安文博，王来贵，陈 鹤，刘向峰，李喜林，陈 强

(1.辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新 123000；2. 辽宁工程技术大学 土木工程学院，辽宁 阜新 123000)

0 引言

煤炭作为我国主导能源，在我国能源消费构成中长期占70%左右[1]。在煤炭开采过程中，由于我国煤层具有渗透性低、结构致密的特点，往往受到瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯中毒窒息等多种灾害的困扰，瓦斯已成为我国煤炭安全开采的重大隐患，随着开采深度持续增加，煤炭开采灾害防治难度逐渐增大，如果不提前采取对策，我国煤炭开采甚至能源安全将会面临严重挑战[2]。

为了改善我国煤层的特点，以提高煤层渗透性，减少煤层冲击性，防止瓦斯事故的发生，近年来，一些学者[3-6]采用物理手段(如密集钻孔、超前排放钻孔、深孔预裂爆破、浅孔松动爆破、预抽瓦斯等)对煤层骨架结构进行改造，这些手段不仅在理论上取得了不同程度的突破，也在工程实际上取得了初步成功，但这些手段存在操作复杂、成本较高、容易发生二次坍塌、巷道掘进速度低等缺点。因此，寻求一种不破坏煤层骨架结构的安全生产方法尤为重要。

煤层注水的方式改性煤体对预防煤与瓦斯突出，降低采空区、工作面的瓦斯浓度起到一定作用，但我国大多数煤的表面张力低于水的表面张力，水对煤的润湿角大约在60～100°左右，水很难在煤的表面铺展，煤层难以达到均匀润湿[7]。

基于煤层注水这一研究思路，很多学者[8-10]采用煤层注酸、碱……