隨著工作面的不斷推進，頂板懸露面積愈來愈大。為了保證工作面的安全及回采工作的順利進行，對回采工作面所需的空間（包括采煤機運行，運煤、運料、行人及通風）必須加以支護，其不需要的那部分采空區，亦必須加以處理。因此，支護采場工作空間和處理采空區，是回采工作面頂板管理的主要內容。

    1．煤層頂板的分類

    采空區處理方法的選擇與煤層頂板巖石的性質有直接關系。根據頂板巖石的垮落性及其與煤層的相對位置，可將煤層頂板分為以下幾種：

    (1)偽頂。直接位于煤層之上，隨落煤同時冒落的薄層巖石。其厚度在0.3~0.5m之間，一般是碳質頁巖。

    (2)直接頂。直接位于煤層（或偽頂）之上，能隨回柱放頂而垮落的一組巖層，多為砂頁巖、頁巖。

    (3)老頂。位于直接頂或直接位于煤層之上，不能隨回柱放頂垮落，而要懸露很大面積才垮落的堅硬巖層，多為砂巖、石灰巖或礫巖。

    從上述可知，對某一煤層來說，3種性質的頂板不一定都有。例如，有的煤層頂板只有老頂而無直接頂和偽頂。

    2．采空區處理方法

    根據頂板巖石性質不同，采空區處理方法有全部垮落法、煤柱支撐法和填充法等。這幾種方法的共同特點是：采取不同措施以減少頂板的懸露面積，從而減少頂板對回采工作面支架的壓力。

    (1)全部垮落法。用全部垮落法處理采空區的實質，是有步驟地使采空區的直接頂人為地冒落下來，從而減輕直接頂對回采工作面的壓力，并利用垮落的巖石支撐上部未垮落的巖體。

    在進行放頂時，一次放頂距離稱放頂步距，放頂步距加上回采工作空間的寬度，稱作工作面最大控頂距，放頂以后工作空間的寬度，叫做最小控頂距。

    放頂步距通常是工作面一次進度的1~2倍。最小控頂距愈小愈好，但必須有足夠的空間安設采煤機、輸送機及行人等，此外，還要滿足通風方面的要求作面的控頂距和放頂步距。

    我國現場常以支架的排數表示工作面的控頂距和放頂步距。

    全部垮落法處理采空區的主要優點是：經濟、方便，煤炭損失少。因此，應盡可能地采用。

    用全部垮落法處理采空區，當直接頂的厚度相當于煤層厚度或采高的3～5倍以上時，垮落下來的巖石由于破碎膨脹能把采空區填滿而將老頂支撐住。如果直接頂厚度較小，垮落后不能填滿采空區支撐住老頂時，隨著工作面推進，老頂懸露面積將不斷擴大，當巖層穩定性不足以維持懸露面積上老頂的重量時，即發生大面積的垮落。從開切眼開始，老頂第一次垮落稱作老頂的初次垮落。老頂的初次垮落過程，給工作面造成壓力增大現象，常稱為老頂的初次來壓。在老頂初次垮落以后，回采工作面的壓力顯著減輕。然而隨著工作面的繼續推進，老頂的懸露面積又逐漸擴大，當其懸露垮度達到一定長度時，又將發生折斷和垮落。因此，隨著工作面推進，老頂將周而復始出現垮落現象，叫做老頂的周期性垮落，在回采工作面則表現為周期來壓。

    掌握了老頂初次垮落和周期性垮落的規律，就能采取相應的措施來減輕其破壞作用，確?；夭晒ぷ髅娴陌踩a。

    老頂初次垮落的距離和巖石性質有關，一般在回采工作面推進20~30m時發生，少數可達到50~70m。老頂周期性垮落的步距，對于礦井的同一煤層，通常是比較固定的。我國多數煤層老頂的周期垮落步距常為其初次垮落距離的1/3或1/4。

    當頂板巖層的韌性比較大，易彎曲而不易破碎，而且煤層又比較薄時(0.7~1.0m之間)，頂板可在下沉未發生垮落之前即已和底板接觸，具有這種特點的采空區處理方法，叫做緩慢下沉法。它是全部垮落法的一種特例。為適應這類頂板的特點，常采用可縮性較大的木垛作為專門支架，如圖8-7所示。

    (2)煤柱支撐法。煤柱支撐法又稱刀柱法，適用于極堅硬頂板。這種頂板往往懸露數千平方米而不垮落，一旦大面積垮落，將導致嚴重后果。煤柱支撐法的具體作法是：每當工作面推進一定距離后，留下適當寬度的煤柱（刀柱）支撐頂板。然后在煤柱另一側重開切眼進行回采工作，如圖8-8所示。

    圖8-7    緩慢下沉法

    圖8-8    煤柱支撐法

    煤柱支撐法雖然簡化了處理采空區的工作，但煤炭損失大，工作面搬家次數多，巷道掘進量大。當開采近距離煤層時，上部煤層留下的煤柱將給下部煤層的工作面開采造成一定困難。因此這種方法現在很少采用。

    (3)全部充填法。全部充填法的實質是從回采工作面外部運來大量的砂石，把采空區填滿，利用充填物支撐頂板。這種方法一般適用于開采特厚煤層。在建筑物，鐵路，水體下進行采煤時，也常采用全部充填法。