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一：为降低煤层硬度，工作面顶板压力和瓦斯涌出量，减少回采工作面煤尘，设计对开采煤层进行采前预注水。
设计开采15#煤层，煤层倾角8°左右，本煤层位于太原组下段，距K1砂岩 6.72m，上距K2灰岩17.02m。
本井田煤层厚度为4.20~6.20m，平均4.97m，含0—4层夹矸，结构较简单，夹矸结构为泥岩，厚度在0.01—0.07m.顶板为深灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩，水平层理，含植物化石，底板为黑色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、钻质泥岩，为全井田稳定的可开采煤层。
根据地质条件，煤层储存情况、工作面生产能力、开采技术条件以及通风安全、矿井生产能力、回采率等因素，15#煤层采煤方法选用长壁综采放顶煤法，全部跨落管理顶板。
二：煤层注水方式工作面位于一采区15#煤层。
该区煤层赋存稳定、结构简单，煤层平均厚度5.0m。
煤层倾角平均8°，属高粘煤。
容重1. 4t/m³，地质构造简单，水文地质条件较为简单，最大涌水量为0.3m³/min ,正常涌水量0.2m³/min ,低洼处可能有积水。
煤层原始含水份为 4.46 %。
该煤层无爆炸危险性，无自燃发火倾向。
15103工作面走向长度1006m.，倾斜长度196m，煤层平均厚度为 5.0m，根据该工作面产量高，配风量大。
根据《煤矿安全规程》要求，综采工作面逢采必注，对该工作面进行超前煤体注水，使煤体得到预先湿润，降低煤体产生煤尘的能力。
从根本上消除尘源。
依据该工作面倾斜长度长，对煤层的透水性强，孔隙率等因素分析研究，又鉴于短钻孔注水方式，具有对地质条件及围岩分析性质适应性强的优点，决定在该工作面采取双向多孔注水方式进行煤体注水。
在工作面两巷平行于工作面垂直于巷道煤壁打钻孔。
钻具使用KHYD45(50)型矿用隔爆电动岩石电钻，每根钻杆长度1.5m，孔径49mm。
每孔设计深度为84m 。
三：孔主要技术参数1、钻孔布置从15103工作面两巷采用沿着煤层倾角平行于工作面打钻孔，第一钻孔距工作面95m，开口位置位于采高中上部距顶板1.67m处。
煤层注水安全操作规程煤层注水是一项重要的煤炭采选技术，可以有效改善煤炭采选环境，提高煤炭开采效率。
但同时，煤层注水也存在一定的安全风险，需要制定相应的操作规程来保证安全。
一、前期准备1.明确注水目的和要求：明确注水的目的是改善煤层裂隙透水性，提高采选效果。
同时，要根据具体开采工作面的煤层情况，确定注入水量、注水压力和注水时间等要求。
2.选择合适的水源：选择水质优良、水源充足的地下水或可再生水作为煤层注水的水源，同时要确保水源的供应可靠。
3.进行地质勘探：通过地质勘探，了解煤层的分布、结构、裂缝情况等，明确注水的目标煤层。
4.制定安全预案：根据实际情况，制定煤层注水的安全预案，包括应急预案、事故处理流程等，确保在发生事故时能够及时应对。
二、注水操作流程1.注水前检查：在注水前对注水设备进行检查，确保设备正常运行，密封性良好，防止泄漏。
同时，检查注水管道和注水井的完好性，确保其没有破损或堵塞。
2.注水前处理：确保矿井通风系统正常运行，避免发生积水情况。
清除煤层注水区域的杂物，确保工作面清洁整齐。
3.加压注水：根据前期准备中确定的注入水量和注水压力，启动注水设备进行注水。
在注水过程中，严格控制注水压力，避免超过煤层承压范围。
同时，应监测注水流量和注水压力的变化情况，及时调整操作参数。
4.注水时长：根据前期准备中确定的注水时间，进行注水操作。
