自然平衡拱的形成需要一定的时间
开掘巷道以后，巷道顶部岩石便暴露出来，形似“梁”一样，承受着上部岩石的压力。除了岩石特别坚固根本不需要支护以外，一般岩石受力后将向下弯曲，靠近巷道顶的岩石因弯曲而受拉力，这个拉力在巷道顶上中间最大，向两侧递减。因岩石抗拉强度很低，故易超过其极限强度而产生裂隙，随着裂隙不断增多和加大，岩石就要开始垮落，垮落范围也不断地向上发展，最后形成一个拱。一旦形成拱后，巷道上部岩石就不再垮落了，此拱叫做自然平衡拱。
自然平衡拱的形成需要一定的时间，如果巷道开掘后立即进行支护，支架就以其本身的承载能力阻止或减小岩石变形和移动，这部分岩石压在支架上的力，常称为顶压。若自然平衡拱形成后，两帮岩石承受的压力超过其本身强度，两帮岩石就会被压坏，这时支架的柱腿就会承受两帮岩石垮落所产生的水平推力，这个力就是巷道的侧压。河南制砂机顶压的大小可粗略的认为是自然平衡拱内的全部岩石的重量。这个重量决定于垮落拱的形状和高度。拱的高低同顶部岩石性质与巷道宽度有关。因而开掘巷道时，其断面形状和大小对自然平衡拱内的顶压有着重要作用，而巷道的支护则主要是对巷道顶压和侧压的控制。