裂隙是煤中气体渗流的主要通道,决定着储层渗透率的大小。煤储层在沉积环境、构造运动和成岩作用等地质因素影响下具有较强的非均质和各向异性。而沁水盆地南部是我国煤层气商业开发最有前景的地区之一,因此,对该区域的储层裂隙和渗透率各向异性特征进行深入研究对煤层气的勘探开发具有重要意义。本论文基于体视显微镜和图形处理技术等方法对选自沁水盆地南部高阶煤煤样的裂隙自然属性进行了精细量化表征,并采用超声监测分析仪和三轴应力渗流系统研究了纵波速度各向异性特征和应力作用下渗流的变化规律。主要结论有:（1）样品平行层理方向的裂隙张开度、面裂隙率以及裂隙连通性分别是垂直层理方向的1.06~1.85、1.04~3.13和1.07~4.14倍,平均为1.30、1.47和2.11倍;平行层理方向的裂隙组合类型多为规则网状和不规则网状,渗透性一般较好,垂直层理方向的裂隙组合类型多为孤立状或平行状,渗透性一般较差。此外,对煤样平行层理面裂隙的发育方向进行了研究,结果表明面割理与端割理彼此近于垂直,面割理比端割理更为发育,外生裂隙与内生裂隙相比很少或基本不发育。（2）实验结果表明样品不同方向的纵波速度具有显著的差异性,垂直层理方向的纵波速度最大,其次为平行端割理方向,平行面割理方向的纵波速度最小。煤样渗透率随着纵波速度的增加而线性减小,纵波速度可以在煤层气勘探开发中对渗透率起到很好的预测作用。（3）结果表明煤样渗透率随着有效应力的增加而减小,渗透率与有效应力的关系符合负指数函数。随着有效应力的增加,样品渗透率的变化趋势可分为三段:有效应力1.62~2.28MPa阶段,渗透率快速下降;2.28~2.95MPa,渗透率较快下降;2.95~4.28MPa,渗透率缓慢下降。且随着有效应力的卸载,不同方向的煤样渗透率均有所恢复,但均不能恢复到初始渗透率值。在有效应力加卸载的作用下,沁水盆地南部样品的渗透率损害率和不可逆损害率均表现为:垂直层理方向的最大,其次为平行端割理方向,平行面割理方向的最小。这一现象表明样品垂直层理方向的渗透率对应力最为敏感,其次为平行端割理方向的渗透率,平行面割理方向的渗透率对应力敏感性较弱。样品的垂向渗透率各向异性显著大于水平渗透率各向异性,且随着有效应力的增加,垂向渗透率各向异性和水平渗透率各向异性都显著增强,其研究结果对煤层气的勘探开发具有重要的意义。图33幅,表9个,参考文献76篇。