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大采高综采由于设备重型化和设备尺寸的加大,生产能力的提高,导致大采高综采工作面粉尘产生量高,严重危害着矿井的安全生产和井下工人的生命安全。本文采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场应用相结合的方法,对大采高综采工作面的风-尘流场耦合运移规律进行了研究,并结合现有的应用于综采工作面的除尘措施和方法,对大采高综采工作面除尘系统进行了设计改进,并将设计改进的除尘系统在大采高综采工作面进行了现场工程应用,为矿井大采高综采工作面的粉尘防治提供了理论依据和技术工艺支持。 对大采高综采工作面的粉尘产生及运动特点进行了分析,提出了采煤过程的粉尘测定方法及全空间的粉尘测定方法,得到了大采高综采工作面粉尘的实测分布规律;根据唐口煤矿5301大采高综采工作面的实际情况,建立了大采高综采工作面的物理模型,并确定了风流分布规律模拟的计算模型和算法,模拟了进风风速在1m/s、2m/s、3m/s条件下的工作面风速分布情况,总结出了大采高综采工作面风速分布的一般规律;确定了气体-颗粒两相流动的数学模型和模型的数值解法,对数值模拟的参数和边界条件进行了设定,模拟了在1.2m/s的进风风速条件下顺风割煤和逆风割煤时的工作面粉尘浓度分布情况,并对两种情况下的风-尘流场耦合运移规律进行了总结。 在大采高综采工作面风-尘流场耦合运移规律研究的基础上,结合唐口煤矿5301大采高综采工作面的现状,对大采高综采工作面采煤机及支架喷雾系统进行研发,提出了新型高效采煤机除尘装置和新型高效液压支架除尘装置两种能够应用于大采高综采工作面的防尘技术措施,并在唐口煤矿5301大采高综采工作面进行了应用,采煤面各工序的平均粉尘降尘率为80%,工作面的环境和劳动卫生条件有一定的改善。