在注水过程中，应定期检查注水设备和注水井的情况，确保设备正常运行，防止堵塞或泄漏。
5.注水后处理：注水完成后，及时进行井壁固化处理，防止煤层坍塌。
清理注水设备和管道，保持设备干净整洁。
同时，及时记录注水相关数据，制作注水工作报告。
三、安全注意事项1.严格遵守安全操作规程，严禁违章操作。
2.加强煤层注水设备的维护和保养，定期检查设备的运行状况。
3.注水设备和管道的安装要牢固可靠，严禁泄漏和渗漏。
4.注水过程中要密切关注注水压力和流量的变化，及时调整参数。
5.当发生意外情况时，应迅速停止注水，并采取相应的应急措施，确保人员安全。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
煤层注水及方法
煤层注水是在回采前预先在煤层打若干钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，破坏煤体内原有的煤-瓦斯两相体系的平衡，形成煤-瓦斯-水三相体系，体系内各个介质相互作用，使煤的物理化学性质、力学性质及热力学性质发生变化。
煤层注水按钻孔深度分深孔注水和浅孔注水。
深孔注水是在回采工作面前方进风巷或回风巷沿煤层倾斜平行于工作面打孔，孔深一般为工作面斜长的2/3，孔径75～100mm。
用水泥浆或橡胶封孔器封孔后，即可开始注水。
与浅孔注水相比，深孔注水成本较高，打钻较困难，只适用于中厚与厚煤层。
优点是预湿范围大，能充分湿润，而且不影响采煤工作。
但在有些矿区，由于煤层没有受到破坏，注水较困难，注水量小。
2 煤层注水在煤矿安全中的作用机理及效果
2.1 防尘
煤层注水是回采工作面最有效的防尘措施。
水的除尘机理包括以下3 个方面：
(1)湿润煤体内的原生煤尘，使其失去飞扬的能力;
(2)有效地包裹煤体的每个细小部分，当煤体在开采中破碎时，避免细粒煤尘的飞扬;
(3)水的湿润作用使煤体塑性增强，脆性减弱。
当煤体受外力作用时，许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤体被破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。
新汶孙村矿和本溪彩屯矿实施煤层注水后，除尘率分别达到73%和79%。
表
1 是三软综放工作面通过实施煤层注水及其他防尘措施后的降尘率。
2.2 预防煤与瓦斯突出。
煤层注水规定煤层注水是指在煤矿采煤作业中，通过将水注入煤层开采区域，以提高煤层润湿性和增强煤层阻燃性的一种作业方式。
煤层注水在防治煤矿火灾、灭火和降尘等方面起到了重要作用。
为了确保煤层注水的安全和有效，规定了以下几项措施：首先，对煤层注水的水质有一定的要求。
水质必须符合相关国家规定的煤矿用水标准，不能含有过多的杂质和有机物，以免对煤层和地下水环境造成污染和损害。
其次，煤层注水需要安全可靠的注水系统。
注水设备必须符合国家标准，并经过定期的检测和维护。
注水系统必须具备稳定的水源，能够确保足够的水量和压力，以满足煤层注水的需要。
再次，煤层注水需要制定详细的作业方案。
煤矿必须根据实际情况，制定煤层注水的具体方案和操作规程，明确注水的工艺流程和操作方法。
同时，应制定相应的应急预案，以应对突发情况和事故。
另外，煤层注水需要有专人负责管理和监测。
煤矿应指定专人负责煤层注水的管理和运行，监测注水的水位、安全性和效果，及时发现和处理异常情况。
对于一些大型煤矿，还可以设置专门的注水监控中心，实时监测煤层注水的状况。
最后，煤层注水需要制定相应的安全措施。
在进行煤层注水作业时，必须加强瓦斯抽放和通风管理，确保煤层注水过程中不会引发火灾和瓦斯爆炸。
同时，注水过程中还需要进行水位监测和防渗漏处理，以防止因水位过高或渗漏而引发灾害。
