综采工作面采煤机在截割煤体时会产生明显的湍流风，使得采煤区风速发生变化，诱导煤尘颗粒向人行道区域横向扩散。为探究截割湍流风对截割煤尘横向扩散规律的影响，采用多重参考系（MRF）模型对滚筒旋转割煤进行仿真，对不同割煤状态下综采工作面风流-煤尘耦合运移规律进行数值模拟，得到工作面风流分布与煤尘浓度分布的关系。为降低截割湍流风对煤尘横向扩散的影响，提出一种采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统，通过安装在支架顶梁或前探梁上的喷雾装置在采煤机滚筒与人行道间形成雾幕，削弱截割湍流风的扰动作用，阻隔煤尘颗粒横向扩散，实现对滚筒截割尘源的动态跟踪。仿真结果表明，不同割煤状态下滚筒转动产生的截割湍流风使风流向人行道区域发生偏移，当滚筒转速为29.29 rev/min、系统风速为1.40 m/s时，其横向偏移分速度可超过0.54 m/s，并使煤尘颗粒向人行道区域扩散，出现浓度超过300 mg/m3的煤尘团，尤其是顺风割煤时煤尘横向扩散更为明显，人行道处煤尘浓度达385.12 mg/m3。现场测试结果表明，采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术的降尘率达83.68%，且单个喷洒点的待机能耗低于10 W。

0 引言
1 基于MRF的综采工作面风流-煤尘逸散模型
2 综采工作面几何模型构建及边界条件设置
2.1 综采工作面几何模型构建
2.2 网格划分
2.3 边界条件设置
3 基于MRF的采煤机滚筒旋转仿真
3.1 风流横向偏移分速度分布
3.2 不同截割高度处煤尘分布对比
4 采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术及应用
4.1 采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术
4.2 煤尘浓度实测与降尘技术应用效果
5 结论

高成,刘立仁,郑磊,等.综采工作面风流-煤尘逸散规律及防控技术研究[J/OL].工矿自动化,1-9[2025-01-27].https://doi.org/10.13272/j.issn.1671-251x.2024100057.