煤是由植物遗骸经过上亿年的地质作用,在高温高压并隔绝外界空气条件下,经过泥炭化阶段、煤化阶段而逐渐形成的可燃性矿产资源。而在成煤过程中,伴随煤共同产生的还有煤层气,煤层气不仅是矿井开采过程中最容易引起事故的危险气体,也是具有商业价值并可利用的清洁能源,安全高效的开发、利用煤层气引起了研究者的广泛关注。随着开采深度的增大,开采作业将面临复杂的地质条件,且在地应力、地下水及高埋藏深度的影响下,煤岩普遍低渗。在工程在实践中,水力致裂技术是一种常用的增透方法,其作用机理是向煤岩裂隙系统充入压裂液及支撑剂,以使裂隙发育更佳。但是在增透结束后,充入的压裂液不会完全排出,加之地下水涌出使部分煤储层内充满水分,水分的存在将影响气体的正常运移,削弱水力致裂效果。因此,水力致裂过程中煤岩的渗透率变化极其复杂,探明各影响因素与渗透率间的联动作用具有重要意义。本文对赵庄煤矿埋藏深度约为1200 m的煤样开展试验,根据实验结果推导了含水煤岩的吸附-变形方程,同时,基于水膜理论,建立内在水、有效应力协同作用下的煤岩渗透率模型。并对水力压裂背景下,有效应力、支撑剂协同作用下的渗透率演化规律进行研究。取得了以下进展:1)针对含水煤岩,进行了吸附试验与有效应力变化的渗流试验,分别探讨了不同含水率下煤岩的吸附变形特征及渗透率演化规律,分析水分与煤岩吸附变形、渗透率间的联动机制。2)在内在水、有效应力的协同作用下,考虑基质孔与裂隙中水膜厚度及气体渗透率的差异性,推导出了应力、气体吸附影响下的动态水膜计算式,建立了内在水、有效应力协同作用下的渗透率模型。分析了有效应力、气体吸附影响下的水膜演化规律及渗流特性。当煤岩含水时,含水饱和度越大,基质渗透率对合成渗透率的贡献越小,在高含水饱和度下,基质孔中几乎不存在气体流动。3)综合考虑水力压裂过程中支撑剂嵌入带来的影响,利用赫兹接触理论量化了支撑剂嵌入深度,建立了有效应力、支撑剂协同作用下的煤岩裂隙渗透率模型,并揭示了支撑剂嵌入深度、支撑剂铺置层数、煤岩裂缝形态对煤岩渗透率的影响机制。揭示了不同含水条件下与不同支撑剂嵌入深度下的煤岩裂隙压缩性变化特征。