为解决近距离煤层群准备区地面井抽采时间长、井下钻孔难以衔接导致矿井抽-掘-采整体失衡、产能受限的问题,以山西吕梁沙曲井田为例,通过理论分析、数据统计得出井田地质构造、水动力条件对煤层气成藏的影响,煤层气储层特征及含气性分布。基于不同条件下多分支水平井抽采效果数值模拟分析确定了分支形态、长度、间距、数量及角度的合理参数;建立了多分支水平井与井下钻孔对接的三维数学模型,给出二者相对距离及角度的解析解,并根据钻井测斜、综合录井保障井身轨迹控制和精准钻进,结合井下深孔固孔工艺及装置,确立了井孔高效对接的整套流程,进而提出先正压后负压的控压抽采工艺,且研发了孔口高压缓冲罐、多级气渣分离罐成套装置,并阐明其关键参数及工作原理。同时,构建了该技术应用转化效果的综合评价函数,确立由准备区转向生产区过程的安全、效益及转化三维动态评价指标及临界值。研究结果表明:(1)确定羽状、混合型分支井分别适用于准备区和生产区,分支长度300~400 m,分支数量为4~8个、分支与主支夹角30°为宜;对接抽采前期正压为0.5 MPa,后期抽采负压为20 kPa;(2)五采区试验区内井孔对接抽采的单井日产量达到1.3万m³/d,是常规井的3.3倍;区内安全指标均降至临界值以下,3+4号与5号煤层同步消突;吨煤钻孔量较原来降低55%,准备区πz和生产区转化率πs分别为93%、90%,整体转化率为83.7%,煤层气产能提高了465万m³/a,解放优质煤量50万t。