煤体结构特性研究
煤体的裂隙性和多孔性是煤层注水的先决条件，注入煤层的水主要是通过裂隙和孔隙进入煤体。煤体内的裂隙分为内生裂隙、外生裂隙和次生裂隙 。孔隙按孔径的大小分为微孔、过渡孔、半大孔、大孔和可见孔。一般裂隙。一般裂隙比孔隙的透水性强得多。
近年来部分学者采用双重孔隙介质理论及模型来描述煤体的裂隙性和多孔性，为煤层注水的理论研究提供了新的途径。该理论认为，煤体多孔介质的每一代表性体积单元中，同时存在裂缝孔隙和基质孔隙，并且认为裂缝是流体的主要流动通道，其孔隙度小且渗透性高；基质孔隙是流体的主要储存空问，孔隙度高且渗透性低。
煤层注水泵的运动学研究
水在煤层裂隙、孔隙中的运动动力有3种，即：孔口的注水压力；煤层中裂隙、孔隙对水的毛细作用力；瓦斯压力。 对于某一煤层孔隙而言，作用于孔隙两端的总压力差为3种力之和。首先，压力水沿大裂隙以较快的速度流动，水在煤体中的这一运动过程称为压力渗流；当水由大的裂隙进入微小孔隙时，外部的注水压力基本消失，此时毛细力及润湿等将起主导作用，故称自然渗流。
煤层注水润湿理论研究
润湿是指固体表面上的气体被一种液体取代过程中所表现的性质，水对煤体孔、裂隙表面的润湿实质上是水溶液取代煤体裂隙、孔隙固体表面气相的过程。润湿的类型有3种：即：铺展润湿型、浸渍润湿型和粘附润湿型。在一定的温度和压力下，润湿的过程可以用润湿过程吉布斯函数的改变量来衡量，吉布斯函数减少得越多，则越容易润湿。只要知道液体、固体表面张力及液固界面张力，就可以判断润湿过程的难易，但是目前无法准确测量固、液表面张力，因此液体对固体润湿效果的好坏，可以通过接触角的大小来确定；液体在试样表面的接触角可以通过快速照相法测定。
