由于综掘工作面的产尘量较大,远远超过《煤矿安全规程》的规定,因此,从保护现场作业人员职业安全健康以及企业安全生产的角度考虑,必须将综掘工作面的粉尘浓度控制在可允许的范围以内。本文采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场应用相结合的方法,提出了综掘工作面封闭式除尘系统,经现场应用取得了较好的降尘效果。建立了单相风流的三维k-ε紊流模型和双相的气相湍流-粉尘颗粒相湍流k-ε-(?)-kp模型,采用混合差分格式和基于同位网格的SIMPLE算法作为气体-粉尘颗粒两相流的数值解法,并利用ANSYS FLUENT软件对综掘工作面采用单一和附壁风筒压抽混合式通风系统的风流场及粉尘流场进行了数值模拟,得出了采用封闭式控尘系统前后综掘面风流场及粉尘流场的变化规律,为综掘工作面封闭式除尘系统的研究提供了理论基础。研究分析了喷嘴的雾化机理和喷雾降尘机理,并利用自行设计、制造的实验装置在模拟综掘工作面真实风速的情况下进行了喷嘴雾化特性实验和喷雾降尘实验,通过对实验数据的分析,确定了各种喷嘴所成雾场的雾滴粒径及雾流结构在不同压力、风速等条件下的规律,得出不同粒径雾滴与之捕获的煤尘粒径的对应关系为ΔD≈0.12·D无尘液滴,并根据实验结果和综掘机尺寸确定孔径分别为1.6mm和2.4mm且含X形导流芯的广角旋口的1#和3#混合式喷嘴为综掘机外喷雾降尘装置喷嘴,供水压力为4MPa。根据高庄煤矿3下506运输巷综掘工作面的生产状况、产尘特点、粉尘分布规律及综掘机外喷雾降尘装置的喷嘴选型、喷雾压力等情况，研究设计了由综掘机外喷雾降尘装置和封闭式抽尘净化装置组成的综掘工作面封闭式除尘系统。现场实测表明,本文设计的综掘工作面封闭式除尘系统具有较好的除尘效果。