综掘工作面是矿井粉尘的主要来源之一,也是尘肺发病最严重的的作业场所,长期吸入呼吸性粉尘(特别是岩尘)将导致工人患尘肺病,统计显示煤矿85%以上的尘肺病患者曾经从事岩巷掘进工作,因此,岩巷掘进的粉尘防治问题显得尤为迫切。抽出式通风岩巷综掘防尘的两大主要难题是如何高效控制迎头粉尘扩散以及长抽带来的管道沉积粉尘清理问题。采用抽出式通风方式可以有效防止岩巷掘进过程中呼吸性粉尘的扩散,其控尘效果优于压入式通风和混合式通风方式。本文采用试验与数值模拟分析相结合的方法,对抽出式通风巷道内的风速分布、粉尘运移规律、风筒内的粉尘沉积规律进行了研究,为进一步研究高效控尘措施、沉积粉尘预测及清理技术奠定基础。主要研究内容如下:(1)在断面面积为12.24m~2的矩形试验巷道内,对抽风风量为120~160m~3/min时的风速分布规律进行了试验研究。沿巷道轴向布置了6个测试断面,每个断面上布置24个测点,通过测定不同抽风风量Q下每个测点的风速v,得到不同断面上的风速分布,计算不同断面上的风速分布均匀系数K值及其沿巷道轴向的变化规律。结果表明:风筒进风口所在巷道断面风速分布最不均匀,风筒后方速度分布均匀性优于风筒前方。K随Q的变化而变化的关系不明显。(2)利用Ansys Fluent软件,分别对巷道断面面积为12.24m~2的3种巷道(拱形巷道、矩形巷道、梯形巷道)、风量Q、风筒进风口与掘进工作面距离L、风筒直径D、巷道断面上风筒位置与风流分布的关系进行单因素模拟分析,得出巷道形状、风筒直径变化对巷道风速分布影响很小,K不随Q变化而变化,L改变使不同巷道断面的风速分布均匀系数发生变化,巷道断面风筒位置变化对风筒前端风速分布有一定影响。通过试验与数值模拟对不同Q时得到的风速v分布规律进行对比分析,得出了试验测得的风筒进风口处巷道断面及风筒后方巷道断面的风速分布均匀系数小于数值模拟所得到的风速分布均匀系数,通过校正数值模拟参数,使数值模拟结果与试验结果接近,更好地指导现场实践。(3)在Q为150m3/min、L为3m、D为600mm条件下,通过试验与数值模拟相结合的方法,研究了巷道断面中部离地面高度为1.5m位置处,粉尘浓度沿巷道轴向的分布规律。试验与数值模拟均得出风筒进风口前端巷道断面粉尘浓度快速下降,试验测得风筒进风口后方粉尘浓度大于数值模拟值。利用数值模拟分析了L、Q变化对巷道断面平均粉尘浓度变化规律的影响,得出:(1)当L在1.5~3.5m范围选取5个值,Q为150 m3/min时,对应巷道断面粉尘浓度值随L增大而增大;(2)当L为2.5m,Q在120~160 m3/min范围分5组时,对应巷道断面粉尘浓度值随Q增大而减小。(4)在风速v为5~16m/s、D为600mm条件下,采用试验与数值模拟相结合的方法开展了风筒内粉尘沉积规律的研究。试验表明:风筒进风口前5m范围内,试管中粉尘沉积质量相对较高,距风筒进风口5m以上时,粉尘沉积质量分布比较均匀,同一试管内粉尘沉积质量随风速增大而减小。通过数值模拟研究了风速、粒径与粉尘沉积质量的关系,表明:混合粒径粉尘、单一粒径粉尘沉积质量随风速增大而减小,单一粒径粉尘沉积范围随风速增大而增大。对比试验与数值模拟结果得出:试验与数值模拟结果有一定差异,通过修正数值模拟参数,提高数值模拟准确性,为以后指导现场实践提供参考。