滚筒作为采煤机上破煤、碎煤的关键截割部件,其截割参数的优化调整是实现采煤机低能耗高效开采的前提。由于地下矿井开采环境恶劣,待截割煤壁表面厚度随机分布,滚筒不能根据待截割煤壁厚度的变化实时调整截割参数,如何精准的获取待开采煤壁表面厚度特征,根据煤壁三维表征特性实时调整滚筒截割参数是目前亟待解决的首要问题。因此,通过搭建采煤机煤壁截割实验台、重构待截割煤壁三维表面、构建采煤机多参数耦合优化模型,实现煤壁三维表面的精准重构和采煤机智能化高效开采。考虑综采工作面煤壁厚度分布的随机性和实验截割特性,浇筑多种不同厚度的煤壁试件,搭建采煤机煤壁截割实验台,完成实验台机械系统和控制系统的设计,控制滚筒截割速度和行走机构的水平变速移动,采集滚筒截割电机及行走电机的截割能耗数据样本。利用高精度的关节臂测量机对煤壁试件表面进行三维重构,获取待截割煤壁试件表面三维模型,结合基于区域增长的点云分割算法对煤壁试件不同区域进行分割处理,采用统计滤波的方法实现点云去噪,计算煤壁试件的平均厚度值。利用二次旋转回归正交组合实验获取滚筒转速、牵引速度及截割深度三因素的最优组合、主次影响顺序及回归模型,结合已获取的煤壁平均厚度和旋转回归模型,利用粒子群算法获得最小截割比能耗时的最优滚筒转速和牵引速度,实现采煤机截割参数的进一步联合最优调速。实验结果表明通过获取煤壁三维点云模型,准确的计算出煤壁试件平均厚度,利用二次旋转正交组合试验构建的回归模型极为显著,确定了滚筒转速、牵引速度及截割深度的最优组合,采用粒子群算法实现煤壁厚度发生变化时截割参数的进一步优化,结合实际截割实验验证了算法的可靠性,最终实现采煤机低能耗高效开采。