由煤體的結(jié)構(gòu)特性分析知，與巖石相比煤體是由孔隙、裂隙及節(jié)理等錯(cuò)綜復(fù)雜結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)不連續(xù)體，煤內(nèi)部含有更加豐富的孔裂隙結(jié)構(gòu)，這些孔裂隙結(jié)構(gòu)生成過(guò)程中孔裂隙內(nèi)部存有原生礦物、煤屑，孔裂隙表面會(huì)附著著粉塵，這些粉塵被稱為“原生粉塵”，往往孔裂隙越發(fā)育，原生粉塵越多。這部分粉塵在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，在采掘機(jī)械的攪動(dòng)和風(fēng)流的擾動(dòng)下，會(huì)形成飛揚(yáng)的粉塵污染作業(yè)環(huán)境這是采掘活動(dòng)產(chǎn)塵主要來(lái)源之一。

此外，采煤機(jī)割煤作業(yè)過(guò)程中，采掘機(jī)械截齒接觸擠壓煤體表面，在接觸部分形成較高壓應(yīng)力并向煤體內(nèi)部傳遞。煤是一種脆性材料，隨著承受壓應(yīng)力的增大會(huì)發(fā)生變形破壞，形成壓碎區(qū)。采掘機(jī)械截割齒侵入初期壓碎區(qū)體積較小，這部分已經(jīng)破碎的煤體隨截齒的移動(dòng)被持續(xù)壓縮、積蓄能量，進(jìn)而形成高密度粉化核。高密度粉化核能夠?qū)⒛芰考皯?yīng)力傳遞至周圍煤體，導(dǎo)致周圍煤體的破碎、粉化，粉化核體積擴(kuò)展。隨著煤體破落形成新的與空氣接觸的自由面，粉化核的應(yīng)力約束解除，聚集的能量被突然釋放，粉化核被拋出，粉化核內(nèi)的粉塵在氣流的擾動(dòng)下，飛揚(yáng)擴(kuò)散于空氣之中，這是采掘活動(dòng)中最主要的粉塵來(lái)源。

煤層注水通過(guò)鉆孔將水通過(guò)一定的壓力輸送到煤體的孔隙、裂隙及節(jié)理中，此時(shí)一部分水通過(guò)吸附作用進(jìn)入更細(xì)微的孔隙中，而剩余的水則儲(chǔ)存在這些空間內(nèi)。此過(guò)程中，水分通過(guò)吸附或者粘結(jié)作用存在于煤體孔隙、裂隙表面，潤(rùn)濕存在于孔隙、裂隙中的原生粉塵，原生粉塵在潤(rùn)濕作用下發(fā)生粘結(jié)和增重，失去飛揚(yáng)能力，這是煤體潤(rùn)濕粉塵減少的主要原因之一。往往水分含量越高，煤體潤(rùn)濕效果越好，原生粉塵減少幅度越大。

煤層注水除了能夠減少煤中存在的原生粉塵外，還能夠減少開(kāi)采過(guò)程中的產(chǎn)塵。這主要是由于煤體吸水后煤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，煤體的微觀結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，煤體吸水后強(qiáng)度和脆性降低，塑性增加，煤體強(qiáng)度及對(duì)外加能量的儲(chǔ)存能力降低，煤體更容易被破壞，從而也就導(dǎo)致了采掘機(jī)械作業(yè)過(guò)程中煤體高密度粉化核的減小，從而減少破碎過(guò)程中的粉塵產(chǎn)生。

除潤(rùn)濕原生粉塵和減小破碎過(guò)程中的高密度粉化核外，煤層注水對(duì)于粉塵產(chǎn)生的抑制作用還表現(xiàn)在其破碎過(guò)程中的潤(rùn)濕作用。由煤層注水液體流動(dòng)與潤(rùn)濕過(guò)程分析可知，隨著注水壓力的增大，水不斷進(jìn)入煤體內(nèi)部，并在煤體內(nèi)部的裂隙通道內(nèi)滯留，煤層的貯水包括非彈性貯水和彈性貯水兩種情況。煤炭開(kāi)采的過(guò)程中煤體受到擠壓破碎，破碎過(guò)程中儲(chǔ)存在裂隙及節(jié)理中的水分與煤體充分?jǐn)噭?dòng)混合，對(duì)破碎的煤炭進(jìn)行潤(rùn)濕并對(duì)細(xì)微的粉塵顆粒進(jìn)行粘結(jié)和潤(rùn)濕增重，從而減少開(kāi)采過(guò)程中粉塵產(chǎn)生及飛揚(yáng)。

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參考文獻(xiàn)：

[1]鄭磊.難注水煤層水力逾裂增滲潤(rùn)濕抑塵機(jī)理與工程應(yīng)用[D].重慶大學(xué),2022.