综合机械化采煤是煤矿开采技术的发展方向。如何保证综采工作面的顺利投产并且达到高产高效,综采设备的成功配套是这个目标的前提和关键。所以,研究煤炭开采过程中所用的综采工作面设备的配套原则和配套成功的标志,探索出综采工作面设备配套的简便方法,提高了煤矿生产效率,增加了经济效益。现有的综采工作面设备配套方案多为根据经验选定的,或者利用现用配套设备的使用情况来预选设备、投入生产、实际应用确定的。这种配套方法不仅耗费时间,而且耗费工人们的体力,另外,采煤工作面条件千变万化（采高、截深、倾角大小、支护强度等因素不断改变）,所选方案或改装方案的可行性,以及配套设备参数能否满足需求,成套设备配合之间是否发生干涉,设备性能能否发挥最大作用,这些参数指标都不能得到直观、全面的反映和评价。综采工作面设备配套协同优化是在确保设备不发生干扰运行情况下,能够将配套设备的总体性能最大程度的发挥出来。论文首先分析综采工作面设备的总体布置方式,制定最优的综采设备布置方案,针对采煤机、刮板运输机、液压支架的型式、结构参数的样本库进行进行优选综采工作面设备的配套方案,为后续综采“三机”设备配套提供基础参数。其次针对综采工作面的液压支架、采煤机、刮板输送机的主要选型参数进行分析。选取了液压支架12个主要的参数,采煤机10个主要的参数,输送机7个主要的参数,对综采设备“三机”生产能力、性能、尺寸配套关系进行详细的分析,并构建综采设备三机配套数学模型,获取液压支架、采煤机、刮板输送机关联尺寸间的定量关系、各综采设备之间相互配套的性能参数,建立基于三机配套尺寸的配套优化数学模型,为综采设备配套提供相应理论以及数学模型,为“三机”设备配套提供更加精准的参考数据。然后针对煤层的地质条件因素对综采设备选型、工作性能的影响进行分析和总结,其中着重探究影响采煤机截割适应性的33个地质因素,并构建采煤机截割适应性模型;分析影响液压支架的支护适应性的31个地质因素,构建液压支架支护适应性模型;建立以经济为基础的设备选择模型。从而实现可以依据矿区工作面具体的地质条件来实现对三机配套的优化调整,实现综采设备配套的优化调整理论,为丰富“三机”设备配套提供参考。最后分析尺寸配套和地质适应性配套的相关联性,采用多学科优化理论,构建工作面三机配套协同优化数学模型,并针对设备选择经济化编制一种惯性权重对数递减及加速因子线性变化的复合策略粒子群算法来求解该模型。同时,选取黄陵年产600万吨综采工作面地质条件和设备配套问题来验证工作面三机配套协同优化数学模型,研究结果表明:该模型能够从地质条件和设备性能、经济性能等多个方面有效综合评价设备配套性,达到较好的应用效果。该论文有图33幅,表23个,参考文献200篇。