综掘工作面是煤矿生产过程中至关重要的工作场所之一。由于掘进机在独头巷道内割煤的条件限制,使其矿尘浓度通常为井下最高,条件也最恶劣。本文采用理论分析、仿真实验及数值模拟相结合的方法,从宏观层面对综掘工作面的一种新型控尘技术进行了较为深入的研究。通过仿真实验与数值模拟的结果对比分析,确定了此种涡旋气动雾幕控尘技术的优势与有效性。首先,本论文有针对性地提出了传统喷雾控尘装置的短板与不足,即不能实现隔尘与降尘的有效结合。基于此提出了涡旋气动雾幕控尘技术,该控尘技术在气幕隔尘的基础上实现了雾滴的二次破碎,在有限的工作空间内,增加了尘雾碰撞耦合几率,有效的提高了雾滴的捕尘效率。并从理论上对此套装置的各部分原件进行了详细介绍,同时分析了此套装置的工作原理与特点。其次,研发了一套涡旋气动雾幕降尘设备,通过搭建仿真实验平台,进行具体实验测得其最佳工作参数,当水泵供水压力为8MPa、风机风速为12m/s、喷嘴孔径为0.3mm、喷嘴安装角度为75°时,可使此套设备的喷雾覆盖范围与降尘效果达到最佳;采用CFD分别对风机风流速度场分布以及在最佳工作参数下的喷嘴粒子破碎效果进行了分析,实验数据与模拟分析所得结果相一致。最后,通过仿真实验对首先测量了自然降尘、传统高压喷雾和涡旋气动雾幕三种降尘方法的降尘速率,得出涡旋气动雾幕控尘技术的平均降尘速率为7.05 mg/(m3·s),远远超过其他两种降尘方式;之后对两种控尘技术的降尘效率进行了对比分析,得出涡旋气动雾幕对比传统高压喷雾控尘技术降尘效果有了极大的提高,对全尘和呼尘的平均降尘效率分别达到了 93.35%和91.20%,效果显著。此套控尘装置实现了隔尘和降尘的有机结合。涡旋气幕将综掘面细微粉尘有效封闭,通过水气结合使得雾滴破碎更加彻底,增大了水颗粒与粉尘的结合几率,由于雾化颗粒小,对呼吸性粉尘的抑制效果得到进一步提升;并且其具有体积小、耗水量低、喷雾覆盖范围广、结构简单、元件明确易修理等特点。为进一步提高综掘工作面的工作效率、改善综掘工作面的环境条件提供了有力依托。