煤尘是煤矿生产的主要自然灾害之一，其不仅严重影响煤矿安全生产，而且严重威胁工人的身心健康。随着掘进工作面机械化采掘技术的提高，掘进巷道粉尘浓度也在急剧增加，针对该问题目前矿山主要采用掘进机内外喷雾降尘，但该措施耗水量大、对疏水性煤尘沉降效率低且容易发生喷嘴堵塞。泡沫除尘技术是近几年新兴的一种除尘技术，由于其耗水量小、对疏水性和呼吸性粉尘降尘效率高而广泛受各煤矿的关注，但该技术现有研究成果仍旧存在一定的缺陷。基于此，本文对煤矿掘进工作面泡沫除尘及关键技术进行了研究，从除尘泡沫的基本特性和捕尘机理出发，研制了高性能发泡剂及发泡设备，设计了井下泡沫除尘工艺及安装系统，为泡沫除尘技术的进一步应用提供了有力的技术保障。本文首先分析了除尘泡沫的基本特性及泡沫捕尘机理，为后期制备高性能除尘泡沫提供理论依据。为探究影响泡沫性能的因素，分析了泡沫的产生机理和泡沫稳态结构特征。利用微元法分析了圆形管道内泡沫流体的流变特性和速度分布特征，建立了圆形管道泡沫流体速度分布方程，为泡沫发生器结构的设计与优化提供理论指导。分析了泡沫的衰变机理，研究影响泡沫稳定性的关键因素，并通过简单的实验测试了泡沫半衰期与发泡倍数的关系，为发泡剂的研制提供了理论依据。发泡剂的研制是保证高效降尘的关键因素之一。本文应用WaringBlender搅拌法和毛细管正向渗透法，分别测试发泡剂的起泡性和湿润性，在实验条件下优选出单体表面活性剂并进行复配，研制出高性能除尘发泡剂。泡沫发泡器结构的设计是制备泡沫的又一关键因素。本文在汲取前人发泡器设计经验和工作原理的基础上，充分考虑井下作业空间与应用条件，利用射流扩散和扰动原理，设计了新型泡沫发泡器，应用计算流体软件FLUETN对发泡器关键结构参数进行仿真优化。通过构建实验室除尘泡沫制备系统，对发泡器工作的主要性能参数进行了研究。为了对泡沫除尘技术在掘进工作面的应用进行考察，本文进行了掘进工作面泡沫除尘工业性试验研究。设计了井下泡沫除尘工艺和安装系统，并构建了泡沫喷头布置工艺，以实现全方位立体降尘。试验中的降尘效率数据表明泡沫除尘效果显著，且明显优于喷雾除尘，为泡沫除尘技术的进一步推广应用提供了有力的技术支持。