煤岩显微组分是具备不同化学活性的微观煤岩组成,煤岩显微组分的富集分选可进一步提高煤炭利用效率,是煤炭深度清洁利用的重要方向。煤岩显微组分在物理性质、化学性质、官能团分布、表面极性等方面有所不同,其中物理性质中的密度差异被用作实验室中最广泛的分离提纯煤岩显微组分的手段。由于煤岩显微组分之间的密度梯度差异较低,只有选矿工业中的离心选矿机可提供足够强大的离心力以确保煤岩显微组分的富集效果,但煤炭分选工艺中离心选矿设备应用较少,对煤岩显微组分的分选理论、工艺、应用等方面的研究较为缺乏。论文以煤岩显微组分富集分选为核心,利用强化重力分选机探索煤岩显微组分与强化重力场中流膜的协同运动机理,探究煤岩显微组分的低密度梯度分层规律,并结合神东低阶烟煤的物理、化学性质,以煤岩组分的解离特性为基础,探索强化重力场中神东低阶烟煤富镜质组组分的富集。首先以神东低阶烟煤煤样为研究对象,辅以XRD、FTIR、XPS、13C-NMR、EDS等光谱和微观观测设备,研究了神东低阶烟煤煤岩显微组分在化学组成、微晶结构、官能团分布、表面性质和分子结构上的特性和差异。并基于煤岩显微组分的多种表征测试方法,研究了镜质组组分和惰质组组分的低梯度密度差异成因。同时基于不同的磨矿方法和磨矿条件,并通过观察颗粒表面裂缝分布,探究了神东煤岩显微组分单体的解离规律和效果。再以强化重力场中的旋转流膜运动为核心,研究了旋转流膜的成型阶段规律,旋转流膜从成型到稳定主要经历流体积蓄阶段,流膜成型阶段,流膜发育阶段和流膜稳定阶段。本论文以CFD数值模拟和高速动态拍摄为研究手段,研究了旋转流膜在分选腔内的空间分布形态,流膜稳定后可大致分为三层,最底层主要由扰流流膜组成,流膜稳定性差;中层流膜形态稳定,流膜厚度偏薄,适宜颗粒群的快速沉降和分选;上层流膜呈现凸流膜形态,主要由运动速度方向相反的流体对流产生。基于斜面层流理论计算、数值模拟和单流体试验对分选腔内旋转流膜的平均厚度进行了计算,并通过定义旋转流膜稳定性概念,建立了强化重力场中旋转流膜同时满足稳定性和流膜厚度需求的分析方法。然后以煤岩显微组分在溢流中随试验条件的富集规律,辅以数值模拟方法,研究了煤岩显微组分颗粒群随旋转流膜在溢流中的迁移规律。本文以窄粒级煤岩显微组分分选为基础,研究了基于粒级、试验条件、分选时间三个维度的富镜质组组分在分选腔内的运动规律,并定义了强化重力分选中有效分选时间概念,发现了煤岩显微组分在强化重力场中随旋转流膜的迁移-失衡过程。并以分选腔内沉降区为观察对象,研究了富惰质组组分在强化重力场中的沉降分层规律,同时以沉降区的空间分布为基础,探索了煤岩显微组分低密度梯度分离及分层规律。最后以解离后神东煤岩显微组分为分选对象,探索了强化重力分选工艺流程,并基于窄粒级煤岩显微组分强化重力分选试验,确定了适宜神东低阶烟煤煤样的分级粒度74μm,采用Krebs水力分级旋流器,分级效率达到了84.72%,分级粒度75.16μm,实现了神东煤岩显微组分的微细粒级分级。以调节强化重力分选机的操作参数为基础,设计并分析了水力分级旋流器底流和溢流煤岩显微组分的强化重力分选正交试验,以精煤产率、煤岩显微组分含量、镜质组回收率、镜质组富集比等指标分析了各项试验条件对煤岩显微组分富集的影响和交互作用,同时通过响应面分析法拟合并优化了试验条件,得到了分别基于镜质组回收率和镜质组富集比的最优试验条件,其中精煤镜质组含量达到了71.94%,较解离后神东低阶烟煤镜质组含量提高了25.87%,实现了富镜质组组分在强化重力场中的高效富集。