煤层在开采之前，它同岩层在各个方向受力是平衡的，掘出开切眼后，岩层受力平衡状态遭到破坏，围岩移动变形，寻求新的应力平衡，在顶板上方形成了暂时平衡的岩石松动圈，这时工作面支架主要支撑的是松动圈内岩石重量。由于进行采掘活动而在巷道及回采工作面周围岩体中，以及在支架上所引起的力，叫做顶板来压。
煤层在开采之前，它同岩层在各个方向受力是平衡的，掘出开切眼后，岩层受力平衡状态遭到破坏，围岩移动变形，寻求新的应力平衡，在顶板上方形成了暂时平衡的岩石松动圈，这时工作面支架主要支撑的是松动圈内岩石重量。
工作面开始回采，向前推进，松动圈逐渐扩大，支架受力很快增加，这时如不采取措施，岩层就会压垮支架，以致发生冒顶事故。因此，一般在开切眼推进6m～20m后，就及时撤回采空区支架，直接顶随回柱而垮落，这就是初次放顶。
如果顶板岩石不自行垮落，要向采空区顶板打眼放炮进行“强制放顶”，确保顶板跨落下来。开采过程中，要正面对待顶板跨落现象，岩层跨落，所受到的应力重新达到平衡是必然的规律，如果不能让岩层应力逐步、缓慢地宣泄，一旦积累到一定程度，就会造成不可挽回的重大事故。
顶板大面积来压的冒顶形式有切冒型和拱冒型，有整体一次冒落和分层分次冒落。分层分次冒落式也常有发生。
顶板大面积来压与煤柱分布有关，煤柱面积比率大时，一般不易发生大面积来压。例如对大同矿压的调查，煤柱比率大于30%时很少发生大面积来压，但小于20%的采空区，大都发生。煤柱的宽高比也直接影响大面积来压发生，调查表明，宽高比大于3~4时一般不发生。煤柱的平面分布影响大面积来压的范围，一般情况下煤柱稀少的地方容易发生，煤柱密集的区域往往是塌陷区的边缘。
顶板大面积来压基本上都发生在顶板岩层比较坚硬的回采工作面，顶板大多是砂岩或砾岩，开采后顶板大面积悬露不冒.在回采工作面初采时，顶板初次垮落步距可达50-70m，甚至达100m以上。
这样大面积的顶板一旦冒落会造成巨大的危害，矿井生产中常采用刀柱法开采，但也因采空区面积太大，压垮煤柱而发生大面积冒顶.即使采用综采设备的长壁工作面，也仍然出现上万平方米顶板大面积来压的现象。
关于顶板大面积来压产生的力学原因，一般认为，当开采过程中的坚硬难冒顶板大面积悬露时，在自重力的作用下，顶板会产生弯曲和离层.不管是作为板处理，还是作为梁来分析，当弯曲应力超过其强度极限时，便会产生裂隙和裂隙的扩展.一旦这些裂隙贯穿坚硬岩层时，则发生突然的垮落，造成灾害.另一种情况是，顶板大面积悬露，使采空区形成扁平狭条孔，煤柱上的顶板岩层内产生巨大的切应力，导致顶板切断，突然垮落。顶板大面积来压造成的灾害有以下3个方面的机理。
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=mv/2必然也大。如果顶板冒落的面积为5万m，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。
分析顶板大面积来压的原因，主要是开采工作面采空区悬顶面积太大，瞬时垮落时产生强大的冲击力和暴风，破坏力极大。如何防治顶板大面积来压，许多专家、学者都做过这方面的研究。利用微震仪、地音仪和超声波地层应力仪等测试仪器来进行预测预报，以及用堵和泄的办法来预防暴风造成的危害，这无疑是防治顶板大面积来压灾害的措施之一但从主动的意义上讲，防治顶板大面积来压的基本原理是:减小悬顶面积和能量聚积。其具体措施有两个方面，一是改变顶板岩层的物理力学性质，降低岩体的力学强度。一般可通过高压注水等措施来实现;二是改变顶板的力学条件。减小工作面顶板初次来压和周期来压的步距。可通过强制放顶的各种方法来实现。大同等矿一区的实践证明，这些措施是很有效的。
高压注水处理坚硬顶板是个非常方便和安全的方法，但是软化效果决定于岩石的吸水性、岩石构成和岩体的间断性。水流随着时间增大。初期的高压相应地降到稳定压力。稳定压力取决作用于对高压水流的岩层强力。浸水岩石的强度降低主要取决于节理的平均尺寸、岩石的含水能力和岩石中的粘土含量。以述参数增大，岩石强度损失也会加大。用高压将水注入岩石内，水通过空隙、裂缝和层理，扩大并加宽它们，同时还要产生新的空隙，以破坏岩体的整体性，降低岩石的强度。采煤后弱化的上覆岩经常垮落在采空区，形成采空区最小的悬顶。
只有在易于吸水的岩层才适合使用这种方法，包括岩脉、岩块大小和吸水性的岩性在决定岩石是否能注水弱化当中起着重要的作用。这些研究有助于预测高压注水强制冒落的效果。
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