随着工作面的不断推进，顶板悬露面积愈来愈大。为了保证工作面的安全及回采工作的顺利进行，对回采工作面所需的空间（包括采煤机运行，运煤、运料、行人及通风）必须加以支护，其不需要的那部分采空区，亦必须加以处理。因此，支护采场工作空间和处理采空区，是回采工作面顶板管理的主要内容。

    1．煤层顶板的分类

    采空区处理方法的选择与煤层顶板岩石的性质有直接关系。根据顶板岩石的垮落性及其与煤层的相对位置，可将煤层顶板分为以下几种：

    (1)伪顶。直接位于煤层之上，随落煤同时冒落的薄层岩石。其厚度在0.3~0.5m之间，一般是碳质页岩。

    (2)直接顶。直接位于煤层（或伪顶）之上，能随回柱放顶而垮落的一组岩层，多为砂页岩、页岩。

    (3)老顶。位于直接顶或直接位于煤层之上，不能随回柱放顶垮落，而要悬露很大面积才垮落的坚硬岩层，多为砂岩、石灰岩或砾岩。

    从上述可知，对某一煤层来说，3种性质的顶板不一定都有。例如，有的煤层顶板只有老顶而无直接顶和伪顶。

    2．采空区处理方法

    根据顶板岩石性质不同，采空区处理方法有全部垮落法、煤柱支撑法和填充法等。这几种方法的共同特点是：采取不同措施以减少顶板的悬露面积，从而减少顶板对回采工作面支架的压力。

    (1)全部垮落法。用全部垮落法处理采空区的实质，是有步骤地使采空区的直接顶人为地冒落下来，从而减轻直接顶对回采工作面的压力，并利用垮落的岩石支撑上部未垮落的岩体。

    在进行放顶时，一次放顶距离称放顶步距，放顶步距加上回采工作空间的宽度，称作工作面最大控顶距，放顶以后工作空间的宽度，叫做最小控顶距。

    放顶步距通常是工作面一次进度的1~2倍。最小控顶距愈小愈好，但必须有足够的空间安设采煤机、输送机及行人等，此外，还要满足通风方面的要求作面的控顶距和放顶步距。

    我国现场常以支架的排数表示工作面的控顶距和放顶步距。

    全部垮落法处理采空区的主要优点是：经济、方便，煤炭损失少。因此，应尽可能地采用。

    用全部垮落法处理采空区，当直接顶的厚度相当于煤层厚度或采高的3～5倍以上时，垮落下来的岩石由于破碎膨胀能把采空区填满而将老顶支撑住。如果直接顶厚度较小，垮落后不能填满采空区支撑住老顶时，随着工作面推进，老顶悬露面积将不断扩大，当岩层稳定性不足以维持悬露面积上老顶的重量时，即发生大面积的垮落。从开切眼开始，老顶第一次垮落称作老顶的初次垮落。老顶的初次垮落过程，给工作面造成压力增大现象，常称为老顶的初次来压。在老顶初次垮落以后，回采工作面的压力显著减轻。然而随着工作面的继续推进，老顶的悬露面积又逐渐扩大，当其悬露垮度达到一定长度时，又将发生折断和垮落。因此，随着工作面推进，老顶将周而复始出现垮落现象，叫做老顶的周期性垮落，在回采工作面则表现为周期来压。

    掌握了老顶初次垮落和周期性垮落的规律，就能采取相应的措施来减轻其破坏作用，确保回采工作面的安全生产。

    老顶初次垮落的距离和岩石性质有关，一般在回采工作面推进20~30m时发生，少数可达到50~70m。老顶周期性垮落的步距，对于矿井的同一煤层，通常是比较固定的。我国多数煤层老顶的周期垮落步距常为其初次垮落距离的1/3或1/4。

    当顶板岩层的韧性比较大，易弯曲而不易破碎，而且煤层又比较薄时(0.7~1.0m之间)，顶板可在下沉未发生垮落之前即已和底板接触，具有这种特点的采空区处理方法，叫做缓慢下沉法。它是全部垮落法的一种特例。为适应这类顶板的特点，常采用可缩性较大的木垛作为专门支架，如图8-7所示。

    (2)煤柱支撑法。煤柱支撑法又称刀柱法，适用于极坚硬顶板。这种顶板往往悬露数千平方米而不垮落，一旦大面积垮落，将导致严重后果。煤柱支撑法的具体作法是：每当工作面推进一定距离后，留下适当宽度的煤柱（刀柱）支撑顶板。然后在煤柱另一侧重开切眼进行回采工作，如图8-8所示。

    图8-7    缓慢下沉法

    图8-8    煤柱支撑法

    煤柱支撑法虽然简化了处理采空区的工作，但煤炭损失大，工作面搬家次数多，巷道掘进量大。当开采近距离煤层时，上部煤层留下的煤柱将给下部煤层的工作面开采造成一定困难。因此这种方法现在很少采用。

    (3)全部充填法。全部充填法的实质是从回采工作面外部运来大量的砂石，把采空区填满，利用充填物支撑顶板。这种方法一般适用于开采特厚煤层。在建筑物，铁路，水体下进行采煤时，也常采用全部充填法。