薄煤层掘进工作面作业空间狭小和施工进度快的特点,加重了粉尘聚集和粉尘浓度超限。本文以-290m掘进工作面工况条件为基础,研究了气幕控尘技术改善巷道粉尘浓度超标问题。通过理论分析,得出粉尘向巷道后方运移的主要动力是风流的运动。掘进工作面风流包括射流区、顺流区、涡流区、逆转区,最有利的通风方式为“U”形附壁层流。利用Fluent建立气-固两相流模型,得出供风量增大到250m~3/min时,风流射流区长度和风筒出风口距迎头面的长度相近,粉尘分布区域减小。当Lf=6m时,司机位置处所受扰动风速减小,回风流携带粉尘对其影响较小。同时,截割头扰动风速的增大,也会加大粉尘向掘进机方向运移的距离,增大掘进机扒装煤岩作业的逸尘扩散范围。掘进机产尘量的增大,直接引起巷道平均粉尘浓度增大。且截割头产尘量J超过120mg/s时,掘进机司机位置和后端行人作业区的呼吸性粉尘的浓度均严重超出国家规定安全作业环境值。气幕开启后形成冲击射流,包含自由射流区、射流冲击区和附壁射流区,分析气幕出风口宽度与气幕卷吸风量的变化关系,可通过选择较小出风口宽度,提高煤层掘进工作面气幕出风口风速来实现气幕卷吸风量的要求。当出口风速Vq=7.0m/s时,掘进机司机位置处粉尘浓度较低。后端行人作业区X1整体大于后端行人作业区X2的粉尘浓度,表明粉尘高浓度区域被控制在回风侧巷帮附近,气幕控制效率最高。单独增大回风侧导流气幕风机的长度会降低掘进机司机位置和后端行人作业区的粉尘浓度。当回风侧导流气幕风机长度LFz2=3m时,掘进面气幕控制效果明显。对比气幕开启前后,掘进机司机位置处粉尘浓度下降76.92%,降为3.597mg/m~3,达到国家规定的安全作业限值。以矿井湿式除尘实验平台为基础进行试验研究得出:气幕出风口宽度、风速及倾角分别为0.02m、7m/s、10°时,气幕控尘效率最高达到82.3%,与理论分析和数值模拟结果相吻合。