螺旋钻采煤机无人工作面采煤法是薄与极薄煤层开采最为有效的方法，具有回采工艺简单、结构紧凑、自动化程度高、劳动强度低、生产效率高、安全性好等特点。螺旋钻头作为螺旋钻采煤机的工作装置，是采煤机最核心的部件，其设计直接关系到采煤机的破煤效果和生产效率，是采煤机开发最为重要的关键技术。针对目前国内采煤机存在的螺旋钻头设计理论的研究较少且大多数为套用其他类型钻头的设计理论或类比的方法进行设计的问题，本文围绕螺旋钻头基础设计理论，对螺旋钻头的结构、截齿分布规律、截割过程动力学及其影响因素等关键技术问题进行了研究。论文的主要工作如下：1）分析了螺旋钻头的结构组成及其工作机理，建立了截齿的空间位置表达方法及其运动学模型，进行了相应的Matlab仿真计算，分析了截齿旋转半径、钻头转速对截齿速度、加速度的影响，截齿运动轨迹线的螺距对破煤效果的影响，及钻头产生偏移的机理和抑制方法，为螺旋钻头布齿设计及载荷分析提供了运动学规律。2）分析了螺旋钻头截齿排列特点及其对破煤效果的影响，确立了规径齿和中心齿旋转半径的确定原则，提出了标准切屑厚度径向排列方法和最佳截距轴向排列方法，并结合螺旋线布置原则，对截齿进行了径向、轴向和周向布置，建立了截齿的整体布置模型，并分析了相关排列布置参数的选取方法和原则，为钻头结构设计和载荷分析奠定了理论基础。3）研究了螺旋钻头破煤机理，建立了截齿及钻头平均载荷模型，结合此模型，运用随机过程理论和数理统计方法，建立了截齿及钻头的随机载荷模型，并采用Matlab对钻头随机载荷进行了模拟计算，得到了钻头随机载荷谱曲线及各项载荷的统计量，其结果较好的反映了钻头载荷的随机变化过程；同时，分析了四项切削制度参数对钻头载荷以及破煤效果的影响规律，提出了切屑厚度、截距、钻进速度及钻头转速的选取计算原则。本文有关螺旋采煤机钻头的截齿布局、截割过程动力学以及截割参数选取等的研究方法及理论，为螺旋采煤机钻头的结构设计和相关切削制度参数的合理选取计算提供了理论基础，对提高螺旋采煤机的生产效率、突破薄与极薄煤层回采关键技术具有一定的借鉴作用和参考价值。