该论文属于安徽省教育厅产学研重点项目,目的是解决钻机现场应用问题。在钻机巷道打孔中遇到严重的粉尘问题,钻机在工作中产生的粉尘量是矿山开采的主要灾害之一,在钻孔的过程中,产生有大到4cm的石块,也有小到5um的呼吸性粉尘,严重危害工人的身体健康,污染施工现场的开采环境,威胁矿井的生产安全。然而目前用于钻机的除尘设备有两种,一种是采用中心孔注水的方法来湿化产生的粉尘,但是此种方法不仅用水量大,产生的泥浆严重污染现场的开采环境,而且产生的泥水混合物在钻杆冲击力的作用下喷射到钻机的前端动力箱上,将对系统的工作稳定性造成很大的影响,与此同时也降低了钻机的使用寿命和钻机的整体性能。第二种是采用进口的除尘设备,价格昂贵,体积也较大,不能满足当地矿山开采环境的特殊性,灵活性也较差,除尘效果不是很好,因此,针对上述问题,本论文对煤层钻孔作业产生的粉尘如何治理的装置进行综合分析与设计,主要从以下几个方面进行研究。第一针对钻机的工作特点设计一种符合现场需要的除尘设备,然后在Solid Works中建立该设备的相关模型,完成设备的整体装配。然后根据设计需要,利用ANSYS软件对涉及除尘装置的部件进行相关的强度分析和模态分析,最终确定设计的相关参数与结构的整体外观。完成设计后,还需调整相关的结构参数来满足钻机在钻孔过程中不同工况的需要,比如钻上斜孔和下斜孔还有水平孔时除尘装置能否很好地满足与配合钻机工作。第二在设计的除尘设备内部,无须再配置额外的动力,只要合理的利用工作面已有的压风和压水,形成负压区域实现捕尘、形成雾化区域有效除尘,关键任务是要通过数值仿真选取不同的喷头,在Solid Works中建立不同喷头的模型,然后导入Fluent软件中进行流场仿真分析,具体分析不同喷头的压力场、速度场、流线场、和压力损失情况,通过分析比较来确定最终的喷头模型。第三对喷头进行实验验证,主要是在我校的高压水射流实验室进行试验分析,采取相关的数据,然后分析数据,从而做到理论与试验相结合,在试验中验证理论分析的合理性与正确性。第四方面通过3dmax软件对钻机除尘装置的除尘工作原理进行动画模拟。通过对钻机除尘装置的设计和研究,实现了结构简单,体积小,重量轻,资金投入少的除尘方法,使钻机开采环境得到进一步美化、工人的身体健康得到更好的保证、钻机的使用寿命更长,效率更高。