由于矿井掘进技术逐渐实现机械化、智能化，导致综掘面的粉尘污染问题愈发严重。为了研究综掘面外喷雾系统在不同排布方式下的降尘规律，基于气相(风流)-固相(粉尘)-液相(雾滴)三相耦合方法，对不同喷嘴排布方案下雾滴与粉尘扩散规律进行模拟分析。模拟结果表明：在不改变喷雾压力的前提下，随着喷嘴数量的增加，截割头周围的风流受雾滴的影响加剧，但巷道整体风流场结构受雾滴的影响较小。巷道压风侧雾滴在巷道顶板区域聚集，抽风侧因轴向和径向风流的碰撞作用而使雾滴集中在迎头区域与抽风口间，雾滴粒径在风幕区域明显减小；巷道迎头面粉尘浓度分布受喷嘴布置方案影响较大，随着喷雾数量增加，巷道迎头面顶部和压风侧区域的粉尘聚集现象逐渐减弱，雾滴对粉尘控制作用逐渐增强，巷道呼吸道高度粉尘浓度在6-8个喷嘴时粉尘污染情况得到有效控制；当喷嘴布置方案在6个喷嘴以下时，雾滴对迎头面覆盖效果不足，粉尘控制效果较差，呼吸道高度雾滴浓度较小，当喷嘴布置方案达到6个喷嘴时，巷道呼吸道高度粉尘污染控制效果不足。当喷嘴排布方案为7个喷嘴时，巷道整体雾滴覆盖效果最佳，巷道迎头面最高粉尘浓度为38.5mg-3，沿程粉尘浓度均低于20.0mg·m-3，呼吸道高度粉尘浓度低于15.0mg·m-3，雾滴对巷道整体覆盖效果最佳，大幅的降低了巷道的粉尘污染，为综掘面外喷雾系统的优化设计提供理论依据。

1. 引言
2 喷雾降尘多场耦合数学模型
2.1 风流运移模型
2.2 颗粒受力模型
2.3 尘雾耦合模型
3 物理模型及边界条件
3.1 几何模型
3.2 网格划分
3.3 模型准确性验证
3.4 边界条件设定
4 综掘面尘雾耦合结果分析
4.1 巷道风流运移规律
4.1.1 迎头区域风流运移规律
4.1.2 沿程风流场运移规律
4.2 雾滴分布规律分析
4.2.1 雾滴浓度分布规律
4.2.2 迎头面雾滴覆盖规律
4.2.3 雾滴粒径分布规律
4.2.4 呼吸道高度雾滴浓度分布规律
4.3 粉尘扩散规律分析
4.3.1 迎头面粉尘浓度分布规律
4.3.2 粉尘浓度分布规律
4.3.3 呼吸道高度粉尘浓度分布规律
4.4 现场效果验证
5 结论