回采工作面采空區(qū)面積大,頂板壓力比掘進(jìn)巷道復(fù)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(gè)例子來說明。
回采工作面由開切眼向前推進(jìn)采煤,煤壁前方的支承壓力區(qū)也跟著向前移動(dòng)。隨著工作面推進(jìn),靠采空區(qū)的支柱要順序一排排回掉,直接頂就會(huì)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(shí)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?yàn)閴毫ο蚬ぷ髅媲昂髠鬟f,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(jìn),老頂懸露面積不斷擴(kuò)大,到一定距離,就斷裂下沉而垮落,這時(shí)使工作面頂板壓力突然增大,形成了老頂來壓。
一個(gè)新工作面從開切眼開始向前推進(jìn),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(jìn),經(jīng)過一定時(shí)間、達(dá)到一定距離時(shí),老頂來壓又重復(fù)出現(xiàn),就是工作面頂板的周期來壓。周期來壓時(shí),工作面的頂板壓力和頂板下沉量比平時(shí)要大30%~40%,如果不掌握周期來壓的規(guī)律,預(yù)先采取有效措施,加強(qiáng)工作面支護(hù),就會(huì)發(fā)生大冒頂。
我國主要開采緩傾斜煤層。在國有重點(diǎn)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。