总之，煤层注水是一项重要的煤矿作业，但也存在一定的安全风险。
为了保证煤层注水的安全和有效，必须严格按照相关规定和措施进行操作，加强水质管理与设备维护，制定详细的作业方案，加强管理与监测，并采取相应的安全措施。
只有做好这些工作，才能确保煤层注水的顺利进行，保障煤矿的安全生产。
煤体注水基本常识一、封孔器工作原理采用MF型摩擦式封孔器封孔：将封孔器与井下高压水连接，封孔器插入需注水的煤层孔内，打开水路安全阀，当封孔水压达到 1Mpa 以上时，靠高压水压力将封器的胶管膨胀后封孔，而后注水，注水完毕后，打开控制水阀，可将管内水放出 , 当封孔水压下降到 0.5Mpa 以下时，封孔器即可恢复原状，然后将封孔器抽出，完成注水工作。
（现在使用每根2米）二、注水参数<1>注水压力为10kg/cm2<2>注水流量须48小时均大于1L/min<3>注水量按以下公式,根据工作面长度计算:Q=K×M×Lj×L×ρ×δQ—工作面钻孔注水量,m3K—钻孔前方煤体湿润系数（1.1-1.3）M—开采厚度mLj—钻孔间距mL—工作面长度mρ—煤的密度t/m3δ—吨煤注水量0.02m3/ t<4>注水时间==注水量/注水流量<5>超前距离30米在实际注水前和注水中,在封孔深度符合要求的条件下,常把从煤帮在预定的湿润范围内出现均匀的出汗现象。
(从煤帮渗出水珠,作为煤体受到湿润的标志)三、动压注水：根据几十年来各国煤矿积累的防尘经验，煤矿防尘技术最主要的就是煤层注水。
煤层注水是井下最有效、最积极主动的防尘措施，是采煤工作面最重要的防尘措施之一，在采煤之前预先在煤层中打若干个钻孔，通过钻孔注入压力水，使其渗入煤体内部，增加煤的水分，从而减少煤层开采过程中煤尘的产生量。
注水减尘原理：1、煤体内的裂隙中存在着原生煤尘，水进入后，可将原生煤尘湿润并黏结，使其在破碎时失去飞扬能力，从而有效地消除这一尘源。
2、水进入煤体内部，并使之均匀湿润。
当煤体在开采中受到破碎时，绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细粒煤尘的飞扬，预防了浮尘的产生。
3、水进入煤体后使其塑性增强，脆性减弱，改变了煤的物理力学性质，当煤体因开采而破碎时，脆性破碎变为塑性变形，因而减少了煤尘的产量。
综采工作面煤层注水管理制度煤层注水技术是采煤工作中的一项重要环节，通过合理地管理和使用注水技术，可以提高采煤效率、改善煤矿工作面环境，减少事故发生率。
本文将针对综采工作面煤层注水管理制度进行详细介绍，包括管理流程、措施以及具体实施方案。
管理流程制定注水管理制度制定注水管理制度是注水工作的起点。
注水管理制度应明确注水工作的目的和方法、管理体系及人员职责。
同时还应规定注水的质量标准、检验方法以及惩罚措施等。
注水计划制定注水计划应根据矿井的实际情况制定。
在制订注水计划时，需要考虑以下几个方面：1.工作面的煤层结构及厚度；2.工作面的斜度及倾角；3.注水管道的布设及泵站的建设情况；4.工作面采煤机的规格及数量，煤层采掘方式等。
注水工作实施注水工作应根据注水计划进行实施。
注水过程中需要注意以下几点：1.注水泵站的设备运行状况要时刻监测，发现问题及时处理；2.注水管道的布设及连接处的设备要认真安装和维护；3.注水记录要详尽，包括注水时间、注水量、工作面的情况等；4.注水前要进行检查，确保注水管道畅通，泵站设备正常。
注水效果评估注水效果评估是注水工作的最终环节。
注水效果评估的主要内容有：1.检查注水管道是否有漏水现象；2.观察工作面的煤层裂隙情况；3.应用注水同位素技术检测注水效果；4.根据实际情况不断改进注水方案。
管理措施加强技术培训注水技术是一门专业技术，需要有一定的专业知识和技能才能掌握。
