大面积切冒又称大面积塌冒,曾称大面积来压,是指采空区内大面积悬露的坚硬顶板在短时间内突然塌落而造成的大型冒顶事故。
当煤层顶板是整体厚层硬岩(如砂岩、砂砾岩、砾岩等,其分层厚度大于5~6 m)时,它们要悬露几千、几万,甚至十几万平方米才冒落。这样大面积的顶板在极短时间内冒落下来,不仅由于重量的作用会产生严重的冲击破坏力,而且更严重的是会把采空区的空气瞬时挤出,形成巨大暴风,产生极强的破坏力。
(1)大面积切冒的主要预兆
①顶板断裂声响的频率和音响增大。
②煤帮有明显受压与片帮现象。
③底板出现底鼓或沿煤柱附近的底板发生裂缝。
④巷道(上下平巷)超前压力较明显。
⑤工作面中支柱载荷和顶板下沉速度明显增大。
⑥有时采空区顶板发生裂缝或淋水加大,向顶板中打的钻孔原先流清水后变为流白糊状的液体,这是断裂岩块互相摩擦形成的岩粉与水的混合物。
如图9.17所示为顶板中游离岩块旋转推倒支架示意图。

图9.17 顶板中游离岩块旋转推倒支架
(2)大面积切冒的预测、预报和处理方法
大面积切冒可以用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等进行预测,由于厚层坚硬岩层的破坏过程,长的在冒顶前几十天就出现声响和其他异常现象,短的在冒顶前几天,甚至几小时也会出现预兆。因此,根据仪器测量的结果,再结合历次冒顶预兆的特征,可以对大面积切冒进行较准确的预报,避免造成灾害。
防止和减弱大面积切冒危害的原则是:改变岩体的物理力学性质,以减小顶板悬露及冒落面积,减小顶板冒落高度,降低空气排放速度。具体的做法如下:
1)顶板高压注水
从工作面平巷向顶板打深孔,进行高压注水,注水泵最大压力达15 MPa。顶板注水可起弱化顶板和扩大岩层中的裂隙及弱面的作用。
2)强制放顶
用爆破的方法人为地将顶板切断,使顶板冒落一定厚度形成矸石垫层。切断顶板可以控制顶板冒落面积,减弱顶板冒落时产生的冲击力;形成矸垫层则可以缓和顶板冒落时产生的冲击波及暴风。
对厚层难冒顶板来说,不论是采取高压注水还是强制放顶,也不论是在采空区处理还是超前工作面处理,所应处理的顶板厚度均应为采高的2~3倍(包括直接顶在内),其目的就是使处理下来的岩块基本上能填满采空区,从而保证安全生产。