随着浅层煤炭资源的持续开采殆尽，煤炭资源的开采逐渐向深部发展。随着开采深度的增加，煤层的地应力和瓦斯压力逐渐增加，瓦斯灾害也愈发严重。如何有效地提高煤岩体渗透性，实现煤与瓦斯的安全高效共采至今仍是难题。本论文以流体致裂增渗煤岩体机理作为研究对象，运用理论分析、室内试验与现场试验等手段，系统性地研究了流体对煤岩体的致裂增渗理论与应用，基于弹性力学、断裂力学和应力波传播，分析了流体致裂煤岩的机理；基于煤矿现场工作面地应力分布规律，考虑地应力及采动加卸载对煤层的影响，深入研究了含水率对原煤力学特性与渗流规律的影响，并进行了煤矿井下液态二氧化碳致裂现场试验，分析了该类致裂方法的有效影响半径和时效特性；经过液态二氧化碳相变致裂，提高了含瓦斯煤层的透气性，利用概念模型讨论了液态二氧化碳相变致裂的机理；进行了煤矿井下水力压裂现场试验，对不同地质条件区域的流体压力、注入速率和压裂后的围岩巷道变形情况和煤层瓦斯抽采情况进行了研究，分析了地质因素和煤岩物理力学性质对水力压裂效果的影响规律。论文得到的主要研究结论如下：
　　①准静态和动载荷高压流体致裂煤岩的起裂机理差异较大，准静态高压流体致裂主要通过流体产生的高压改变钻孔壁的应力状态，导致煤岩体拉伸或剪切破裂；而动载荷高压流体致裂主要通过超高压流体冲击煤岩，导致煤岩体压缩破裂和应力波传播引起的拉伸破裂。通过钻孔壁的应力状态分析发现，准静态高压流体致裂煤岩中，由于煤岩的抗拉强度远小于其三轴抗压强度，所以在起裂过程中，产生剪切破裂的应力状态要求较为苛刻，煤岩更倾向于发生拉伸破裂。
　　②无论是准静态还是动载荷条件下，在煤岩起裂后，裂缝的扩展用断裂力学进行分析，裂缝的扩展受裂尖的应力状态控制，当裂尖只受拉应力影响时，裂缝以I型裂缝的形式扩展，当裂尖既受剪应力又受拉应力的影响时，裂缝以II型裂缝或I-II复合型裂缝的形式扩展；人工裂缝和天然裂隙的互相作用主要受天然裂缝的渗透性和其应力状态控制，天然裂隙需要有足够的渗透性，为流体侵入、改变其原始应力状态创造条件，流体压力对天然裂隙应力状态的改变必须达到其扩展所需要的条件，否则人工裂缝将会直接穿过天然裂隙。
　　③随着含水率的增大，原煤摩尔应力圆圆心左移，其极限强度、峰值应变均逐渐降低。煤层破坏时峰值强度、峰值轴向应变均与含水率呈二次多项式关系。随着峰后循环加卸载围压次数的增加，加卸载围压后原煤径向应变减小量和增加量均逐渐降低。峰后加卸载围压过程中，原煤渗透率随着围压的加载逐渐降低，随着围压的卸载逐渐增大，原煤渗透率随轴向应变的增大呈波浪形增加，且每次加卸载围压后渗透率比前一次加卸载围压后渗透率增大。峰后加卸载围压过程中，原煤渗透率与有效应力服从指数函数分布；渗透率随着有效应力的增加呈指数函数降低，渗透率随着有效应力的降低呈指数函数增大。
　　④在煤矿现场液态二氧化碳相变致裂过程中，设计了观测孔及压裂孔的不同孔间距。通过比较瓦斯纯流量的变化，确定了该矿致裂有效影响半径为8m。致裂两周后观察孔瓦斯纯流量无明显下降，与致裂前数据相比，煤层瓦斯纯流量增加了0.82-1.90(平均1.17)倍。低渗透煤层普遍存在煤层瓦斯纯流量急剧下降的现象，瓦斯纯流量相对较高可以保证瓦斯抽采的实际效果；增透半径与增透时间有着密切的联系，两者呈线性负相关的关系，该关系式能够对煤层后续致裂孔与抽采孔布置方案的优化提供依据。
　　⑤提出了一种二氧化碳相变致裂的概念模型，用以阐明致裂后复杂裂缝的形成和液态二氧化碳致裂后对瓦斯的驱替作用。这两种作用都有利于增强瓦斯抽采，并缩短煤层高瓦斯抽采时间。当煤层厚度和地质条件发生变化时，可通过调整压裂孔内压裂管的数量、压裂方向和钻孔布置，进一步优化瓦斯抽采效率。
　　⑥地质条件对水力压裂煤层的增透效果有明显影响，当地应力较大时，水力压裂煤层的增透效果较差。水力压裂后钻孔周围形成了煤层甲烷富集圈。高地应力区域水力压裂的效果较差可能是由于压裂后流体压力的卸除，使压裂产生的裂缝闭合所致。