煤层注水渗流与润湿机制研究进展

摘要

近年来，随着煤炭开采不断向深部发展，矿井所面临的冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害日益严重。煤层注水在治理煤与瓦斯突出、防冲泄压等方面具有显著优势，成为广泛应用的矿井防灾手段。为系统总结煤层注水渗流与润湿机制相关研究，本文梳理了国内外煤层注水发展脉络，从孔裂隙结构、渗流过程、渗流机理及润湿机制等方面综合分析相关成果。在孔裂隙结构研究方面，借助先进的微观观测技术已成功建立起了多种孔裂隙结构的定量表征模型，并准确描述其几何参数特征，有助于针对不同煤层特性制定更具针对性的注水方案。在渗流过程研究方面，构建了考虑多因素的渗流理论模型，并通过先进测量技术获取渗流数据，揭示注水参数影响规律，同时，数值模拟技术实现了渗流场的可视化。煤体润湿机制研究方面，揭示了润湿微观原理，明确了不同煤质润湿特性差异，并筛选有效润湿剂提高注水效果。现阶段的研究还存在局限性，如孔裂隙结构研究与宏观工程结合欠缺，渗流数值模型需进一步考虑流体对煤体结构的影响进行优化等。本研究为优化煤层注水效果提供了理论基础，对保障煤矿安全、推动灾害治理技术发展及能源安全稳定有借鉴意义。

关键词

深部开采 / 煤层注水 / 孔裂隙结构 / 注水渗流 / 润湿机制