因此在注水工作中，需要建立起一套完善的技术培训机制，不断提高工作人员的技能水平。
同时，注水技术的不断创新也需要及时将最新的技术和理论传达给工作人员。
加强设施维护注水管道及泵站设备的安全性和可靠性是注水工作的保障。
因此，需要加强设施的日常维护保养，确保设施的正常运行。
同时，需要对设施进行定期检查，及时处理设施的问题，防止事故的发生。
严格管理制度执行煤层注水管理制度的执行情况直接关系到注水工作的顺利进行。
因此，需要对煤层注水管理制度进行严格的执行和监督，对制度中的违规行为进行必要的处罚，改进工作中存在的不足。
煤层注水工操作规程一、注水工作的目的和意义在煤矿开采过程中，为了防治煤与岩层的顶板和底板失稳，保护矿井的安全稳定和提高采煤效率，常常需要进行煤层注水工作。
煤层注水是指将水注入煤层内部，使其与岩层产生隔离效果，以达到控制采空区压力、确保矿井安全和提高采煤效能的目的。
注水工作是煤矿生产中重要的一项工作，对于确保矿井安全和提高采煤效率具有重要的意义。
二、注水工作的原则和要求1. 安全第一：注水工作必须以安全为前提，一切工作都要遵循安全操作规程，确保人员和设备的安全。
2. 质量第一：注水质量应符合要求，注水井的施工质量要达到设计要求，注水管道的安装要牢固可靠。
3. 节能减排：注水工作要采用节能、环保的方式进行，降低能耗和污染排放。
4. 高效率：注水工作要合理安排计划，提高工作效率，确保注水工作的顺利进行。
三、注水设备和工具的选择与保养1. 注水设备的选择：应根据煤层的特点和工作需求，选择适合的注水设备，如注水井、注水管道、注水泵等。
2. 注水工具的选择：注水工作中使用的工具应符合安全和质量要求，保证其正常使用和操作。
四、注水井的施工和维护1. 注水井的选择：注水井的位置应合理选择，考虑井口周围的地质条件和矿井结构，确保注水的效果。
2. 注水井的施工：注水井的施工应按照设计要求进行，注水井的质量需要符合国家标准，并严格落实工程质量检查和验收制度。
3. 注水井的维护：注水井在使用过程中，需要定期进行巡视和维护，确保井壁的完整性和井筒的畅通。
五、注水管道的安装和维护1. 注水管道的选择：注水管道的材质应符合要求，耐腐蚀、耐压力、耐磨损，确保长期使用的稳定性和可靠性。
2. 注水管道的安装：注水管道的安装应按照设计要求进行，安装过程中要注意管道的固定和密封，确保注水通畅。
3. 注水管道的维护：注水管道使用中出现漏水、堵塞等情况时，应及时进行维修和保养，确保正常使用。
六、注水泵的操作和维护1. 注水泵的操作：注水泵在使用过程中，要注意操作规程，确保安全、稳定、高效地进行注水工作。
煤矿常用的防尘方法——煤层注水随着煤矿机械化水平的不断提高，井下工作面所产生的煤尘也越来越大，煤尘作为煤矿五大灾害之一，不仅危害作业人员的身心健康，还可引发煤尘爆炸，严重威胁矿井的安全生产，在煤矿安全生产中产生巨大的危险。
煤层注水是常用的煤矿防尘方法之一。
煤层注水是指用水将煤体提前湿润继而达到减尘的方法，即：在采煤工作面采煤之前，在煤层上进行钻孔，将压力水通过钻孔注入煤体中，由于压力水在煤体内部的深入增加了煤层水分从而减少产尘量；或者在采空区及巷道中灌入水，依靠自重及毛细管作用让水渗入煤体减尘的方法。
煤层注水方法已经在我国煤矿中得到了推广。
关于预湿煤体防尘的机理，一般认为有如下几点：（1）水自身的运动过程水通过自身动力学和物理化学过程的相互综合达到湿润煤层的目的。
（2）煤体内微小部分都可以被水包裹当煤体中的裂隙和层理被水浸润后，水会随之浸入极其微小的孔隙内部，整个煤体就被水较好地包裹起来。
开采煤层时产生的绝大部分破碎面都充满着水，由此可以减少煤尘的飞扬。
