该技术主要包括以下6部分内容组成。

1、综采面多源粉尘微观理化特性实验

对综采工作面正常开采条件下的多源粉尘进行采样，并运用激光粒度分析仪、Winner 99型显微颗粒图像分析仪、视频光学接触角测量法、核磁共振、红外光谱、X-射线衍射等测试技术从分子层面去测试分析粉尘的浓度、分散度、润湿性与微观理化特性。

图1 激光粒度分析仪

图2 视频光学接触角测量仪

2、综采面宏观粉尘团与介观颗粒流污染演化规律数值模拟

以真实的采煤面为原型，构建全尺寸、等比例的数值计算域，并建立新型气相湍流－颗粒相湍流的双流体数学模型—即EULERIAN-EULERIAN模型与EULERIAN- LAGRANGIAN模型的组合。然后针对作业空间中风流、粉尘在不同时间尺度下的运移特性进行CFD数值模拟，并结合现场实测，明确截割、移架等尘源宏观粉尘团与细观颗粒流在作业空间中的时空演化规律。

图3 某综采面截割粉尘逸散轨迹分布情况

3、多因素扰动下风流-粉尘-雾滴三相耦合细观喷雾降尘实验

在不同喷雾压力下（2~10 MPa），对不同喷嘴进行雾化角、有效射程以及流量等宏观雾化特性实验，从中优选雾化角较大，有效射程较远且流量相对较小的喷嘴。基于自主研制的风流-雾滴-粉尘三相耦合测试平台，对优选喷嘴在风流、压力以及自身结构等因素扰动下的雾滴粒径-速度等细观雾化特性与喷雾降尘效率进行实验测定。通过分析多因素扰动下不同类型喷嘴细观雾化特性实验结果，研究不同类型喷嘴喷雾压力、流量，雾化粒度、速度以及喷雾降尘效率的对应关系，揭示雾滴有效捕尘的宏、细观雾化参数标准，从而优选出适合综采面不同尘源作业区域的喷雾降尘用喷嘴。

图4 风流-雾滴-粉尘三相耦合测试平台

4、综采面采煤机区域多级多维雾化封闭控除尘技术与装备

综采面采煤机区域多级多维雾化封闭控除尘技术与装备，即在煤机左、右截割部安设湿式除尘风机，在摇臂与采煤机身布设定向多级喷嘴组。通过构筑风-水联幕封闭截割尘源，抑制煤尘向人员作业区域扩散，达到了高效、精准除尘效果。

图5 采煤机区域粉尘污染溯源控除技术工艺现场布置示意图

5、综采面液压支架区域空间立体化雾化封闭控除尘技术与装备

综采面液压支架区域空间立体化雾化封闭控除尘技术与装备，即沿液压支架中心距方向设置负压卷吸除尘装置，沿控顶距方向安设雾化引射喷雾装置，并配套适用于不同矿井的超高压水质过滤器，可使移架粉尘受限于立体式雾化封闭空间，防止其危害作业人员。

图6 液压支架区域粉尘污染溯源控除技术工艺现场布置示意图

6、绿色高效复合型润湿-凝聚化学抑尘技术与装备

为解决水与煤亲和力不足的问题，基于自由基分子重组技术，致力于生物基高分子材料研发改性。利用水浴、微波、光催化、乳化等实验手段对纤维素类生等材料进行改性，依据自由基分子重组手段，制备得到具有新形态和新特性的绿色高效复合型润湿-凝聚抑尘材料。此外，研发配套的抑尘材料自动、定量添加装置，并在工作面现有喷雾供水与增压系统中加入一定量的新型高效复合型润湿-凝聚化学抑尘材料，经静态混合器，使其成为一定浓度且混合均匀的改性水，改变喷雾用水的润湿特性，从而提高喷雾降尘效率。

图7 绿色高效抑尘材料合成流程示意图

图8 抑尘材料自动添加装置示意图