煤炭是我国能源结构中的主要组成部分,也是化工生产中所必需的工业原料。2015年的政府工作报告指出煤炭的清洁高效利用亟待加强。随着采煤机械的自动化程度越来越高和开采深度的越来越深,这导致了粗煤泥的含量不断提高,粗煤泥的有效分选和利用变的越来越重要。本文针对目前在选煤厂应用的智能粗煤泥分选机所暴露出的一些问题,提出从理论基础入手,研究智能粗煤泥分选机内颗粒运动特性和流场分析,基于计算流体动力学和二次回归正交法对智能粗煤泥分选机进行结构优化设计,旨在优化产品结构、提高洗精煤产率和煤矿企业目前的经济效益。首先,通过对国内外研究理论的总结分析,结合煤矿生产中现有的问题,提出了本文研究方向和意义,分析了目前粗煤泥有效分选的发展现状,对智能粗煤泥分选机的分选原理进行了研究和探讨,归纳总结了智能粗煤泥分选机在选煤厂实际应用中出现的问题。其次,利用Fluent软件对智能粗煤泥分选机内煤泥颗粒的运动特性及分选特性进行了数值模拟,研究了煤泥颗粒在智能粗煤泥分选机中的流态化特性,对智能粗煤泥分选机的内部流场进行了分析,分析了上升水流对分选结果的影响。然后,基于计算流体动力学对智能粗煤泥分选机的结构进行了优化设计,确定采用筒体中间段变径外扩的形式来进行结构改变,涉及到分选机入料管插入深度（₁z）、变径段角度（z₂）以及直筒段长度（z₃）三个参数,采用二次回归正交试验设计方法对结构的优化进行参数化最优解的确定,引入可能偏差E_p值来定性分析优化前后的分选精度,确定分选机分选精度随三个结构参数的变化趋势,利用响应曲面法对筒体结构优化中涉及到的三个参数进行因素重要性分析,对二次回归正交方程进行优化求解,确定筒体结构三个参数的最优解:z₁=489mm,z₂=21°,z₃=722mm,以便于对优化后的分选机进行试验验证。最后,针对优化设计后的智能粗煤泥分选机,结合选煤厂的工作环境和生产安排,设计、进行了对比试验,分析了优化前后分选机的产品产率,以验证改进后的分选效果,对分选效果进行了评价和分析,经过结构优化设计后分选机的可能偏差E_p值由0.112减小为0.101,数量效率η由93.84%提高到94.91%,优化后精煤产率提高了0.66%,洗混煤产率降低了4.21%,煤泥产率提高了0.43%,矸石产率提高了3.12%,预计入洗毛煤1538.56万吨,原煤销售收入增加5.89元/吨,则增加收入总额为9062.1万元。结果表明,本文对智能粗煤泥分选机的结构优化设计是合理有效的。该论文有图34幅,表16个,参考文献65篇。