（3）水的综合受力注水压力、毛细管力和重力为水的动力，煤层裂隙面的阻力、孔隙通路的阻力和煤层的瓦斯压力为水的阻力。
（4）改变煤体的物理化学性质从而减尘将压力水注入煤体内部，煤的水分和尘粒间的黏着力会增加，煤的强度和脆性会降低，塑性会增加，采煤时产生的煤尘会减少；煤体中原生细尘将会被黏结为较大的尘粒，飞扬能力被降低。
相关研究表面，当浸润的水分增值达到1%时，降尘率可以到50%以上。
国内外的研究与实践证明，煤层注水除了具有降低采煤工作面粉尘浓度作用外，对于提高瓦斯抽放效率、预防顶板冲击来压、预报煤与瓦斯突出以及预防煤的自然发火（添加阻化剂）等均有明显效果。
煤层注水降尘率达60%-90%，但除尘效率较低，耗水量较大，容易恶化工作面环境。
建议煤矿采用徐州博泰研发的泡沫除尘技术。
泡沫除尘是以高压空气促使发泡剂产生无空隙湿润泡沫体覆盖尘源，使刚产生的粉尘得以浸润、附着、沉积，失去飞扬能力，整体除尘效果好，一般可达90%以上，尤其对5mm以下的呼吸性粉尘，除尘率可达80%以上。
煤层注水防尘措施
煤层注水是减少采煤工作面粉尘产生的最根本，最有效的措施。
煤层注水就是通过煤层中的钻孔将水压入尚未采落的煤体中，使水均匀地分布在煤体的无数细微裂隙内达到预先湿润的目的，从而减少开采过程中煤尘生成量。
这是回采工作面积极有效的防尘措施。
通过煤层注水一般除尘率可达60%——80%，可将总粉尘浓度减少75%——85%，呼吸性粉尘浓度减少65%以上。
根据《煤矿安全规程》要求和本矿井煤层开采的实际情况，本矿煤层开采需要煤层注水。
根据巷道和采煤方法，结合煤层赋存特征，回采工作面煤层注水采用工作面超前动压注水工艺，选用较先进的深孔煤层采前注水方式。
采用单向钻孔布置，即在工作面回风顺槽中平行于工作面向煤体打长孔注水，钻孔沿煤层均匀布置，钻孔布置在巷道中距底板1.4m左右，钻孔直径65mm，钻孔长度50m，钻孔间距20m，钻孔角度与煤层角度基本一致，使钻孔始终保持在煤层内，封孔深度为2——10m，封孔方式选用水泥砂浆封孔方式，选用SLB-II型水泥砂浆泵封孔，流量0.5m3/h，压力1.0MPa，按照注水方式又可分为静压注水和动压注水，根据本矿煤层注水钻孔较大，注水压力较大，选用动压注水方式，煤体注水后，煤体水分可达到4%左右，最终取得湿润均匀的良好防尘效果。
煤层注水防尘措施
赤峰宝山能源（集团）铁东煤业有限责任公司。
煤层注水工安全生产责任制煤层注水工是煤矿生产中的一项重要工作，其任务是通过水力压裂等方法将水注入煤层，以实现煤层的润湿、降尘和防灭火等目的。
煤层注水工作对煤矿生产的安全稳定至关重要，因此必须建立健全的煤层注水工安全生产责任制。
一、煤层注水工作的重要性煤层注水工作对煤矿生产的安全和环保起着重要作用。
首先，煤层注水可以降低煤层的地应力，减少岩爆事故的发生；其次，煤层注水可以降低煤尘的沉降速度，减少煤矿井下的粉尘浓度，提高作业人员的工作环境；再者，煤层注水还能够起到防灭火的作用，提高煤緣泛安全性。
二、煤层注水工安全生产责任制的基本原则煤层注水工安全生产责任制的建立应遵循以下原则：1.安全第一原则：确保注水工作的安全措施得到有效落实，确保煤矿生产的安全稳定。
2.预防为主原则：通过加强注水工作的技术管理和安全培训等措施，预防事故的发生，降低事故风险。
3.全员参与原则：注水工作涉及煤矿生产的各个环节，需要各个部门和人员共同参与，共同负责。
4.科学管理原则：通过建立科学的管理体系，确保煤层注水工作能够有序进行，提高工作效率。
三、煤层注水工安全生产责任制的主要内容1.煤层注水工作的责任主体煤层注水工作的责任主体包括煤层注水工的岗位责任人和相关部门的领导。
（1）注水工的岗位责任人负责组织实施煤层注水工作，并对工作过程中的安全风险进行评估和控制，确保工作的安全进行。
