露天煤矿生产性粉尘污染普遍严重,严重危害生产人员身体健康,加快矿山机械磨损,对矿山安全与生产效率构成潜在危害。我国新疆大南湖露天煤矿多处于火烧岩分布区域,垂直方向上岩石呈层结性赋存结构,每层岩石理化性质差异较大。采用抑尘剂注水预湿是露天煤矿工作面治理粉尘的有效方法,不同岩层之间的岩性差异对抑尘剂的选择带来现实困难。本文基于原岩注水预湿减尘方法,以改善原岩理化性质为出发点,针对火烧区露天矿层结性原岩进行适用性注水抑尘剂研究。分别对层结性原岩样品的化学基团、微观形貌及接触角等理化性质进行测定,分析影响岩样润湿性的主要因素;选用十五种表面活性剂,以接触角、表面张力及渗透时间为测试指标,优选确定四种单体表面活性剂作为注水抑尘剂单组份;采用正交试验方法进行复配,以注水抑尘剂在岩样表面的接触角、注水抑尘剂的表面张力及在岩样中渗透时间为测试指标,最终确定注水抑尘剂最佳配方;并采用Fluent软件对层结性原岩进行钻孔抑尘剂注水预湿数值模拟,最终确定流速、压力等抑尘剂注水最佳工艺参数。按照新疆大南湖二矿工作面层结性原岩的颜色显著差异,对六层原岩开展研究。FTIR测试结果表明四种原岩样品均分别在1520cm-1、792cm-1出现了明显的特征峰,说明均含有芳环、芳香烃等疏水性物质,佐证了原岩注水需添加润湿性抑尘剂的必要性。扫描电镜细观得出岩尘表面颗粒大小不均匀,形状不规则且表面形貌粗糙,导致岩尘润湿性较差注水扩散困难。注水抑尘剂单组份筛选实验结果显示十五种表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）集中在0.05%-0.15%;同一表面活性剂对不同岩样的润湿速度变化趋势相同,但润湿能力;优选阴离子型快渗T、非离子型OP乳化剂、两性LAD-40及LAB-35作为复配单组份;同时发现表面活性剂可以有效提高岩尘润湿性,主要原因是其具有两亲性,可以使溶液和空气的接触面减小,导致溶液表面张力下降,提高岩尘的润湿性。正交试验以接触角、表面张力和渗透时间为指标,确定注水抑尘剂最佳配方为0.15%OP乳化剂、0.10%快渗T、0.15%LAD-40、0.10%LAB-35。层结性原岩注水模拟实验中,分别模拟使用注水抑尘剂和水、改变注水速度、改变注水压力的效果,结果表明注水抑尘剂表现优于水。随着注水速度和压力的增大,可以有效缩短额定渗透范围的所需注水时间;数值模拟最终确定最佳注水速度是6m/s,最佳注水压力是4MPa。该论文有图28幅,表16个,参考文献87篇。