液态二氧化碳相变爆破致裂煤体增透技术具有无明火、无水污染等特点,在单一煤层强化瓦斯抽采过程中受到广泛地关注。该增透技术不仅可以改善单一煤层渗透率,提高瓦斯利用率,还可以达到减少二氧化碳排放的目的。然而,目前关于液态二氧化碳相变致裂煤体技术研究主要关注爆破压力对应用效果的影响,很少考虑到液态二氧化碳相变爆破中的压力二次回弹现象,即沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）效应,且初始爆破参数的设定对煤体断裂方式的影响研究较少。本文通过热力学、流体力学、渗流力学等理论知识,采用自主研发的液态二氧化碳相变爆破BLEVE释放特性以及煤体断裂特征测定装置以及2D High-Speed DIC表面应变场测定系统等实验装置,分析了液体二氧化碳相变爆破BLEVE释放特性、致裂煤体裂隙分布特征以及表面应变场演化规律,揭示了液态二氧化碳相变爆破断裂煤体机理以及致裂煤层的增透机制;利用正交实验法分析了初始爆破参数对煤体断裂方式的影响程度,获得了通过调节液态二氧化碳初始参数改变增透模式的思路;同时也获得了液态二氧化碳相变爆破致裂煤体增透技术爆破参数设定依据,通过现场应用,考察及验证了液态二氧化碳相变爆破致裂煤体强化瓦斯抽采效果。本文的主要结论如下:（1）以热力学理论和液态二氧化碳相变爆破工程背景为基础分析发现,当压力条件固定在临界压力以上时,即使温度上升到120℃,二氧化碳密度仍然保持在800 kg/m3以上,接近液态二氧化碳的密度。压力在20 MPa-110 MPa范围内,粘度随着温度的升高分别对应出现了大约60%-40%的降低幅度;液态二氧化碳BLEVE的过程特点分析表明,其发生机理为储液管内因为二氧化碳瞬间释放而引发爆破前的气液两相平衡状态失稳,进入亚稳态甚至非稳态,满足特定要求后气液系统将彻底失稳,液态二氧化碳极速相变;BLEVE冲击特性分析表明,装有液态二氧化碳的储液管打开初期会像活塞一样推动周围的大气,经过压缩波追赶堆叠形成冲击波,当储液管完全打开时压力衰减到某个较低的值,其内部液态二氧化碳会处于过热度的亚稳定状态。（2）液态二氧化碳相变爆破释放特性测定结果表明,压力-时间曲线可分为三个阶段:加热阶段、爆破阶段和准静态释放阶段。并且在准静态释放阶段会产生一个回弹压力。当充装压力提升或者缩小释放口径后,回弹压力分别为爆破压力的1.27倍和1.54倍。当爆破压力提升后,压力的下降速率相比原来提高了1.68倍,而回弹速率只增加了0.5倍;当释放口径缩小时,压力下降速率小于回弹速率,说明增加爆破压力和缩小释放口径同时出现可能会抑制二氧化碳的BLEVE现象的发生。在相同的爆破压力和释放口径下,随着充装压力的提高,爆破破裂前的温度和压力回弹时的温度都在增加,在缩小释放口径或者提高爆破压力后,释放温度出现了明显的增加。在低爆破压力时,释放压力和释放温度没有出现明显的区别。表明在低爆破压力条件下二氧化碳的粘度对其在裂隙中的前进不会造成很大影响。随着爆破压力的提高和释放温度的提高,粘度高出了约30%,不利于裂隙的扩展。（3）静动态载荷加载实验及煤体裂隙响应结果表明,随着围压的增加,煤样静态峰值强度最大为82.99 MPa,是单轴加载的13.92倍,煤样的峰值动态抗压强度最大为136.49 MPa。在围压为10 MPa,动态冲击速度分别为9.43 m/s、11.63 m/s和13.78 m/s条件下,煤样的峰值抗压强度分别为83.61 MPa、97.30 MPa和116.80 MPa。高水平围压会阻碍煤体的破碎和粉化并且会改变裂隙的产生形态,而较高动态加载速度会增加煤体裂隙的密度和促进煤体粉碎。在5 MPa、10MPa和15 MPa的围压环境下,测定的相应煤样渗透率的增加幅度分别为125.8倍、81.2倍和116.5倍。（4）液态二氧化碳相变爆破致裂煤体的断裂特征表明,在爆破压力为5 MPa时,无围压下钻孔膨胀率是围压6.8 MPa条件下2.3倍;随着爆破压力的增大,钻孔的膨胀率和裂隙初始数量均会明显增加。随着体积的增加,钻孔膨胀率略微减小;并且初始裂隙数量无明显变化。围压条件的施加会导致产生的裂隙数量明显降低。在正交实验方差分析中,爆破压力是决定粉碎面积的最重要因素,贡献率为55.51%。相应地,充装体积对裂隙区面积的影响最大,贡献率为80.12%。说明爆破压力是影响粉碎煤体的最重要因素,充装体积是影响煤层产生裂隙网络的最重要因素。基于致裂煤体断裂特征,总结出液态二氧化碳相变爆破致裂煤体增透作用机制可分为以下两个方面:卸压增透效应和裂隙结构改变效应。（5）液态二氧化碳相变爆破致裂煤体增透技术现场应用结果表明,相比普通钻孔,两种爆破参数下煤层渗透率分别提高到0.887 m D和0.513 m D,分别提升了41.2倍和23.4倍;爆破钻孔的瓦斯百米抽采纯量最大为3.87 m3/min.hm,提高了9.2倍。在采用普通钻孔区段的煤巷在掘进300 m总共耗时107.2 d,其中掘进速度平均为2.8 m/d;液态二氧化碳相变爆破钻孔控制段煤巷掘进工作仅用了58.8 d,平均掘进速度为5.1 m/d,掘进时间缩短了将近一半（45.15%）,记录的S、q和Δh2三项指标的最大值分别4.8 kg/m、3.7 L和140 Pa,有效降低了突出危险性。该论文有图108幅,表28个,参考文献193篇。