抽采瓦斯是防治煤矿瓦斯灾害的关键措施之一,随着煤矿开采深度逐渐向深部延伸,高瓦斯低透气性煤层日益增多,瓦斯抽采难度增加。聚能爆破致裂增透技术在煤层改性、提高煤层透气性等方面具有独特的优势,开展煤层深孔聚能爆破致裂机理研究具有重要的科学意义和应用价值。鉴于此,论文综合采用爆炸力学、炸药爆轰动力学、冲击动力学、断裂力学、损伤力学和煤矿瓦斯防治与利用等理论知识,以平煤股份十矿己15,16-24070、己15,16-24130和己15-33200等回采工作面为试验区,并借助数值分析软件LS-DYNA,综合采用理论分析、工程试验和数值模拟等方法系统研究了煤层深孔聚能爆破致裂增透机制。论文主要开展了以下几个方面的研究工作:（1）煤层深孔聚能爆破动态力学效应研究。运用理论分析与数值模拟相结合的方法探讨聚能爆破时聚能射流的成型机理、爆轰波与爆炸应力波的传播特点、煤体力学特征和裂隙扩展机理。研究结果表明:聚能装药爆破显著改变了爆轰能量的分布特征,基于此构建了深孔聚能爆破致裂力学模型,将爆破孔周围划分为主聚能方向、伴生聚能方向和非聚能方向;聚能装药结构集聚爆轰能量产生聚能效应并促使聚能罩转化为聚能射流,聚能射流侵彻煤体显著改变了爆炸应力波在煤层中的传播特性和煤体的力学性质,在主聚能方向和伴生聚能方向煤体所受压应力峰值明显增强,分别是非聚能方向的1.10～1.19倍和1.12～1.29倍;聚能爆破时聚能射流的形成既能够有效地放缓煤体单元所受应力强度的衰减速度,又能减小爆生气体促使裂隙继续扩展所需的准静态压力。此外,煤层深孔聚能爆破工程试验表明,聚能爆破后抽采孔平均瓦斯体积分数在两个试验区分别是聚能爆破前的1.58倍和2.25倍,有效地提高了煤层透气性和煤层瓦斯抽采率。（2）深孔聚能爆破有效致裂范围研究。在对煤层深孔聚能爆破致裂分区研究的基础上,针对聚能爆破煤层致裂范围进行了数值模拟研究,结果表明,爆破孔周围可划分为爆破压碎区、爆破裂隙区和弹性变形区。受聚能装药结构的影响,压碎区的范围呈主聚能方向小于其它方向的类椭圆状;爆破裂隙区又可分为裂隙密集区和主裂隙扩展区,裂隙密集区和主裂隙扩展区的范围均呈主聚能方向大于其它方向的类椭圆状。煤层深孔聚能爆破致裂增透工程试验发现,随着远离爆破孔,各个观察孔内瓦斯体积分数增幅受聚能爆破的影响呈“强-中-弱”阶梯状变化,这与所构建的聚能爆破致裂分区模型相吻合,即聚能爆破载荷下煤层裂隙具有一定的分区特征,压碎区、裂隙密集区和主裂隙扩展区组成了聚能爆破的有效致裂范围。（3）聚能爆破载荷下控制孔作用机制研究。通过构建聚能爆破载荷下控制孔致裂力学模型和数值分析模型,综合运用理论分析与数值模拟方法,探讨了控制孔对爆炸应力波传播特性、爆生主裂隙扩展规律、煤体单元的应力状态及其位移特征的影响。结果表明,聚能爆破过程中压缩应力波在控制孔处的反射叠加作用显著改变了孔壁周围和爆生主裂隙尖端的应力场,主导了爆生主裂隙的定向扩展和孔壁周围环向裂隙的形成;控制孔提供的位移补偿空间及孔壁的曲面特性增强了孔壁及周围煤质点的切向拉伸应力,促进了孔壁周围径向裂隙的发育与扩展;控制孔促使爆生主裂隙定向扩展与控制孔孔壁周围的径向裂隙和环向裂隙相互交织成一个庞大裂隙网。同时,开展煤层深孔聚能爆破工程试验研究有、无控制孔对煤层增透效果的影响,试验结果表明,控制孔能够大幅度提高煤层聚能爆破增透效果,前、后期试验有控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅分别是无控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅的1.78倍和2.48倍。（4）双孔聚能爆破裂隙扩展贯通机制研究。基于对双孔爆破应力波叠加效应的分析,建立了双孔聚能爆破数值分析模型,研究了双孔同时起爆时应力波的传播特征,煤体单元的应力状态,煤体裂隙扩展贯通规律以及应力波叠加效应对裂隙扩展的影响。结果表明,应力波叠加效应致使两爆破孔中间截面上部分区域及其邻域内形成均压区,迫使径向裂隙（定向裂隙除外）转向,主导了爆生裂隙空白带的形成;聚能爆破产生的定向裂隙相互贯通后,爆生气体相互作用促进了贯通区裂隙的扩展并最终贯穿裂隙空白带。工程试验发现,在两爆破孔左侧或右侧,应力波叠加效应将促进裂隙的扩展,且该促进作用随着远离爆破孔先增加后减小;而在两爆破孔之间,应力波叠加效应将抑制部分区域裂隙的扩展,致使两爆破孔之间不同位置处增透效果差别明显,呈W状波动。