综掘工作面粉尘治理难度大,特别是截割普氏系数高、含水率低的半煤岩断面时,迎头面及巷道粉尘浓度超标问题严重威胁着井下作业人员的健康与安全。本文以陕西省玉华煤矿2410综掘工作面为研究对象,通过现场测量与仿真分析,研究了两种通风方式下综掘面风流场和粉尘场的分布规律及工况参数变化对除尘效果的影响。针对综掘面粉尘严重超标问题,本文提出了利用风幕控尘结合压、抽(用除尘风机)组合式通风的除尘系统方案,并讨论了该系统参数间的配置关系。本文的主要工作如下:(1)进行综掘工作面现场调研与数据测量工作,对综掘面测点风速、粉尘浓度及粉尘粒径进行了统计整理,用最小二乘法计算了粉尘分散度并通过MATLAB进行了拟合验证,为仿真分析提供建模参数和验证数据。(2)根据综掘面设备布置情况建立了三维几何模型;依据气-固两相流理论,运用Fluent软件对综掘工作面在单一压入式通风方式工况下的风流场、粉尘场进行数值模拟并对比实测数据验证仿真模型的有效性。(3)分析了单一压入式与压、抽(用除尘风机)组合式两种通风方式下该综掘面风流场与粉尘场的分布情况以及局部通风机压风口位置变化对压、抽(用除尘风机)组合式通风方式下风流场和粉尘场分布规律的影响。仿真与实测结果均表明,两种通风方式下综掘面呼吸带粉尘平均浓度均远超国家标准。(4)提出了利用风幕射流将综掘工作面粉尘控制在迎头面0～5 m范围内,然后通过湿式振弦除尘风机将控制区粉尘抽排过滤的控尘除尘系统方案。首先依据冲击射流原理推导出控尘风幕射流速度、出口宽度与卷吸风量的函数关系;然后建立了风幕控尘除尘系统的两相流仿真模型;最后研究了系统配置参数(射流初速度、出口宽度、射流角度及局部通风机压风口位置等)对除尘效果的影响,并得出该系统在此综掘面下的最佳配置参数。研究结果表明,该系统在最佳配置参数运行时,除尘效果相较压、抽(用除尘风机)组合式通风显著提高,接近达到国家标准。