综采工作面割煤作业粉尘运移扩散规律模拟

为掌握矿井采煤工作面粉尘运移扩散规律、对井下综采工作面空间防尘系统设计提供依据，以新街台格庙矿区规划的大采高工作面为研究背景，运用Solidworks和ANSYS软件建立采煤工作面几何物理模型，结合气固两相流理论对采煤机割煤作业粉尘运动情况进行数值模拟。对比分析不同入口风速、采煤机工作方式和粉尘粒径时工作面粉尘浓度分布特征。结果表明：工作面风速在沿程方向上整体呈现低-高-低的波动趋势，在采空区至煤壁方向上逐渐增高；在采煤机下风侧滚筒截煤粉尘叠加形成长度达60 m的高浓度粉尘区，浓度超2 000 mg/m³;采面入口风速是影响粉尘浓度的主要因素，采面粉尘峰值浓度与沿程浓度随风速增加而降低；采煤机工作方式改变使得粉尘浓度在水平高度上分布出现显著差异，造成粉尘重点防治区域变化；粉尘粒径越小，工作面呼吸带高度粉尘峰值浓度越高，粉尘颗粒漂浮现象越明显。研究结果有效掌握了大采高工作面粉尘运移扩散规律，为工作面防尘布置提供参考，对实现综采工作面的安全开采具有指导意义。