我国煤炭资源开采多为井下开采（占95%以上）且普遍采用垮落法管理采空区顶板,垮落法管理顶板造成矿区地表沉陷、矸石堆积、地下原水循环系统失衡、瓦斯积聚等一系列问题。而作为绿色开采技术的代表,充填开采方法相比传统垮落式开采方法可以较好地把煤炭开采活动对生态环境、安全生产、水土资源和基础设施等影响限制在可控范围之内,极大地改善矿区生态环境。因此对充填开采技术与装备开展创新与理论研究既契合国家能源战略的重大需求,又是行业领域自身发展的必然趋势。论文针对充填液压支架支护性能分析及姿态控制技术,分别进行充填开采支架支护性能分析、承载能力区分析、支护失衡分析、结构优化设计及姿态监控技术等方面的研究,以期全面提升充填开采液压支架的整体支护性能,提高充填开采效率。论文主要研究内容及结论如下:（1）研究并提出了面向充填开采液压支架支护性能分析的刚度特性分析、强度特性分析及稳定性分析方法。在刚度特性分析层面,提出了等熵假定下多级伸缩液压立柱及双作用平衡千斤顶的机液耦合刚度数学模型,分析了充填开采液压支架与围岩的刚度耦合变化规律,获取了充填开采液压支架在不同加载工况下的承载特性响应特征。在强度特性分析层面,提出了综合考虑静力学强度、动态承载特性的两位一体分析方法。基于提出的液压支架机液耦合刚度理论模型,联合多体动力学分析软件ADAMS建立了液压支架承载数值模型,获取了不同动载荷作用下充填开采支架的服役特性。在稳定性分析层面,通过分析充填开采液压支架的空载、带载失稳机理,分析了液压支架在俯斜、仰斜、侧翻及滑移失稳工况下的临界失稳工况。（2）通过研究充填开采液压支架超前支护失衡机理及影响因素,指出充填开采液压支架随顶板的耦合接触状态变化形成的不同支护失稳工况。针对充填开采液压支架的双顶梁结构,建立了面向充填开采液压支架全高度范围、分区分类的承载能力区数学模型,提出了包涵充填开采液压支架的立体、全姿、非对称载荷的多区承载工况的支架承载分析方法,解决了液压支架传统的平面、定姿、对称载荷工况分析带来的不全面性问题,丰富了充填开采液压支架承载能力区分析方法。基于建立的液压支架承载数值模型,对比分析了充填开采液压支架载荷能力区分布规律,提出了充填开采液压支架支护失稳防护措施。（3）通过分析充填液压支架的关键支护性能指标（静力运行特性、动态承载运行特性及充填夯实特性）,定义了充填液压支架综合评价指标（夯实角、夯实离顶距及承载能力区等）,基于多指标综合评价方法提出了综合考虑各评价指标的充填开采液压支架结构优化方案及相应评价方法,明确了液压支架各结构参数对支架运行性能、动态支护性能的影响,完成了充填液压支架的结构优化,切实改善了充填支架的综合运行性能。（4）在分析充填开采工作面液压支架-围岩耦合姿态基础上,建立充填开采液压支架前顶梁侧及后顶梁侧支护姿态及夯实姿态的监测方程及控制数学模型,提出了改进的TLBO算法对充填支架的非线性姿态方程组进行解算。通过研究非线性液压支架姿态监测方程的解算策略、收敛机制及其影响因素,实现对充填支架的双侧顶梁姿态的快速、精准监控。同时基于建立的充填液压支架姿态监测及控制数学模型,开发了充填开采液压支架姿态监控系统及机电液联合仿真测试平台。通过理论分析、数值模拟相结合手段,完成了液压支架姿态监控,切实有效的提高了液压支架的姿态解算效率。经现场应用实现了充填开采液压支架不同工作姿态的精准控制,提升了充填开采液压支架的动作效率。充填开采液压支架智能性能分析及姿态监控技术研究成果设计的ZC7000/20/40型充填开采液压支架在山西某矿3302工作面进行了工程应用（煤层5.9～6.2 m,均厚3.5 m,部分区域分层充填）,结果表明该充填开采液压支架在工作面推进期间表现良好,实现了月进130 m,日均产1400 t的安全、高效充填开采。