我国具有丰富的煤矿资源,煤层气开发潜力巨大,不过我国的煤层气开发技术尚不成熟,有许多问题亟待解决。与常规石油天然气资源不同,煤层气储层具有低孔、低渗、低压的特点,导致煤层气开发不能直接运用常规的开发手段。目前压裂技术是煤层气增产稳产比较可行的方法,不过由于煤特殊的岩石力学特性,煤层压裂与一般的水力压裂方法有所不同。本文分析了煤层水力压裂的特性。介绍并讨论了扩展有限元及其优势。通过基本的岩石力学实验,得到了国内七元等矿区煤岩的基本力学参数。根据煤岩的非均质性和各向异性的特点,以及各类假设模型的优缺点,得出横观各项同性正交各向异性的假设模型更适用于煤岩。简要介绍了流固耦合及裂纹扩展准则相关理论知识。建立了适用于煤岩压裂的扩展有限元分析模型。通过分析不同的压裂液排量、粘度以及不同的煤岩抗拉强度对压裂的影响。通过模拟不同的抗拉强度反映不同的损伤对煤层压裂进行了研究。根据基础理论知识及数值模拟研究,得出抗拉强度增大裂缝宽度适当增加,缝口压力略微增加。此外排量对裂缝的影响程度大于粘度和抗拉强度对裂缝的影响。而煤层的微裂缝可以视为一种损伤,这种损伤使得煤层的强度变低。本文观察到煤岩存在弹性模量泊松比同时增大的情况,数值模拟结果表明泊松比变化对裂缝长度和宽度的影响小于弹性模量变化对裂缝长度和宽度的影响。本文的研究结论为后续压裂设计提供了指导措施,也为后续研究人员研究煤层压裂提供了新的思路和方法。