针对煤矿综掘工作面粉尘污染严重,现阶段除尘设备无法有效控制粉尘污染的问题,采用理论分析、现场测量、数值模拟以及仿真实验的方法,开展综掘工作面涡旋吹吸集聚式控尘技术研究,对井下综掘工作面的粉尘防治有着重要意义。主要研究成果如下:以孙疃煤矿综掘工作面为研究对象,建立传统通风控尘模型,利用COMSOL软件开展压入式通风除尘及长压短抽通风除尘模拟研究,揭示了压入式通风除尘压风筒分别布置于巷道左侧、巷道中间以及巷道右侧时的巷道风流分布及粉尘运移规律,得出了长压短抽通风除尘的风流裹挟粒子迁移特性和传统通风控尘方式的导流作用差、控尘效果不足的特点,明确了涡旋吹吸集聚式控尘技术需加强风流牵引力和吹吸控制能力的设计方向。通过理论分析建立了涡旋吹吸集聚式控尘装置模型,开展了综掘面涡旋吹吸集聚式控尘技术组成部分、管路特性、主要影响因素的数值模拟研究,揭示了涡旋吹吸集聚式控尘技术机理,明确了风筒、风孔等组成部分具体参数以及单管路内部风流分布和多管路分风特性,得出了不同装置结构、射流角度、射流风速、抽风筒横向位置条件下装置内的风流速度分布及流线分布和各关键因素对装置控尘效果影响,确定了6吹风管结构、30°射流角度、25m/s的射流风速、抽风筒布置中间的最佳控尘性能参数。采用控制变量法建立不同粒径及不同粒子入口模型,通过数值模拟研究粒子粒径变化对涡旋吹吸集聚式控尘能力影响及不同入口位置粒子受涡旋集聚作用的运动过程,得出了不同粒径的粒子在装置内部的分布特性和基于最佳参数下的涡旋吹吸集聚式控尘装置的有效控尘粒径范围。明确了不同粒子入口下的装置内气-尘耦合运移过程和综掘面涡旋吹吸集聚式控尘装置的控尘特性。通过搭建综掘面涡旋吹吸集聚式控尘技术仿真实验平台,采用风速调试实验、发尘实验和不同工况下降尘实验分析实验设计的的准确性、可靠性以及涡旋吹吸集聚式控尘技术的控尘效率及控尘能力,明确了实验条件下6根侧吹压风风筒出风孔的风速分布以及自制发尘仪的稳定性和初始粉尘浓度条件,得到了涡旋吹吸全尘降尘效率最高可达94.2%,呼尘降尘效率最高可达90.8%,验证了涡旋吹吸的控尘效果。综掘工作面涡旋吹吸集聚式控尘技术研究,可以提升控尘效率,改善工作环境,减少粉尘污染的影响,同时为通风控尘手段的研究提供了新的思路与方法,对井下粉尘治理、安全生产、职业安全健康具有重要研究意义。该论文有图69幅,表9个,参考文献117篇。