Una gran estructura de cabeza es el núcleo de un sistema de elevación de mina. En el diseño tradicional, solo se considera el análisis estático bajo carga, lo que resulta en el fenómeno de resonancia de la gran estructura de cabeza en aplicaciones posteriores. Para restringir el fenómeno de resonancia, se propone un método novedoso para el análisis de características dinámicas y el diseño de optimización estructural de una gran estructura de cabeza. Primero, se obtuvieron las frecuencias propias y los modos de vibración de la gran estructura de cabeza a través del análisis modal. Los resultados mostraron que los valores numéricos de las frecuencias propias de orden múltiple del sistema son relativamente cercanos. Cuando se somete a cargas alternas de frecuencias similares, una gran estructura de cabeza es propensa al fenómeno de resonancia. En segundo lugar, se obtuvo la respuesta de vibración en estado estacionario de la gran estructura de cabeza a través del análisis de respuesta armónica. Los resultados mostraron que cuando la frecuencia de la carga alterna se acerca a la primera frecuencia propia, la amplitud de vibración aumenta. Mientras tanto, las frecuencias propias de cuarto y quinto orden son muy cercanas. Cuando se somete a cargas alternas de frecuencias similares, los modos de vibración de cuarto y quinto orden de la estructura de cabeza se excitarán simultáneamente. En este momento, la estructura de cabeza tendrá una fuerte resonancia, lo que puede causar daños estructurales y otros problemas. Finalmente, basado en el análisis anterior, se proponen nueve diferentes esquemas de optimización estructural en este documento. A través del análisis modal y el análisis de respuesta armónica, se compararon y analizaron los nueve esquemas, y el esquema óptimo se determinó finalmente como el esquema 9. El método propuesto en este documento proporciona un nuevo concepto para el diseño de optimización estructural de una gran estructura de cabeza de minería, y tiene una gran importancia para restringir el fenómeno de resonancia y garantizar la seguridad de las operaciones mineras.