夹矸煤岩截割、破碎是煤炭机械化开采与掘进的必然现象,是多因素耦合作用的结果。螺旋滚筒是采煤机工作机构,其结构参数、煤岩的赋存条件都会直接影响滚筒的工作性能。基于采煤机破煤机理及滚筒结构设计基础,以兖矿集团杨村矿4602工作面赋存条件为原型,以MG2×55/250-BW型薄煤层采煤机螺旋滚筒为工程对象,利用采煤机滚筒辅助设计软件获取不同截齿排列方式、叶片螺旋升角(10°/12°/14°/16°)条件下截齿排列数据,利用Pro/E参数化建模方法建立不同结构的螺旋滚筒;利用EDEM构建离散元仿真煤壁模型,导入滚筒模型进行耦合模拟截割煤岩过程,并利用辅助设计软件进行理论计算,进而验证仿真的可行性;对比不同夹矸坚固性系数、叶片螺旋升角、截齿排列方式条件下滚筒受载情况及装煤性能,从而确定不同工况条件下最优的螺旋滚筒结构参数,结果表明:夹矸坚固性系数与截齿排列方式对滚筒受载情况影响较大,截割工况良好的煤岩体时(f<3.5),选用交叉式螺旋滚筒;截割工况一般、存在一定冲击的煤岩体时(3.56.8),为保证截割稳定性,避免采用交叉式螺旋滚筒;此外,滚筒叶片螺旋升角对滚筒装煤率影响最大,煤岩体性质次之,截齿排列方式影响最小,为提高螺旋滚筒装煤性能,螺旋升角取14°左右为宜。以ANSYS Workbench瞬态动力学分析为基础,分析不同工况条件下最优结构滚筒所受应力情况,结果表明:滚筒所受应力由大到小分别为:端盘上参与截割的截齿齿尖的接触区域及齿体前刃面、截齿齿座与端盘焊接处及端盘;端盘上截齿所受的应力显著高于叶片上截齿受到的应力,此外,交叉式滚筒参与截割夹矸截齿附近的端盘与筒毂焊接处应力较大;由最恶劣工况可知,截齿齿体满足滚筒强度要求,能够安全可靠工作。该论文有图59幅,表24个,参考文献89篇。