构造煤是煤体原生结构遭受构造作用破坏的煤,并且具有结构面网络复杂、结构松散、力学强度低等特性。近年来,构造煤中煤层气开发工程得到重视,因此对于构造煤的力学性质以及在细观尺度上变形破坏问题的深入研究具有重大意义。然而,由于现场原位测试无法开展、取样困难、室内试验仪器适用条件等限制,在实际操作过程中很难直接测试得到构造煤的基本力学性质。此外,在实验室条件下构造煤样本裂隙和变形的实时监测难以实现,从而限制了构造煤在细观尺度上的变形规律与破坏机制研究。数值模拟方法更加高效、直观,可以从细观尺度上研究构造煤力学性质和变形特征,本文以离散元方法为基本理论,使用合成岩体方法,提出一种交叉网状的DFN模型并进行编程,自行构建构造煤SRM模型。使用SRM模型开展力学数值模拟试验,研究和分析构造煤的强度、变形、裂隙发育以及破坏模式。此外,将构造煤SRM模型应用于水平井多级扩孔数值模拟试验当中,研究和分析构造煤围岩在水平井多级扩孔中的变形和破坏规律。本文的主要进展和得出的结论如下:(1)从淮南矿区张集煤矿采集构造煤样品,观察分析构造煤的宏观结构形态,依据采集样品呈现出片状或鳞片状的构造特点,作者提出了一种交叉网状的DFN模型,并编程建模。(2)选择合成岩体方法为构造煤数值建模方法,完成了构造煤SRM模型的建模。选择室内单轴试验和三轴试验作为细观参数标定试验,确定SRM模型所需的细观力学参数。(3)编写程序对SRM模型和BPM模型进行构造煤单轴压缩和三轴压缩数值模拟试验,得出了构造煤的变形和破坏规律。研究结果表明,结构面和围压都可以影响构造煤的力学性质,构造煤中的结构面网络能够显著降低煤体的力学强度,围压可以提高构造煤的力学强度。随着围压的升高,结构面的影响越来越弱,构造煤的破坏由脆性破坏向塑形破坏转变。(4)以SRM模型为蓝本构建构造煤水平井多级扩孔的数值模型,并且使用块体组装技术快速生成所需尺寸的构造煤数值模型。通过构造煤水平井多级扩孔的数值模拟,得出构造煤围岩在水平井多级扩孔过程中的破坏和变形规律。随着扩孔的进行,构造煤围岩逐渐由剪切破坏转变为拉张破坏。该论文有图68幅,表9个,参考文献103篇。