱要順序一排排回掉,直接頂就會自己垮落。如果直接頂比較厚,冒落的巖石可以填滿采空區(qū),老頂和老頂上面的巖層出現(xiàn)一定的彎曲便沉落在壓實的碎矸上,形成了工作面后方的支承壓力區(qū)。按照前面說的“拱形理論”,因為壓力向工作面前后傳遞,所以工作面及靠近的一部分采空區(qū)就成了減壓區(qū),頂板的壓力顯得比較緩和、均勻。如果直接頂?shù)暮穸缺容^小,冒落的巖石不能填滿采空區(qū),直接頂上面的老頂就懸露在采空區(qū)上。隨著工作面向前推進,老頂懸露面積不斷擴大,到一定距離,就斷裂下沉而垮落,這時使工作面頂板壓力突然增大,形成了老頂來壓。
一個新工作面從開切眼開始向前推進,老頂?shù)谝淮未竺娣e垮落叫初次垮落,初次垮落造成的工作面壓力突然增大,就是初次來壓。工作面繼續(xù)向前推進,經(jīng)過一定時間、達到一定距離時,老頂來壓又重復出現(xiàn),就是工作面頂板的周期來壓。周期來壓時,工作面的頂板壓力和頂板下沉量比平時要大30%~40%,如果不掌握周期來壓的規(guī)律,預先采取有效措施,加強工作面支護,就會發(fā)生大冒頂。
我國主要開采緩傾斜煤層。在國有重點煤礦中,緩斜煤層的產(chǎn)量占80%,所以上面說的情況,具有普遍的意義。