（2）相关部门的领导负责制定注水工作的安全制度和操作规程，指导注水工作的开展，并负责对注水工作的安全管理。
2.煤层注水工作的安全管理要求（1）制定科学的注水工作方案，并经过审批后执行。
（2）建立注水工作的安全管理制度，包括安全生产责任制、安全工作制度、安全教育培训制度等。
（3）落实注水工作的安全防护措施，包括个体防护装备的配备和使用、通风设备的维护和管理等。
（4）建立注水工作的安全检查和监督制度，定期进行安全检查，及时发现和处理安全隐患。
3.煤层注水工作的安全培训要求（1）加强煤层注水工作的安全培训，提高员工的安全意识和技能水平。
煤层注水知识点(煤层注水很重要)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ短孔注水（分段注水）知识点1、煤层注水力学特性(１)水力学特性分析对煤层的注水效应主要取决于煤体对水的渗透特性，煤体对水所遵循的渗透系数规律为：K=a ｅxp（-bΘ＋cp)式中：K——渗透系数,ｍ／d；Θ——体积应力,Θ=σx+σy+σz,Mpa；Ｐ——孔隙压,Ｍｐa；a、ｂ、c——拟合常数。
由上式可以看出，煤体的渗透系数受孔隙压与体积应力影响十分显著，说明煤层注水对煤体的渗透性影响及改性主要取决于注水压力与煤的实际赋存深度。
（２)水对煤层力学特性的影响煤样在饱和含水以后，其强度和弹性模量均有不同程度的降低，下降幅度基本符合以下关系式：=a-ｂW c E=ａ/Ｗc-b E=a-bpσｃ式中:σc——单轴抗压强度,Ｍpa；W c——煤体饱和含水率,%；E——弹性模量,Mpａ;P——孔隙水压,Mpa；ａ、b——拟合常数。
由上式可以看出,煤层注水可以软化煤体、增加煤体塑性，有效降低由于应变能突然释放导致的各类煤矿事故。
2、煤层注水防治煤尘煤是孔隙裂隙双重介质，当水通过裂隙进入孔隙并吸附在孔隙表面时，表现为三方面的降尘作用:（1）湿润了煤体内的原生煤尘。
煤体内各类裂隙中都存在着原生煤尘，随煤体的破碎而飞扬于矿井空气中。
水进入裂隙后,可使其中的原生煤尘在煤体破碎前预先湿润,使其失去飞扬的能力,从而有效地消除了这一尘源。
(2)有效地包裹了煤体的每一个部分。
水进入煤体各类裂隙、孔隙之中，不仅在较大的构造裂隙、层理、节理中有水存在，而且在极细微的孔隙中都有水注入，甚至在1μｍ以下的微孔隙中充满了毛细水，使整个煤体有效地被水所包裹起来。
当煤体在开采中受到破碎时，因为水的存在消除了细粒煤尘的飞扬，即使煤体破碎得极细，渗入细微孔隙的水也能使之都预先湿润,达到预防浮游煤尘产生的目的。
（3)改变了煤体的物理力学性质。
水进入煤体后，湿润的煤炭塑性增强,脆性减弱。
当煤炭受外力作用时,许多脆性破碎变为塑性形变，因而大量减少了煤炭破碎为尘粒的可能性，降低了煤尘的产生量。
3、尘流中尘粒间的作用力分析尘粒有黏附于其他粒子或其他物质表面的特性,附着力有3种:范德华力、静电力和液体桥联力。
（1)范德华力F M范德华力由原子核周围的电子云涨落引起，是一种短程力，但其作用范围大于化学键，根据伦敦—范德华微观理论，在两颗球粒之间,范德华力Ｆ表达式Ｍ为:ＦM = - [ AR1R2／6ｈ2(R1+ Ｒ2) ]式中，h——为两尘粒间距;,R2——为尘粒半径；Ｒ１A——为哈马克常数(Ｈａmakeｒ）。
(2）静电力Fe①电位差引起的静电力Ｆe1由于离子或电子吸附，煤尘之间或尘粒与物体之间的摩擦,使尘粒带有电荷。
其带电量和电荷极性与工艺过程环境条件及其接触物的电介常数有关。
两导电尘粒相接近时，由于彼此的功函不同而导致电子转移，平衡后产生接触电位差( Ｕ),其大小随煤尘的成分、粒度、表面状况变化，半径为r的导电球颗粒相互接近时因电位差而相互吸引，其作用力Ｆe1为:Fe1= ε０π( U2Ｒ) / ａ2式中，ε0——为气体的介电常数;a——为两球形离子表面间距离;Ｒ——为球形尘粒半径；U ——为尘粒间接触电位差。
