煤层瓦斯是导致煤矿瓦斯灾害的重要因素,同时也是一种清洁高效能源,但是我国大部分矿区的煤层渗透率都比较低,严重制约了煤层瓦斯的高效抽采。为了提高煤层瓦斯的抽采效率,需采取适当的技术手段增加煤层透气性。目前,水力冲/压一体化技术是实现煤层瓦斯强化抽采的一种新兴工艺,该技术在现场应用中取得了良好的效果,但对于该技术的储层缝网改造机制缺乏深入的研究,导致现场相应工艺技术参数设置缺乏理论依据。为此,依托煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室(重庆大学),提出了煤层瓦斯水力冲/压一体化强化抽采物理模拟试验方法,并自主研发了相关试验设备,系统开展了水力冲孔卸压增透物理模拟试验、水力压裂缝网改造物理模拟试验、以及水力冲/压一体化强化抽采物理模拟试验,并结合岩石力学、断裂力学和渗流力学理论对水力化增透措施的储层缝网改造机制进行了研究。通过以上研究,获得了以下结论或进展:(1)通过水力压裂基础试验及理论分析,研究了地应力对水力压裂起裂压力及裂缝扩展的影响及裂缝扩展机制。并通过剪切裂隙微细观演化试验,从微细观角度探讨了煤岩体裂隙缝网扩展时空演化规律及开裂机制,为分析水力化强化抽采机理提供支撑作用。(2)基于水力冲孔、水力压裂及煤层瓦斯抽采工艺,提出了煤层瓦斯水力冲/压一体化强化抽采物理模拟试验方法,并自主研制了水力冲/压一体化强化抽采物理模拟试验系统,通过内部布置多种传感器,实现了试验结果的量化处理,为研究煤层瓦斯水力化强化抽采机理提供了试验技术手段。(3)实现了三维应力场环境下煤层水力冲孔物理模拟,建立了冲孔水压力、冲孔转速及冲孔推进速度对冲孔出煤量、冲孔孔洞半径之间的关系,结果表明:提高冲孔转速、降低冲孔推进速度均增加了出煤量,扩大了冲孔孔洞半径。通过对比冲孔前后瓦斯抽采过程中瓦斯压力时空演化规律,考察了不同冲孔条件下的有效影响范围,实现了水力冲孔物理模拟卸压增透效果评价,揭示了水力冲孔卸压增透机制。(4)开展了三维应力场条件下煤层及顶板虚拟储层水力压裂物理模拟试验,揭示了煤层水力化缝网改造影响因素,建立了煤岩体应力变形场与缝网改造机制之间的关系。通过内置流体压力传感器的方式,实现了水力压裂裂隙场时空演化的可视化,与水力压裂致裂面有很好的一致性。通过水力压裂前后瓦斯抽采过程中瓦斯压力时空演化规律对比,实现了水力压裂缝网改造效果评价。(5)基于水力冲孔前后、水力压裂前后以及先冲后压与先压后冲前后煤层瓦斯压力时空演化规律的对比分析,系统评价了煤层瓦斯水力冲/压一体化强化抽采效果,结果表明水力冲/压一体化措施比单独冲孔或单独压裂强化抽采效果增大明显,验证了煤层瓦斯水力冲/压一体化强化抽采的可行性。