煤层气作为新时代的优质清洁能源,其开发利用不仅可以弥补常规天然气等资源的不足,还可减少煤矿开采时瓦斯爆炸等事故的发生。国家以及地方政府出台众多政策推动煤层气的开发利用,为响应政策,多数企业进行煤层气开采和增产技术的研发。目前煤层气增产主要以水力压裂技术为主,现今为减少压裂液对煤基质的伤害多使用清水或滑溜水压裂体系,而与之相匹配的支撑剂成为研究的关键。综合对比现存支撑剂,发现超低密度陶粒支撑剂的强度高于天然石英砂,制备工艺相较于树脂覆膜支撑剂简单,但其烧结温度较高（＞1250℃）、烧成温度范围较窄（20℃）。因此本文以探索制备出较低烧结温度（＜1250℃）、较宽烧成温度范围（≥40℃）的超低密度陶粒支撑剂并实现产业化为目的进行研究,主要研究结论如下:（1）基于煤矸石在一定程度上可拓宽材料烧成温度范围、降低烧结温度的特性,本文采用煤矸石拓宽陶粒支撑剂的烧成温度范围、降低其烧结温度,研究煤矸石添加量对其性能的影响。研究表明,添加煤矸石之后,陶粒支撑剂的烧成温度范围得到显著拓宽,最宽可以达到80℃。煤矸石添加量增多时,可降低密度,但破碎率上升。当煤矸石添加量≥20 wt.%时,会形成大量的气孔,使破碎率大幅上升,因此需选用合适的煤矸石添加量提高陶粒支撑剂的性能。（2）基于预处理（煅烧）煤矸石可提高材料强度的特点,本文采用预处理煤矸石提高陶粒支撑剂的强度,研究预处理煤矸石添加量对其性能的影响。研究表明,添加预处理煤矸石之后,陶粒支撑剂的强度得到明显提高（42 MPa闭合压力下破碎率的可满足国内行业标准9%）。预处理煤矸石添加量增多时,密度降低,但破碎率上升,烧成温度范围未发生变化（40℃）。当预处理煤矸石添加量≥25 wt.%时,在烧成温度范围内,破碎率难以满足国内行业标准（9%）,但可满足国际标准（10%）,为实际生产提供了参考价值。（3）将研究成果进行中试,并应用于现场生产试验井中,分析同一平台1口试验井与5口对比井的产气效果。结果表明,试验井的产气量是5口对比井中最高产气量的2倍,是5口对比井平均产气量的5倍。