为减少超前支护粉尘，基于计算流体力学（CFD）离散粒子模型对集尘器作用下的粉尘扩散规律的数值模拟结果，结合实验测量和现场试验，研制了一种针对综采环境下超前支护粉尘源的负压喷雾集尘器。模拟结果表明：液压支架在距离液压支架迎风面0～9 m处的人行道附近形成了浓度高达1 000 mg/m3的高浓度粉尘带，并逐渐扩散到0～36 m处；采用负压喷雾除尘器后，液压支架背风面粉尘带浓度降至300 mg/m3以下，扩散范围缩小至采煤机背风侧0～5 m；人行道附近的粉尘带形态也转变为低浓度的粉尘带。经室内试验，选择超声雾化喷嘴作为最终喷嘴，在相同的水气压力为0.4 MPa的条件下，使用该喷嘴配备的负压喷雾集尘器，有效范围为5.03 m，雾化角为71°。将研制的负压喷雾捕集器应用于塔山煤矿5110综采环境中，有效降低靠近人行道作业区推进支架的粉尘浓度，平均总降尘率和呼吸降尘率分别达到81.5%和79.1%，证实了该装置具有良好的降尘效果。

0 引言
1 气流-粉尘运动的数学模型
1.1 气流数学模型
1.2 离散相位的数学模型
2 几何模型构建和数值模拟参数设置
2.1 几何模型的建立和网格的生成
2.2 负压喷雾收集器几何建模及网格生成
2.3 数值模拟参数及边界条件设置
3 气流-粉尘迁移规律数值模拟结果分析
3.1 空气流动规律的数值模拟
3.2 粉尘扩散规律的数值模拟
4 负压喷雾收集器的研制与性能测试
4.1 负压喷雾收集器技术原理
4.2 喷嘴雾化性能的比较
4.2.1 测量喷嘴的宏观雾化特性
4.2.2 测量喷嘴的微观雾化特性
4.2.3 负压喷雾集热器性能试验
5 工程应用
6 结论

[1]戎华峰.综采工作面超前支护负压喷雾集尘器除尘效果分析[J].煤矿现代化,2025,34(01):123-128.