1、能量释放造成的破坏
由于煤岩体处于复杂的自重应力和构造应力场中,在强大的地应力作用下,其体积与形状会发生变化,这是外力做功的结果。当岩块处于弹性状态,且变形不能解除时,外力做功就以能量的形式贮存在煤岩体内,称为弹性能.而这种弹性能又分为由体积变化产生的体变弹性能已,及由形状变化而产生的形变弹性能叭。又因采空区上方顶板岩层大面积悬露不冒落,顶板岩层会产生弯曲下沉,因而又会聚积顶板弯曲弹性能。
2、冒顶冲击力造成的破坏
采空区大面积悬露的顶板因断裂失稳而冒落,其产生的冲击力是巨大的。顶板在冒落前具有的势能为EP=mgh,当冒落的顶板岩层面积大,即质量m大时,其势能EP则大;当采高h大时,其势能EP也大,顶板冒落后势能转变的动能Ek=mv2/2必然也大。如果顶板冒落的面积为5万m2,冒落岩层的厚度为3m,采高为2.5m,则在不到1s的时间内,就有37.5万t的岩石冒落,其冲击力之大是可想而知的。好在这巨大的冲击力绝大部分作用在采空区的底板上,但对工作面的破坏力也是很大的。
3、大面积冒顶产生暴风形成的破坏
由于顶板坚硬完整性好,冒落的面积大、时间短,采空区的空气瞬间压出,形成剧烈的暴风,破坏力极大。为便于定量分析,将采空区简化成一个体积很大的扁平容器,将上下顺槽看成容器底部的两个小孔。