②尘粒间库仑力Fe2当两尘粒带电量分别为q1 和q2 时，其库仑力为：Ｆe2=[ q1q2/ 4πε0( R1+R2+a)2]（３）液体桥联力ＦＬ液体桥联力主要由液桥曲面产生的毛细压力和表面张力引起的附着力组成，其表达式为：FＬ= 2πRσ{ ｓin（α+θ) sinα+R/ 2[ ( 1/ｒ1) －( 1/ r 2) ] siｎ2α} 式中,α——为气体界面张力;其余符号如图1 所示。
尘粒间的上述 3 种附着力都有促进尘粒相互吸引、吸附并凝聚成大颗粒的作用，且这３种力都随尘粒半径的增大呈线形增大的关系，但在干燥尘流和湿润尘流中起主导作用的作用力不同，干燥情况下,尘粒间不存在液桥力，起主导作用的是范德华力，而在湿润情况下,液桥力起主导作用，并且液桥力比其他作用力大得多。
表１为一定条件下，尘粒间作用力与自身质量的分析结果。
因此，在一定条件下,可以加速尘粒间的相互凝聚,形成较大颗粒的尘粒,随着尘粒颗粒的增大，其沉降速度加快，有利于煤尘灾害的治理。
4、煤体湿润特性分析（1）煤尘湿润特性煤层注水过程中,水不断改变煤体自身的物理力学结构和性质，从大裂隙通道中不断压裂贯通封闭状态的孔隙进入煤体，直至渗入细微孔隙中，这一过程大致分为进水过程、贮水过程和吸附水过程3 个阶段。
根据Ｙounｇ方程γsg＝γsl+γlgｃｏsθ——为气固界面能；式中，γｓgγlg——为液体表面自由能;γsｌ——为固液界面自由能。
θ为液体对固体的接触角,是气、固、液３相交界点沿液滴表面引出的切线与固体表面的夹角，在水煤体系中常称为湿润边角，如图2所示。
范德华力使煤尘表面有吸附气体、蒸汽和液体的能力。
尘粒颗粒越细，比表面积越大,单位质量煤尘表面吸附的气体和蒸气的量越多。
单位质量煤尘粒子表面吸附水蒸汽量可衡量煤尘的吸湿性。
当液滴与尘粒表面接触,除存在液滴与尘粒表面吸附力外,液滴尚存在自身的凝聚力,两种力量平衡时，液滴表面与煤尘表面间形成湿润角,表征煤尘的湿润能力。
如图3 所示。
水对煤的湿润边角是反映水分子与煤分子之间吸引力的大小。
根据湿润边角可以确定煤体表面湿润的难易和毛细作用的大小。
煤层的湿润能力表现在煤体孔隙对水的毛细作用大小和水对细粒煤尘的粘合能力强弱，其决定于水对煤的湿润边角和水的表面张力系数。
在相同的表面张力系数条件下,湿润边角θ< 9０0时，水容易在煤体表面铺展，煤体易于湿润,属易湿润煤体,θ越小，毛细作用力则越大,增强了注水动力，煤体的湿润能力越强;反之,θ≥900时,水难于在煤体表面铺展,煤体不易湿润,θ越大,煤体的湿润能力越差。
当水进入煤体裂隙后,在湿润边角较小的煤层中,水易于湿润裂隙中的原生煤尘;反之,则难于湿润。
5、煤层注水降尘机理通过对尘流中单个尘粒的运动特性和尘粒间作用力的分析,煤层注水治理煤尘灾害体现在3 个方面：( １)湿润煤尘间主作用力是液体桥联力,而液体桥联力促使湿润尘流中的尘粒凝聚变大，沉降速度加快，并使开采过程中大量减少或基本消除浮游煤尘的产生,且经过注水预先湿润的煤炭,在整个矿井生产流程中具有连续防尘作用。
( 2) 煤体内部各类裂隙中存在原生煤尘,它们随煤体破碎而飞扬于空气中。
水进入煤体各类裂隙、空隙和层理之中,一方面可将其中的原生煤尘在煤体未破碎前预先湿润,使其失去飞扬能力,从而有效消除尘源。
另外,在极其微小的孔隙内部也有水注入,甚至在１μm以下的微孔隙中也充满了毛细水,这样就使整个煤体有效地被水包裹起来。
当煤体破碎时,因绝大多数破碎面均有水存在，从而消除了细微煤尘的飞扬,渗入细微孔隙的水能够预防浮游煤尘的产生。
( 3) 改变了煤体的物理力学性质。
