为提高二氧化碳相变爆破致裂增透高瓦斯煤层的效果,以高河矿E2307工作面为工程背景,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,从煤体性质和爆破参数两方面研究了影响二氧化碳相变爆破预裂增透高瓦斯煤层效果的主要影响因素,优化了充装量、爆破压力、致裂孔间距等二氧化碳相变爆破参数,取得主要成果如下:(1)分析了E2307工作面现有相变爆破方案的效果。爆破后瓦斯抽采平均浓度增幅为12.1%;抽采纯量增幅为17.9%;瓦斯抽采浓度和纯量的增幅较小,致裂效果较差,需进一步对爆破增透方案进行优化。(2)研究了液态二氧化碳相变爆破的爆破能量和应力波衰减规律。基于相变爆破的热力学特性,相变爆破的能量与爆破压力、充装量呈正相关;二氧化碳爆破产生的应力波的冲击压力随距离指数级递减;双孔同时起爆产生的应力波在临近致裂孔间出现应力叠加现象,致裂孔间应力波强度大于单孔起爆。(3)分析了二氧化碳相变爆破效果的主要影响因素及其影响规律。采用数值模拟和正交试验方法,从煤体性质和爆破参数两方面,研究了煤体弹性模量、泊松比、抗压强度和充装量、爆破压力、致裂孔间距等对煤体致裂效果的影响规律和敏感程度,其中煤体抗压强度和致裂孔间距对相变爆破致裂煤体影响显著。(4)优化了E2307工作面预裂爆破相关参数。通过数值模拟对二氧化碳相变爆破的参数进行优化,提出液态二氧化碳爆破致裂增透优化方案。相比原方案,相邻致裂孔的裂隙发育范围由相距3.1 m左右变为出现贯通裂隙,瓦斯抽采浓度的增幅由12.1%提高到58.8%,抽采纯量的增幅由17.9%提高到68.7%。优化方案取得了理想的致裂效果。该论文有图63幅,表22个,参考文献86篇。