含夹矸煤岩的赋存条件复杂,采煤机工作环境恶劣,如何使其工作更加可靠、高效是学术界研究的热点。因此,研究采煤机螺旋滚筒截割含夹矸煤岩过程中煤岩的受力及滚筒的载荷,对复杂煤层的开采及螺旋滚筒的设计具有重要的理论意义和工程应用价值。通过对兖矿集团杨村矿17层4602工作面煤样进行物理力学参数测试分析,采用EDEM软件构建其煤壁模型。使用Pro/E软件建立MG2×55/250-BW型采煤机螺旋滚筒三维实体模型,并将其导入EDEM构建的煤壁中,模拟螺旋滚筒对含夹矸煤岩的截割过程。通过改变螺旋滚筒的转速、牵引速度、叶片螺旋升角及截齿排列方式对煤岩的受力崩落及滚筒的受载情况进行分析。结果显示:随着滚筒转速的增加,煤岩颗粒受力的平均值与最大值呈减小趋势,崩落的煤岩颗粒数量降低,装煤率先增加后降低,且在91r/min时达到最大值,滚筒的平均载荷及载荷波动均呈减小趋势;随着滚筒牵引速度的增加,煤岩颗粒受力的平均值以及崩落的煤岩颗粒数量明显增加,装煤率缓慢增加,滚筒平均载荷及载荷波动也增大;随着叶片螺旋升角的增加,煤岩颗粒受力的平均值呈减小趋势,崩落的颗粒数量与装煤率先增加后减少,在13°时达到最大值,滚筒平均载荷与载荷波动降低;相比于顺序式,截齿交叉式排列的滚筒截割时煤岩颗粒受力大、崩落数量多,但装煤率变化不大,滚筒的平均载荷减小,载荷波动增大。基于正交实验的方式,分析滚筒转速、牵引速度及叶片螺旋升角对滚筒载荷波动的影响情况,并综合考虑装煤率与滚筒载荷,确定最优参数组合为滚筒转速91r/min、叶片螺旋升角13°、截齿排列方式为顺序式、采煤机牵引速度为4.2m/min。基于ANSYS-Workbench对最优参数下螺旋滚筒的截割过程进行瞬态动力学仿真,分析滚筒的应力情况,结果表明:最大应力出现的位置为端盘截齿的齿尖,其次为端盘截齿的齿面以及截齿齿座与端盘的焊接处,应力最大值为584.21MPa,小于材料的屈服极限1080MPa,安全系数1.849,满足使用条件,滚筒设计可靠、合理。该论文有图60幅,表21个,参考文献67篇。