实践证明，对于一般岩层覆盖的采场，老顶总厚度大约为采高的4-6倍，老顶所包含的“传递岩梁”数目，一般不超过3个。组成老顶各“传递岩梁”的岩梁厚度为同时运动岩层的厚度之和。上下两岩层同时运动的条件可由下式表示:
    在生产现场，可以根据实测所得采场支架阻抗力或顶板下沉量随工作面推进距离关系曲线直接推断老顶岩梁数目及运动步距值。
    老顶来压时，直接顶和下位岩梁断裂，破坏线深入煤壁前方，上覆岩层作用在煤(或岩)层上的“支承压力”(或相对应的支承反力)明显的分为两个部分，是该采场条件下结构模型的重要特征.其中，处于“内应力场”(图3中S1部分)中的煤体已经破坏，其承受的压力大小由直接顶和老顶运动的作用力决定。显然，当老顶来压完成进入稳定状态后，该部分煤体的支承反力只要平衡直接顶的作用力即可。分布于“外应力场”(图3中S2部分)煤体上的支承压力由上覆岩层的总体作用力所决定，其大小分布范围受直接顶和老顶的影响较小。
    当开采深度较小，或者煤层强度较高，支承压力不足以超前破坏煤壁的情况下，采场的结构模型如图4所示，即直接顶及老顶的断裂破坏将在煤壁处发生，“内应力场”的范围(S1)将趋于零。
    目前，作为实用矿山压力理论的核心—矿山压力分布、矿山压力显现与上覆岩层(直接顶及老顶)运动间关系的理论研究已经取得重要成果，通过矿山压力显现推断上覆岩层运动和支承压力分布，实现对顶板活动和矿山压力分布预测预报的“井下岩层动态观测研究方法”，已有了广泛的实践基础。在生产现场针对具体煤层和开采条件建立采场结构模型的工作已经进入到实用阶段.
    采场结构模型的类型和相应的结构参数确定之后，开采方法的选择、开采参数确定等设计决策，也就有了科学的基础。例如:知道直接顶的厚度m2及老顶下位岩梁的厚度mE1和来压步距CE1就能够按下列要求选择综采支架，排除推垮工作面和压死支架等重大事故:
支架的允许缩量:εr>ΔhA
式中:Sr—支架支护面积=支架宽度 (B)×控顶距(Lk),m2;
    ΔhA—下位岩梁裂断来压触矸时的最大采场顶板下沉量，m;
    Δhrmin—上位岩梁裂断前计算或实测到的最小采场顶板下沉量;
    ?x—悬顶系数
    同样，知道了采场结构力学模型，为相邻工作面准备的回采巷道位置、开采或准备的时间以及正确的维护方法，也不难确定。其中，属于有内应力场的结构模型(如图3所示)，如果不出现底鼓等情况，则正确的设计决策分别为:
    沿空留巷(图3中1的位置):此时支架阻抗力最小需平衡直接顶的作用力，支架的可缩量应适应下位岩梁触研并压实的沉缩全过程。其最小值△hmin可由下式近似推出:
式中:S1—内应力场范围，m;
     B—巷道宽度，m;
     d—老顶下位岩板侧向裂断宽度，一般接近推进方向来压步距(C1)
    煤柱护巷(即图3中4的位置):此时巷道应在接近原始应力区的部位开掘，支护方式和支护阻力应按相应区域的巷道压力设计。
    在内应力场(即图3中2的位置)掘巷:此条件下掘巷的时间必须在老顶运动基本稳定之后，支护方式应考虑内应力场煤体已经破坏的现实，支护阻抗力应不低于平衡直接顶作用力的要求，可缩量应能适应工作面推进至老顶来压时的内应力场可能出现的最大巷道顶板下沉量。
    显然出现内应力场结构的条件下，要绝对避免在高应力区(即图3中3的位置)开掘和维护回采巷道。在该处布置巷道，围岩将承受超过原始应力(rH)的几倍，不仅巷道维护困难，而且经常在掘进时引发冲击地压和瓦斯煤层突出等重大事故。
    对于图4所示不出现内应力场结构类型的采场，回采工作面控制设计以防止老顶动压冲击为前题，无需考虑煤壁片塌和直接顶破碎等事故。满足此要求的支护阻抗能力，应保证在直接顶和下位岩梁来压时完全平衡其作用力，即不出现安全阀开启、顶板沉降的情况。在该条件下考虑巷道矿压控制设计决策的基本原则是沿空送道或把巷道布置在支承压力分布区域(一般不超过8－10m)之外的任何位置。掘进时间不受岩层运动限制。如果采用沿空留巷方案，则支护阻抗力应平衡垮落直接顶的作用力，压缩量则必须适应老顶稳定过程中的全部巷道沉降量。
    放顶煤综采条件下的采场结构模型如图5所示，与同一煤层分层开采条件下的结构模型相比有以下特点:
