塌落后压在洞顶衬动上,拱形分离体的重量印为洞项围岩压力,而拱外岩体仍保持平衡,形成的拱称为自然平衡拱。 由于断层、节理裂限的强烈切制,使围岩成为类似于松散介质,或者围岩本类的松散介质。在地下开挖后。围岩因失去平衡而与母岩分离,在其项部出现拱形身是土体分离体。以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
自然平衡拱的形成是因为煤岩层都有一定的自撑力(强度),冒落后保持一小段悬伸于空间,并能托上面的煤岩层,再向空间多伸出一段。这样越往上悬伸部分也越长,最后从空间两侧突出的悬冲部分几乎连接,将最上部的岩层全部托住,达到平衡状态。自然平衡拱只能在短时间内保持平衡,当时间长久或受到其他矿山压力的影响时,平衡遭到破坏;平衡拱的跨度与高度就会不断的扩大,形成新的自然平衡拱。
在刚刚掘完的巷道中,新的支柱通常经过短时间即被压坏。而后来重新架设的支护将维持很长时间。这是因为:初期掘进巷道的结果,上部岩石的平衡遭到破坏,因而岩石移动,引起很大的作用于支柱上的压力。巷道上面形成拱形后,上部岩石达到平衡,新的支柱只承受拱形轮廓内的岩石重量,也就是说压力巳固定并停止在正常状态。
为了保护支柱和减小初期压力,可设置可缩性的支柱(拨尖端的立柱)。当初期压力作用于支柱时,立柱的尖端即折坏,巷道的断面稍为减小,但支柱则保存下来并能使用较长时间。