矿井粉尘作为煤矿五害之一，严重威胁部分煤矿工作者的正常身体健康及煤矿正常生产，因此，加强矿井粉尘的严格治理，将其控制在国家标准之下，是矿井生产必须面对且解决的问题之一。本文将基础理论分析、数值模拟、实验室实验和现场试验应用相结合，通过分析采掘工作面的粉尘特点及运移规律，制定合理控降尘方案，初步取得如下研究成果：

（1）利用实验室实验进行工作面粉尘湿润性测定及喷嘴选型测定实验，依据润湿性判别标准及反向渗透法判定煤层煤尘为弱浸润煤样，选择了适合凉水井煤矿高压喷雾喷嘴的型号及参数。

（2）开展了综采工作面粉尘运移规律的数值模拟实验，得到采煤机逆风割煤采煤机周围风流场分布情况及粉尘浓度分布规律。并通过对42113综采工作面粉尘运移情况进行测定分析，得到工回风巷工作面端头全尘浓度最大为448mg/m³，呼尘最大浓度为156.8mg/m³；采煤机作业时，全尘最大浓度为372.5mg/m³，呼尘117.5mg/m³；移架处全尘浓度最大为412mg/m³，呼尘浓度最大为142.3mg/m³。

（3）通过对综掘工作面粉尘浓度分布规律的测定分析，粉尘浓度最大处为掘进机割顶煤，最大粉尘浓度达到441.7mg/m³，其次为掘进机割中部时粉尘浓度为332mg/m³。巷道迎头最大为总粉尘浓度为276.3mg/m³，呼吸性粉尘浓度96mg/m³。皮带处转载点全尘浓度最大为57mg/m³，呼尘最大浓度为28.5mg/m³。通过建立CFD数值模型研究表明，长压短抽通风除尘系统能够有效控制粉尘的向后扩散，轴径向出风比为1:3时，控尘效果最好。

（4）对综采面粉尘防治技术实施前后进行实验室模拟效果分析，得到采煤机中部位置平均降尘效率可达到91.4%；针对掘进面通过可变巷道的相似模拟，验证了司机位置与掘进机尾5m的控降尘效率达到95%以上，总体降尘效率达98%以上。并且现场试验效果表明综采面进风巷、割煤点、移架及转载点降尘效率均达到90%以上；综掘面超总粉尘降尘率达到92.5%。

通过上述研究内容，本文通过粉尘浓度分布特征分析、物理实验、数值模拟及采掘工作面粉尘防治技术的研究，获得了适合采掘工作面的最佳粉尘防治系统，极大程度上提高了采掘工作面粉尘防治效果，保障了井下作业人员的健康问题，为凉水井煤矿今后的粉尘防治工作提供了重要的理论支撑。

As one of the five pests of coal mines, mine dust is a serious threat to the normal health of some coal miners and the normal production of coal mines. Therefore, strengthening the strict control of mine dust and keeping it under the national standard is one of the problems that must be faced and solved in mine production. This paper combines basic theoretical analysis and field test application, through the analysis of the dust characteristics of the mining face and the law of transport, to develop a reasonable control of dust reduction plan, preliminary research results are as follows.

(1) A laboratory experiment was conducted to determine the wettability of dust at the working face and to select the nozzle type. The type and parameters of high-pressure spray nozzles suitable for the Liangshuijing coal mine were selected based on the wettability criteria and the reverse penetration method to determine that the coal seam dust was weakly wettable.

(2) Numerical simulation experiments on the dust transport law of the comprehensive mining working face were carried out to obtain the distribution of the wind flow field and dust concentration distribution law around the coal miner's upwind cutting coal miner. The maximum dust concentration was 448mg/m³ at the end of the working face of the working return tunnel and 156.8mg/m³ at the exhalation dust; the maximum dust concentration was 372.5mg/m³ and 117.5mg/m³ at the exhalation dust when the coal miner was operating; the maximum dust concentration was 412mg/m³ and 142.3mg/m³ at the exhalation dust at the moving frame. The maximum concentration of total dust was 412mg/m³ and the maximum concentration of exhaled dust was 142.3mg/m³.

(3) Through the analysis of the distribution pattern of dust concentration on the comprehensive excavation face, the maximum dust concentration is 441.7mg/m³ when the top coal is cut by the roadheader, followed by 332mg/m³ when the central part of the roadheader is cut by the roadheader. The maximum concentration of dust at the belt transfer point is 57mg/m³ and the maximum concentration of respirable dust is 28.5mg/m³. The CFD numerical model shows that the long pressure and short extraction ventilation and dust removal system can effectively control the backward diffusion of dust, and the best dust control effect is achieved when the shaft radial air outlet ratio is 1:3.

(4) Laboratory simulation effect analysis before and after the implementation of dust control technology on the comprehensive mining face, we get that the average dust reduction efficiency of the central position of the coal miner can reach 91.4%; for the digging face through the similar simulation of the variable tunnel, it is verified that the dust reduction efficiency of the driver position and the 5m control of the tail of the digging machine reaches more than 95%, and the overall dust reduction efficiency reaches more than 98%. And the field test results show that the dust reduction efficiency of the inlet lane, coal cutting point, moving frame and reloading point of the comprehensive mining face all reach over 90%; the dust reduction rate of the super total dust of the comprehensive digging face reaches 92.5%.

Through the above-mentioned research, this paper has obtained the best dust control system suitable for the mining face through the analysis of dust concentration distribution characteristics, physical experiments, numerical simulation and dust control technology of the mining face, which greatly improves the dust control effect of the mining face and protects the health of underground workers, and provides important theoretical support for the future dust control work in Liangshuijing coal mine.

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