煤炭作为我国经济发展中的基础能源,未来几十年内其主体地位将不会发生改变,对国家能源安全和发展仍发挥着重要的作用。进入21世纪以来,新兴科技极大地推动了人类社会的进步,人们对生活方式和工作环境的要求也都在不断提高,这也导致了煤矿需要改变传统的高强度的工作方式,并最终实现高效、安全的开采,即无人化、智能化开采。近年来煤矿机械化发展日渐加快,实现了生产力的巨大进步,煤矿安全生产面貌得到巨大改变,全行业已基本实现综合机械化,其中部分系统已实现了自动化,为煤矿智能化发展提供了良好的基础。而采煤机作为煤矿生产系统中的核心部件,其割煤路径规划的研究对实现智能化开采具有重要意义。本文针对煤矿复杂生产环境,以三维煤层为研究基础,综合分析了当前采煤机路径规划的现状和优缺点,提出了复杂环境下采煤机的路径规划过程。本文综合利用了三维地质建模技术、地理信息系统理论、地质统计学、智能算法、计算机模拟仿真技术、采煤机路径规划等多项技术,为采煤机在在复杂地质条件下实现路径规划提供理论依据。论文进行了以下层次的研究与探讨:（1）本文以工作面煤层的原始地质钻孔、回风顺槽、运输顺槽及切眼数据为原始数据,采用克里金插值法生成煤层虚拟钻孔作为补充数据,采用Delaunay（狄洛尼）三角网生成顶底板表面模型,后利用基于GTP（generalized triangular prism-广义三棱柱模型）体元对煤层实体进行“放样”建模,最终得到三维煤层实体模型。（2）本文提出了断层面的建模方法,并将其拟合进入三维煤层模型。基于断层钻孔数据、断层边界数据、断层倾向和倾角等信息,采用DTIN三角网生成法建立断层面模型。断层面对原始煤层上下表面三角网切割求交,得到上下表面交点坐标,后根据断层断距进行处理后得到断层上下盘,采用分区建模法对上下盘进行建模,基于GTP放样形成含断层煤层三维实体模型。（3）本文以正断层为例建立工作面推进模型。揭露断层时采用挑顶留底法过断层,并建立过断层演示模型,根据相关经验得出超前起坡距离和每刀上提量计算公式,后建立支架不同方向上力学模型以及支架运动学模型,对过断层期间采高和起皮角度进行了确定和验证。（4）本文提出了双圆弧样条曲线对采煤机滚筒割煤路径进行规划的过程,基于三维煤层地质模型,将模型数据统一表示在采区统一坐标系下,后采用双圆弧样条曲线进行拟合,并经遗传算法优化,在matlab平台下进行仿真并实现了采煤机滚筒割煤路径规划。（5）引入实际工程背景,对含断层工作面进行路径规划,通过计算得出超前起坡距离和起坡角度,对工作面推进方向上路段进行划分,并根据双圆弧样条曲线拟合,遗传算法优化得出各路段轨迹,并对其进行了路径规划评价,得出规划路径与顶底板误差均在允许范围内,针对实际工况可以接受,同时提高了经济效益,工程进度和效率也得到提高。