随着科技进步,选用大采高综采的煤矿日渐增多,大型机械设备的应用及开采强度的提高使采煤效率迅速增长。但是高强度开采及效率提升会导致粉尘浓皮激增,而人型机械设备的存在,使得综采工作面风流分布变化复杂,且工作面空间不同区域,不同高度的粉尘质量浓度分布情况也不同。粉尘不仅危害井下工人身体健康,还会使设备损耗加剧,造成工作环境恶化,研究工作面呼吸带附近的粉尘质量浓度分布及沿程变化趋势,及影响粉尘分布的主要因素,能够帮助寻找重点防尘区域,为降低粉尘危害提供理论基础。本文以气固两相流,粉尘性质等理论为基础,使用ANSYS FLUENT等软件,通过理论分析原理、现场实测、数值模拟相结合的方法,对大采高综采工作面在多工序、多尘源情况下进行实测和数值模拟研究,研究内容和成果如下:首先,通过现场观测,测定了综采工作面不同位置粉尘颗粒粒径分布规律、粉尘分散度、质量浓度等参数。以实测数据分析计算结果为依据,确定模型的边界条件、离散相及连续相参数,为模拟整个综采工作面空间内的气-尘耦合运移的速度场和浓度场分布规律打下基础。其次,研究了井下工作面粉尘基本性质及其随风运移物理模型,工作面几何模型,选择粉尘运移的数学模型,提出了适当的数值求解方法。最后,开展数值模拟,研究了大采高综采工作面在风速为1.5m/s、多种生产工序、多尘源的情况下的风流分布情况、呼吸带粉尘质量浓度分布规律和主要影响因素,并通过调整参数,模拟不同风速、不问采高对呼吸带粉尘质量浓度、风流分布的影响。通过对比分析,找出重点防尘区域和影响粉尘扩散的主要因素。优化的通风风速及现场粉尘治理措施。根据研究结果,大采高综采工作面湍流和风流的变化及分布受工作面障碍物影响明显,应减少工作面内障碍物,避免过流面积突变产生紊流,降低粉尘受湍流的影响,在规定范围内风速越大,越有利于降低工作面呼吸带高度粉尘质量浓度,但风速过大容易引起二次扬尘,因此6m大采高工作面最佳通风风速应在2.5m/s左右。大采高综采工作面下风侧20-50m范围内呼吸带高度粉尘质量浓度高,并且此区域内呼吸带高度呼吸性粉尘占比高,是粉尘防治的重点区域。在此范围内开启喷雾降尘设备或是优选表面活性剂作为除尘剂针对性除尘,防止粉尘扩散到人行道处,有效捕捉粉尘,促进飘浮在呼吸带范围的粉尘快速沉降。