掘进工作面在煤矿开采过程中会产生大量粉尘,不但严重威胁着井下工作人员的职业安全健康,也影响企业生产的发展和社会的稳定。由于掘进工作面具有机械设备多、工序繁杂、通风风量大以及空间狭窄等特点,导致巷道内粉尘生成量大且集中。目前,绝大多数煤矿未能根据掘进工作面的作业需求采取实时有效的防尘、降尘技术。本文在系统研究了国内外掘进工作面除尘技术方法的基础上,结合煤矿掘进工作面的实际情况,采用理论分析、数值模拟、实验测试及井下工业性试验应用相结合的方法,设计了一种掘进巷道高效雾化机械除尘系统,为掘进工作面的粉尘防治提供了新思路,主要成果如下:（1）基于气-固两相流理论,采用CFD-DPM模型建立综掘工作面粉尘扩散的三维数学模型,并采用有限元分析的方法对掘进巷道粉尘的运移轨迹及不同粒径粉尘沉降速度进行模拟计算。依据掘进工作面场粉尘的分布特征及运移路线,开发设计了一种由抽尘风筒、自激振荡喷嘴、风机、水滴分离器、储水箱组成的新式机械除尘净化降尘系统。（2）通过采用AutoCAD建立斜壁微振荡腔雾化喷嘴二维模型,通过对单喷嘴和组合喷嘴的仿真分析,确定了单喷嘴与组合喷嘴的最佳运行参数。通过对喷嘴的直径、扩张角和喉嘴距三个因素进行优化实验,以喷雾性能最优为目标,确定了其关键雾化元件-自激振荡喷嘴的主要技术参数。（3）在某矿综掘工作面对本文机械除尘净化降尘系统进行了工业性试验,结果表明:采用本文研究成果后,综掘工作面有人工作区域测试部位的粉尘浓度已经降至100 mg/m~3以下,满足了煤矿安全生产的标准;机械除尘净化降尘系统的除尘效率达到98%,较传统喷雾除尘技术提高20%。