随着我国优质煤炭资源的不断减少,以焦煤、肥煤为代表的稀缺炼焦煤资源的合理高效利用日益受到重视。炼焦煤中煤作为煤炭洗选加工过程中的中间产品,仍含有一定量的精煤未能得到有效释放和回收,造成了炼焦煤资源的浪费。对于细粒炼焦中煤而言,通过磨煤作业能够实现细尺度下煤矸连生体的有效解离,但是目前煤炭洗选过程很少涉及磨煤作业。因此,为了达到更好的解离效果,需要对磨煤过程进行深入研究。本课题前期试验已验证出立式搅拌磨机具有较好的磨煤效果,并设计加工了实验室型双腔体立式搅拌磨机,但由于其研磨过程较为复杂,很难通过测试方法直接获取该过程中的介质运动规律以及能量分布情况等信息。因此,本论文基于离散单元法,分别对单腔体和双腔体立式搅拌磨机的介质运动过程进行了数值模拟和分析,并在此基础上对双腔体立式搅拌磨机的相关参数进行了优化,主要内容如下:(1)基于设计的实验室型单腔体和双腔体立式搅拌磨机,对其研磨机理进行了分析,并通过对影响磨机研磨效果的介质充填率、螺旋升角、搅拌器转速、搅拌器直径、介质尺寸以及介质配比等关键参数的计算,确定了后续仿真试验所需要的相关参数值。(2)利用EDEM软件,以单腔体和双腔体立式搅拌磨机为研究对象,建立了立式搅拌磨机介质运动过程数值模型。根据仿真试验结果,判定了介质颗粒在磨机运转过程中的稳定状态,并对两种磨机的能量消耗以及介质球在磨机内部的运动规律进行了研究对比,综合比较了两种磨机的性能。结果表明,介质球的线速度在搅拌螺旋叶片边缘位置处达到最大,并且在筒体内存在着明显的速度梯度,双腔体立式搅拌磨机中介质球的速度梯度较大,在单位能耗低于单腔体立式搅拌磨机的同时,其能量转化率高出单腔体磨机6.38个百分点。(3)在上述研究基础上,对双腔体立式搅拌磨机的工作参数进行了进一步优化。选择介质充填率、螺旋升角、搅拌器转速和搅拌器直径四个关键参数,并依据正交试验方法设计了四因素三水平仿真试验。结果表明,在以接触法向力为试验指标时,搅拌器转速的影响最大,其次为搅拌器直径,然后是介质球的充填率,影响最小的是螺旋升角;在以单位质量功率为试验指标时,搅拌器转速的影响最大,其次为搅拌器直径,然后是介质球的充填率,影响最小的是螺旋升角;通过综合分析得到了双腔体立式搅拌磨机的最优参数组合,即当介质充填率为70%,螺旋升角为22°,搅拌器转速为210 rpm,搅拌器直径为140 mm时可以获得较好的研磨效果。