顶煤预先爆破弱化技术是解决坚硬顶煤垮冒困难的有效方法，顶煤预先爆破的弱化作用机理是这一方法的基本理论问题之一。研究顶煤预先爆破的弱化作用机理不仅具有重要的理论意义，对提高坚硬煤层综放工作面回采率也具有一定的实际意义。 本文采用实验室相似模拟实验、计算机数值模拟和理论分析的方法，以大佛寺煤矿首采40301综放工作面为典型研究对象，并结合该工作面顶煤预先爆破弱化现场试验情况，对坚硬顶煤预先爆破的弱化作用机理进行了比较深入的研究。 根据相似模拟实验，分析了预先爆破对顶煤破断和垮落特征的影响。应用有限差分程序FLAC<3D>模拟分析了预先爆破弱化后的顶煤支承压力、位移及破坏区域的分布特征。在此基础上，通过分析预先爆破对顶煤破坏过程及破坏特征的影响，总结认为顶煤预先爆破具有爆破直接破碎作用、局部应力集中作用、控制顶煤垮落角和垮落位置作用、爆破空腔位移空间补偿作用四种弱化作用形式，其中一般以局部应力集中作用和控制顶煤垮落角作用为主。 研究认为，改变顶煤的整体结构力学特征，并充分利用矿山压力的破煤作用是顶煤预先爆破能够改变坚硬顶煤垮冒性态的主要原因，由此建立了综放开采坚硬顶煤弱化爆破后顶煤的整体结构力学模型，并分析了顶煤发生破坏的基本条件。 大佛寺煤矿40301综放工作面的现场试验取得了良好的安全和技术经济效果，进一步验证了本文提出的坚硬顶煤预先爆破的弱化作用机理。