通过测定掘进巷道粉尘浓度,确定粉尘浓度分布规律、KCS除尘系统组成及其工作特性,采用数值模拟方法分析掘进机除尘器不同结构内部气流运行规律,确定选用分流板加3排挡板作为新型高效除尘器的内部结构;通过3个现场试验,验证了数值模拟结果,该新型除尘器在掘进头处的除尘效率为80%,距离除尘器出口150 m范围内的降尘率均可达到90%以上,司机位和除尘器处的降尘率可达94%以上。

为了掌握压入式通风条件下全岩巷综掘工作面的高浓度粉尘运移规律,以邢东矿南翼集中运料巷为背景,深入剖析全岩巷综掘工作面的产尘机理,依据气固两相流理论,借助于计算流体力学的离散相(DPM)模型,对综掘工作面通风过程中的粉尘颗粒运移及浓度分布规律进行数值模拟研究。模拟结果表明:在距工作面20 m范围内,风流场稳定性较差,粉尘浓度较高,然后沿程逐渐降低并趋于稳定,且带式输送机的机道粉尘浓度明显要高于人行道。

针对矿井掘进工作面的特点,建立了与现场实际较符合的掘进巷道数值仿真模型;根据气固两相流理论,采用计算流体力学的离散相模型对长压短抽式通风掘进巷道中的粉尘运动规律进行了数值模拟,得出长压短抽式通风掘进巷道中粉尘质量浓度的分布规律:工作面附近区域的粉尘质量浓度较高,然后沿程逐渐降低;距离压入式风筒另一侧煤壁越近回风侧空间内的粉尘质量浓度越高。