当前伴随着我国采煤机械化程度的不断提高和地质条件的不断恶化,高灰难选细粒煤的比例在不断增加,这些都对其分选提出了严峻的挑战。分级是分选的基础,细粒煤的高效分级成为关注的焦点。针对目前的细粒煤分级工艺技术,设计了一种可以用于细粒煤分级的深锥型干扰沉降分级机。论文在分级机相关参数的计算、关键部件的设计和三维仿真设计的基础上,首先采用Fluent软件进行了流场分析,揭示了分级机内流场的分布规律,为以后的试验方案的设计奠定了理论基础。在分级机设计和流场分析的基础上,制作了分级机样机并构建了分级系统。其次,分析了单个颗粒在不同的介质流中的自由沉降运动规律,给出了单个球形固体颗粒在垂直上升介质流中的一维运动方程;建立了颗粒群分级过程的数学模型,提出了“等速线”的分级理论,即认为随着分级过程的进行,当分级机的床体达到平衡状态时,在某一床体位置处,矿粒在其所处的分级机内床体高度位置处的干扰沉降速度与该处的顶水上升速度相同,且给出了在该高度位置处颗粒含量变化的微分方程,拓展了细粒煤重力水力分级理论。采用研制出的分级机进行细粒煤的分级试验,结果表明:在采用控制变量单因素的试验方法对CHSH-Ⅰ型分级系统进行了分级试验研究中,宽粒级入料的分级效率整体上优于窄粒级入料的分级效率,四个不同因素对窄粒级混料分级效率的影响要显著于宽粒级;在采用CHSH-Ⅱ型分级系统对0.25~0.125mm和1.0~0.5mm两个粒级的混合物进行了分级试验研究中,Box-Behnken Design的试验找出了不同因素对分级效率影响显著性的大小,并给出了用各个因素表示分级效率的二次方程拟合模型。通过对分级试验的数据分析以及细粒煤分级工艺技术的研究,提出了一种嵌入深锥型干扰沉降分级机的细粒煤闭路分级工艺。