煤炭的高效集约化生产是世界煤炭工业发展的潮流，但大倾角煤层由于工作面矿压显现和围岩破断活动的复杂性使得液压支架等装备极易倾倒、下滑，导致生产效率低、安全性差。无论从保持我国东部矿区可持续发展层面上，还是从西部大开发战略层面上，均需要大力开展大倾角煤层综采技术与装备的研究。在大倾角煤层支架与围岩构成的系统中，液压支架是可控要素，对系统稳定性具有决定性作用。本文以矿压理论和计算机仿真技术为支撑，深入研究了大倾角煤层液压支架稳定性及其与围岩作用关系，模拟实际工况对液压支架结构件和液压控制系统的特性进行了仿真研究和性能优化，并通过实验室检测和现场试验进行了验证。　　通过对大倾角综放工作面支架与围岩作用机理、顶板运动规律的分析，明确了大倾角煤层支架围岩系统出现逆向倾翻、顺向倾倒和错动滑落失稳的原因；建立了大倾角综放工作面液压支架与围岩相互作用关系模型，通过对葛亭煤矿大倾角综放工作面的仿真，证实了工作面顶板下沉位移量由上至下递减的规律，进而提出了增大液压支架初撑力与工作阻力的顶板控制策略；采用理论分析法，推导出了基于稳定性与保持系统动平衡的大倾角液压支架工作阻力计算公式。　　基于液压支架横向力学模型，对顶板冒空和带压移架两种极限情况下液压支架的倾倒和下滑现象进行了力学分析，推导出在不采取防倒防滑措施情况下，液压支架不发生倒架和下滑的最大煤层倾角和带压移架操作时的支架最小残余支撑力的计算公式；建立了工作面支架的防倒防滑分析模型，获得了液压支架在倾倒及下滑时的受力特点，验证了防倒防滑设计的可行性；建立了液压支架系统的可靠性计算模型，通过实例计算，确立了减少支架平均维修时间对于提高液压支架系统可靠性的关键作用。　　考虑了恶劣工况对大倾角液压支架的性能要求，提出了基于多领域仿真的液压支架结构件优化方法，基于ADAMS软件对液压支架四连杆机构进行了参数化建模和仿真优化，将支架升降过程中梁端距变化控制到12.5mm；基于ANSYS软件对液压支架顶梁进行了轻量化设计，在顶梁强度不变的约束条件下，顶梁质量减轻15％；根据支架与围岩关系研究结果，模拟出5种载荷施加到液压支架上，通过整架有限元分析，得到了变形、位移、应力和应变规律及受力特点，验证了液压支架结构件设计的正确性。　　基于EASY5建立了液压支架液压控制系统的仿真模型，通过对液压支架升柱与降柱、推溜与移架、溢流承载以及卸载冲击工况的仿真，获得了不同工况下液压控制系统的动态特性，并对关键元件的参数进行了优化；提出了一种基于计算机仿真的液压支架移架速度定量化研究方法，分析了泵站流量、泵站压力、主进液和主回液管路直径及长度对移架速度的影响，明确了增大泵站流量与主回液管径对于提高移架速度的关键作用；通过仿真立柱下腔压力变化及活柱位移变化，找到了液压支架初撑力不足的原因，创新设计了自动增压初撑力保证装置，并通过仿真证明了其原理的可行性。　　根据本文理论研究成果所设计的液压支架样机在国家安全生产北京矿山支护设备检测检验中心的大倾角液压支架试验台上进行了型式试验，完全符合国家有关行业标准要求；液压支架完成批量制造后，进行了2个月的现场试验，试验结果表明支架稳定性好，没有出现工作阻力不足、倾倒、下滑等问题，适应了平均倾角达36°的煤层条件，验证了本文理论研究结果的正确性。　　本文以矿压理论和计算机仿真技术为支撑，突破了基于物理样机的传统设计方法的局限性，使支架能更好地满足支架围岩系统稳定性的要求。本文的研究成果丰富了液压支架设计方法，为大倾角液压支架的稳定性研究提供了一定的理论借鉴。