采煤机是综采工作面重要设备之一,采煤机自适应截割技术是实现综采工作面“无人化”和“少人化”的重要组成部分。目前,采煤机记忆截割技术在我国的煤矿企业得到了广泛应用,但是当沿采煤机进刀方向地质情况发生显著变化时,采煤机无法自适应地对记忆的截割轨迹进行调整,从而造成采煤机滚筒截割到顶板或底板,降低采煤机的回采效率,对截齿造成损害。本文以采煤机自适应通过采煤机进刀方向上的断层、褶皱等复杂地质构造为主要研究内容,在分析了以往基于煤岩界面识别和基于记忆截割的采煤机自适应控制技术的基础上提出了基于三维精细化地质模型的采煤机自适应通过复杂地质构造的方法。本文主要针对采区局部地理坐标下采煤机滚筒的绝对定位技术、采煤机自适应过褶皱技术、采煤机自适应过断层技术进行了深入的研究,主要研究成果包括:(1)对用于采煤机机身和滚筒定位的参考坐标系进行定义,通过三次坐标变换建立了采煤机截割轨迹的数学模型,将采区局部地理坐标系下的采煤机牵引方向截割轨迹表示出来,并且对所得的截割轨迹进行误差分析,确定所用传感器的误差允许范围,从而得到较高精度的采煤机截割轨迹。(2)在煤层褶皱地质构造发育的情况下,对现有自适应控制技术存在的不足进行分析;利用三次样条曲线插值算法得到顶底板煤岩界面曲线;以获得的顶底板曲线为参照,利用循环坐标变换法对采煤机的截割路径进行规划,推导出采煤机每一刀卧底量的调整量和俯仰采角度的计算公式。(3)将断层地质构造的特征参数作为输入量,将断层带的整体构造准确表示出来;以实现最大回采率和最少割岩量为研究目标,综合考虑设备的通过能力、前后两刀截割的连续性等约束条件,对采煤机截割轨迹进行规划;根据采煤机采煤工艺要求,提出基于插补算法和循环坐标变换算法的采煤机理论规划路径的修正方法。仿真分析和实验室验证表明:采煤机滚筒绝对定位技术能够实现滚筒的准确定位,且定位精度在0.01m之内。基于循环坐标变换法的采煤机自适应过褶皱技术能够安全可靠地通过采煤机进刀方向上的褶皱地质构造,且最大调高误差0.038m。基于插补算法和循环坐标变换算法的采煤机自适应过断层技术能够保证采煤机安全可靠地通过沿采煤机进刀方向上的断层地质构造。