    ①由于采出煤层的厚度(采高hd加放出顶煤厚度hr)增加，冒落岩层总厚度即直接顶厚度(m2)将比分层开采大的多，具体值仍可按顶分层开采条件下的顶分层冒高即式(3)－(8)的推断方法确定。
    ②顶煤的实际回收情况对采场结构组成状态及相关参数的影响很大。有关结构运动对采场矿压显现的影响要比分层开采复杂得多。因此，采场矿压显现的规律性是顶煤回收率是否均衡可靠的一个重要标志。在放顶煤开采条件下，垮落的直接顶厚度(m2)与采空区残留的浮煤高度(hf)间的关系可用式(13)表出:
    ③由于一次采出煤层厚度增加，出现内应力场的可能性及应力场所伸展的范围都比分层开采条件下大得多。研究证明，内应力场范围与一次采出的煤层厚度(hr+ hd)近似成正比。
    针对放顶煤开采的采场结构模型特点，其开采设计决策应考虑下述原则:
    a支架阻抗力的下限应能按平衡顶煤和直接顶同时运动的作用力;上限不超过对老顶下位岩梁(mE1)采取限定变形工作方案设计，即:
    合力作用点距煤壁的距离，m
    对于放顶煤支架，合理的工作状态应保证合力作用点处于控顶区的中央，即Li =0. 5Lk。
    b鉴于内应力场范围的扩大，更有条件考虑在内应力场中掘进布置回采巷道，以解决采场巷道矿压控制方案问题.
3提高放顶煤综采回收率及实现条件
    鉴于能保证均匀分层开采的煤层条件并不多，加之分层开采巷道煤柱损失不可避免，因此简单的得出缭放采区回收率将低于分层综采的结论是不正确的。相反，对于厚度有变化，特别是构造复杂的厚煤层，只要顶煤放出条件具备，开采设计决策正确，争取综放回收率高于分层开采是完全可能的。
    在综放实现安全开采的前提下，保证采场较高回收率的条件是:
    ①顶煤能破碎到由放煤口自由放出的程度，即煤层可放性好。
    ②直接顶板(特别是下位岩层)能随顶煤的放出而及时冒落，并及时充填已放出的顶煤空间，即直接顶各岩层冒落性好，垮落步距小。
③采场支架选型及工况合理。
    ④放顶煤工艺正确，顶煤放出率高。
    前两条是前提和基础，后两条是实施的关键。
3.1顶煤破碎过程及实现的条件
    具备可放性条件的煤层，顶煤的破坏一般将经历在煤壁前方受支承压力作用超前破坏，进入支架上方后，在顶板压力作用下挤压破坏和在移架过程中反复支撑破坏等三个发展过程。
    煤壁前方出现压力显现随老顶来压而明显变化的内应力场，是顶煤已超前破坏的标志.如果忽略煤层各分层间以及煤层与顶板间粘结力，不考虑顶煤(hr)和底煤(hd)边界条件的差别，则可以用下式近似表达放顶煤开采条件下内应力场范围和存在条件，即:
式中:H—开采煤层深度;
    Kmax－最大应力集中系数，悬露岩层的范围愈大，该值愈高。根据目前研究结果，Kmax在一般煤层和开采技术条件下.Kmax变化于1.8-2.6之间;
    σc—煤层最弱分层的单向抗压强度;
    hr—可放出的顶煤厚度;
    ε—考虑煤层结构影响的系数
在生产现场，可采用“动态法”在超前巷道中观测老顶来压前后支承压力的显现，判定内应力场的存在和范围的大小。
    对于不具备顶煤超前破坏的采场，有人建议采用预注水软化煤层，超前爆破等措施，人为制造内应力场的办法，以实现放顶煤开采。该建议由于工艺复杂，当前尚未见到实践的实例。作者认为，在含高瓦斯煤层.需要沿顶板开掘专门巷道抽排瓦斯的条件下，综合考虑上述措施是可行的。
    顶板压力对顶煤的挤压破碎作用，只有在顶板运动(来压)，而且支架处于阻抗(限定变形)的工作状态条件下才能发生。显然.当顶板比较坚硬的条件下.在顶板处于相对稳定状态的日常期间依靠顶板压力破坏顶煤是不可靠的。因此不难得出，靠顶板压力实现破煤的条件为:
    ①顶板(包括直接顶和老顶)强度较低，来压步距很小的采场;
    ②已开采顶分层(顶板已经历过一次破坏运动)的采场;
    ③支架的阻抗能力(包括初撑力及工作阻力)高，在日常和顶板来压期间都能保持在“限定变形”状态下(承载)工作。
    在生产现场，放顶煤支架前后柱始终处于高承载状态，由活柱缩量或支架阻力等压力显现表达的显现规律没有明显周期性等是顶板挤压破坏顶煤作用实现的标志。