近几年伴随着我国社会经济的发展,煤炭需求量逐步攀升使我国煤层的开采深度逐步加深,煤层瓦斯的渗透性逐渐降低,加之我国煤层透气性较差,因此我国的煤矿瓦斯灾害也十分严重。虽然我国在矿井瓦斯抽采方面取得了长足进步,但对于复杂地质条件下低渗煤层,钻孔瓦斯抽采效率普遍偏低,抽采达标困难。因此对煤体结构进行改造从而增加煤层透气性就成为提高钻孔抽采效率的关键,而煤层水力压裂与水力割缝则是煤体结构改造的有效途径。本文针对复杂地质条件下低渗煤层的瓦斯抽放难题,提出了复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术。并采用理论分析与现场实验相结合的方法研究了复杂地质条件下低渗煤层的水力化措施的增透机制及其效果。取得了以下成果:(1)通过分析地应力对水力压裂以及水力割缝的影响,指出地应力测量的必要性。运用套孔应力解除法对白皎煤矿238底板道附近区域的地应力测量,得到238底板道附近区域的地应力状态。分析了白皎煤矿煤层地应力的主控因素。最大主应力21.4 MPa方向90.1°倾角-6.7°,中间主应力15.6Mpa,方向358.1°倾角-16.8°,最小主应力6.9MPa方向201.1°倾角-71.8°。(2)通过分析水力压裂与水力割缝的优缺点及适用性,并基于此提出了复杂地质低渗煤层水力压裂-割缝综合瓦斯增透技术。该技术体系综合运用了水力压裂水力割缝这两种水力化措施。对于低渗高应力煤层先利用水力压裂进行区域化增透,水力压裂施工完成后,对抽采孔的抽采效果进行考查,确定抽采效果欠佳的区域作为水力压裂“盲区”,掘进、回采过程中瓦斯超限也作为“盲区”,使用水力割缝局部增透强化抽采,从而使煤层局部瓦斯含量迅速降低,达到相应作业要求。(3)进行水力压裂钻孔周边应力状态分析,并根据地应力测量结果计算得到本次水力压裂的起裂压力,较好的指导了现场实验的进行。从理论上分析了水力压裂的增透作用、水力压裂的裂缝的破裂准则以及裂缝的形态。进行了现场水力压裂实验,分析了水力压裂的影响范围以及水力压裂的增透效果。从水力压裂的影响范围可以看出其压裂裂缝发育分布不均匀,由于该区域存在一定的地质构造,煤层起伏以及厚度变化较大,水力压裂存在盲区。压裂结束后,3个压裂孔的瓦斯抽采量呈现出稳定上升趋势,瓦斯抽采浓度及流量均较238底板常规道穿层抽采钻孔有较大的提高,且瓦斯浓度及流量衰减较小,压裂后瓦斯抽采钻孔存活时间较长。压裂区域内抽采钻孔平均抽采浓度58.6%,钻孔平均单孔抽采纯量约为34.94 L/min。对比白皎煤矿日均单孔瓦斯抽采浓度以及流量,说明水力压裂区域化瓦斯增渗技术适用于区域增渗,具有较好的效果。(4)分析了水力割缝的破岩原理与卸压增透原理,并进行水力割缝现场应用。水力割缝后,割缝孔瓦斯抽采参数较割缝前均有一定提高:割缝增透区内抽采钻孔瓦斯浓度平均提高4.9倍,瓦斯纯流量平均提高3.3倍;但是割缝孔瓦斯抽采有效期较短,割缝孔的瓦斯抽采流量及浓度较小,这是由于水力割缝半径仅为0.4m,割缝影响范围有限导致游离瓦斯含量低,仅适用于局部增渗。