水进入煤体后，能使煤体塑性增强，脆性减弱,降低了煤体的内聚力和内摩擦角,减小了煤体的应力集中。
当煤体受到外力作用时，许多脆性破碎变为塑性变形，大量减少了煤体破碎为尘粒的可能性。
6、毛细管力毛细管力:在很窄的孔隙中或毛细管中,气体很容易凝集，此称毛细管现象。
对于两个很靠近的表面,气体也会在其中凝聚，如果凝聚的液体与表面有较好的润湿性(接触角<900),两表面相距为某一临界距离时，会产生液相桥而将两表面沾在一起。
毛细管力是一种比较大的表面力，一些很细的粉体,在干燥环境中能自由地相对滑动，表现出很好的流动性，一旦环境湿度较大，粉体表面吸附水气并产生毛细力，它们立即粘结成块。
7、水在媒体中的运动过程（１)液态水在煤体中的运动过程液态水在外力作用下注入煤孔隙时，水在煤层裂隙、孔隙中运动的动力主要有两种，一是孔口的注水压力,是外在动力；另一种是煤层中裂隙、孔隙对水的毛细作用力,是内在动力。
两种动力矢量和即为注水的动力。
煤层孔隙的毛细作用力则取决于孔隙的直径、水的表面张力、水对煤的润湿边角。
注水实验，水从大孔裂隙通道中进入煤体,直至渗入细微孔隙中,大致分为三个过程。
1）进水过程压力水初始沿煤体原生连通裂隙通道进入煤体，是一个克服煤体内部阻力的过程。
处于原始状态的煤层,原生裂隙通道只占全部裂隙的极少部分，连通的通道更少。
因此初始注水时,煤层出现明显的不进水现象，注水存在一临界压力值P。
2）贮水过程进水的煤体随注水压力的增高，煤体裂隙系统通道网在水的压力作用下,逐渐扩大丰富。
压力水不断进入煤体，并在通道孔裂隙中滞留,这是注水渗流润湿的主要过程,煤体最终达到均匀润湿所吸收的就是这部分水。
可以认为，煤体大孔隙通道中的贮水即为煤体最终润湿所需水分的主要部分。
随进水程度增大,煤层水分趋于饱和，进水程度大大减弱。
据此，煤层的贮水过程包括两个阶段,即为非弹性贮水和弹性贮水阶段。
3）吸附水过程在水沿渗流系统通道流动的同时,各类细微孔裂隙(孔隙直径小于10 ｎm）内表面被润湿或经扩散吸附渗流通道的水，形成润湿吸附水过程，润湿过程主要受控于毛细作用力,吸附过程与分子间作用力有关。
在细微孔隙中，注水压力传递到这些孔道时已基本消耗尽，而毛细作用力相对增大。
(2)煤体润湿过程煤体润湿包括沾湿、浸湿和铺展过程。
煤体沾湿是指液体与煤体从不接触到接触,变液-气界面和固－气界面为固-液界面的过程,见图3－3。
假设形成的接触面积为单位值，此过程中体系自由能降低值（−ΔG）应为:−ΔG =γsg+γlg−γｓl=W a式中:γsg——为气-固界面自由能；γlg——为液体表面自由能；γsl——为固-液界面自由能。
W a称为粘附功，是沾湿过程体系对外所能做的最大功,也是将接触的固体和液体自交界处拉开,外界所需做的最小功。
W ａ越大,固-液结合越牢,越易润湿。
这一过程主要发生在注水的进水过程中。
浸湿是指固体浸入液体的过程。
此过程的实质是固-气界面为固-液界面所代替,而液体表面在此过程中并无变化，见图3-4。
在浸湿面积为单位值时,此过程的自由能降低值为:−ΔG =γsg−γsl=W i式中:Ｗi为浸润功,它反映液体在固体表面上取代气体的能力；W i是浸润过程能否自动进行的判断依据。
浸湿过程主要发生在贮水过程阶段。
铺展过程的实质是以固-液界面代替气-固界面的同时还扩展了气-液界面，见图3-５。
当铺展面积为单位值时体系自由能降低为：−ΔG ＝γｓg−γsｌ−γlg＝S式中:S——为铺展系数。
在恒温恒压下，S>0时液体可以在固体表面自动展开。
连续地从固体表面上取代气体，只要用量足够，液体将会自行铺满固体表面。
由式−ΔG ＝γsｇ−γｓ=W i和−ΔＧ=γｓg−γsl−γlg=S可得S＝Wｉ−γｌg，说明若要铺展系数S大于l0，则Ｗｉ必须大于γlg。
