液压支架作为煤矿常用的一种超前支护设备,有着维持掘进工作面稳定,保护工作人员安全和保障工作面高效生产的重要作用。本文针对综掘巷道迎头顶板易发生冒顶事故,采用传统的掘进工艺存在掘支失衡等问题,设计了一种液压组合支架,并对其力学特性进行了研究。为解决实际工程应用提供了一定的支持。首先针对综掘巷道顶板的力学特性进行了分析,阐述了巷道顶板应力形成原因,在此基础上依据弹性力学的薄板理论,建立了顶板的力学模型,得到了巷道顶板有效支护的判定依据,从而得到了液压组合支架的工作阻力。在梳理清楚液压组合支架工作流程的基础上,设计了液压组合支架的液压控制系统,并借助AMESim液压仿真软件对主要的液压控制回路进行了仿真分析,得到了主要控制回路动作过程中位移、速度、加速度、负载等特性的变化规律,验证了液压控制系统的稳定性。然后根据分析得到的设计参数对液压组合支架结构进行了设计和研究,阐述了液压组合支架顶梁和立柱主要部件的设计过程,并完成了校核工作,并利用ANSYS Workbench有限元分析软件对所设计的液压组合支架进行了各种极端工况下静力学分析研究,得到了液压组合支架整体和顶梁在各种极端工况下的力学特性表现数据。最后通过研制的液压组合支架样机和加载实验台开展了液压组合支架的静力学实验,得到并分析了实验环境下液压组合支架样机在不同工况的力学特性表现,并与仿真结果数据进行了对比分析,验证了所设计的液压组合支架超前支护设备的结构和支护性能的合理性。该论文共有图90幅,表9个,参考文献84篇。