本文通过理论计算与相似模拟试验等手段系统的研究了初次来压阶段与周期来压阶段顶板变形规律与受力特征。在岩层块的研究中引入了弹性力学薄板理论,依据各阶段受力特征的不同,建立并完成了四边固支,两边固支两边简支,两边固支两边自由和一边固支一边自由两对边简支四种力学模型的求解。运用差分法将薄板理论的平衡微分方程求解问题转化为关于节点挠度的矩阵计算问题,然后运用matlab软件求解差分法建立的矩阵,最后,运用笔者自己编写的Visual Basic计算程序实现内力的求解。依据计算结果,预测了各种模型下薄板破断位置与破断特征。其次,以米萝矿某近水平工作面回采为工程背景,采用相似模拟试验的方法,建立了物理相似模型,模拟现场回采。通过相似模拟试验,得到了回采工作面推进过程中,直接顶在初次来压阶段和周期来压阶段下沉和破断规律。最后通过理论计算结果与相似模拟试验结果的对比分析,得出该工作面顶板在初次来压阶段选用两边固支两边简支力学模型更优,在周期来压阶段选用一边固支一边自由两边简支的力学模型更优理论计算结果与相似模拟试验结果相一致,表明理论计算与相似模拟所得到的结果是可靠的。本文的研究丰富了顶板研究,发展了薄板理论,为我国煤矿顶板研究提供了新的理论依据与方法,对后续学者在建立力学模型问题上也具有一定的参考作用。