为了提高粗煤泥的分选效果,课题组首先开发了复锥型单溢流管水介旋流器-煤泥旋流重选柱,然后开发了一段为双溢流管煤泥旋流重选柱二段连接分级旋流器的分选分级旋流器,实现了煤泥的短流程分选分级。以此为基础,对课题组前期研究的一段（双溢流管）分选二段分级组合旋流器进行改进,在一段上溢流管上增设一溢流室,通过溢流室上的提升装置调节一段溢流管插入深度,期望能实现一段底流排矸石、一段上溢流排中煤,二段底流排精煤、二段溢流排细粒溢流的两段多产品分选。采用屯兰选煤厂粒度-3mm的原煤作为试验煤样,在给定入料压力的条件下,首先对溢流管直径和底流口直径进行了探究性试验。结果表明,底流口直径变化直接影响一段溢流产品与一段底流产品的分配率,且对1-0.5 mm粒级的影响最为明显;一段上溢流管插入深度变化直接影响一段溢流与二段底流的分配率,对0.5-0.25 mm粒级的影响最为直接。要保证二段底流精煤灰分低于10%的同时得到一段溢流为中煤的两产品,应该选择小口径溢流管。以探索试验为基础,制作了新的煤泥旋流重选柱锥体,设计了不同直径、不同长度的内溢流管,设计了不同直径大小的溢流管末端结构和底流口,构成了一段上溢流管可调的一段分选二段分级的复合型旋流器。进行溢流管+底流口组合探究试验,而后分别探究了一段底流口直径变化、一段上溢流管插入深度变化、一段上溢流管直径变化对三产品水介旋流器的影响。试验结果表明:底流口直径变化直接影响一段溢流产品与一段底流产品的分配率,尤其对+0.5 mm粗粒级分选影响最直观,使用小直径底流口的一段底流灰分最高,+1 mm粒级灰分最高可达75.31%,而对于-0.5 mm细粒级,一段旋流器分级效果明显;在小直径一段旋流器底流口基础上,调节一段上溢流管的插入深度对+1 mm粒级的分配率影响最为明显,在一定程度上可以增加二段底流粗粒级精煤的分配率,但优化后的分选精度有一定局限,整体有待提高;一段上溢流管直径变化试验对粗粒级的分配率变化影响很大,溢流管在直径为20 mm时,溢流中粗粒级的含量均大于40%,后继续增加溢流管直径,溢流中粗粒级的含量高达90%,对粗粒级颗粒的回收效率达到最大。一段上溢流管直径不断增大,一段溢流中粗粒级灰分先增加后降低,在一段上溢流管径为25 mm时最大,而细粒级灰分随着溢流管直径的增加持续下降。对需要进行模拟的流体模型建模并进行网格划分,利用Ansys-Fluent19.2对其进行数值模拟。对一段上溢流管插入深度在0 mm、20 mm、30 mm下的一段分选旋流器和二段分级旋流器进行了模拟,最后将其不同结构下两段旋流器的切向速度、轴向速度、径向速度以及速度矢量图分别进行了分析,并与试验结果进行对比验证。结果表明:（1）静态压力在一段分选旋流器与二段分级旋流器中心区域均为负值,中心区域会形成空气柱。随着溢流管插入深度增加,进入二段旋流器的水压降低。（2）一段溢流管不同插入深度情况下,一段旋流器内部流场切向速度分布随一段中轴线的对称性均较好。（3）随着溢流管插入深度增加,上溢流管内轴向水流速度增加;过深,则在复锥区形成较大的下降流。（4）随着溢流管插入深度增加,上溢流管下端径向速度增加。（5）轴向速度、径向速度的叠加,反映在分选试验中就是插入深度20 mm时尾煤灰分最高,上溢流灰分最高,较好的解释了试验结果。