实现6～8m超大采高一次采全高综采面临开采工艺与围岩控制、超大采高液压支架设计及制造、超大采高工作面自动化控制三大难题。
首先是围岩控制难题，由于一次开采高度增加，导致顶板活动空间增大，直接顶冒落后对采空区充填不充分，基本顶来压时易发生强矿压冲击，工作面发生片帮的深度、高度和频度增加，围岩控制难度大，超前压力明显。为此，我们建立了超大采高工作面顶板“悬臂梁+铰接岩粱”模型，提出了煤壁片帮“拉裂-滑移”力学模型和支护强度的双因素控制法，建立了液压支架与围岩耦合力学模型，解决了超大采高液压支架稳定性和煤帮控制的关键难题。
其次，在液压支架的设计和制造过程中，发明液压支架围岩耦合三维动态设计方法
首创整体顶梁带内伸缩式伸缩梁加三级协动护帮装置结构，最大护帮高度可达4m，有效超前及时支护顶板和煤帮；抗偏载冲击的强力四连杆稳定机构、抗冲击大缸径双伸缩立柱、超大流量液压阀动力控制系统，充分保障6～8m超大采高条件下液压支架的整体稳定性和支护系统的稳定性，提高支护系统的耦合刚度；超大采高架间防倒和防崩矸装置，充分保障了工作面的安全生产。首创超大采高液压支架轻量化设计技术，从参数、结构、材料和制造工艺等综合途径攻关，实现减重15%。成功研制和应用首套ZY18800/32/72D型和ZY21000/38/82D型超大采高液压支架，最大高度达8.2m、中心距2.05m、工作阻力21000kN。
最后，超大采高设备由于其巨大的尺寸，自身状态辨识及控制已不可能靠人工方式完成，包括支架高度、倾斜角度、护帮力在内的支架状态测量技术，以及包括护帮板围岩耦合控制、支架群组协同控制在内的工作面控制技术都需要深入研究。智能化综采工作面视频监控系统解决了超大采高全工作面全方位监控难题。矿用倾角传感器和基于无线射频技术的采煤机位置检测装置与方法的创新则是及时准确获取设备信息的基础。集成上述技术和装置开发综采工作面智能化控制软件系统，并发明一种用于液压支架的支架控制装置，创新构成首套超大采高综采工作面智能化控制系统，实现感知、决策控制和自动化执行。