目前,煤炭仍是我国能源结构中的主体能源,只要开采煤炭就会有瓦斯涌出,瓦斯的主要成分甲烷既是一种优质的清洁燃料,也是一种温室气体,故瓦斯的直接排放不仅加剧了大气温室效应和环境污染,也是对资源的极大浪费,我国瓦斯资源丰富占世界第三位,而我国95%以上高瓦斯煤田的渗透性都很低,解决高瓦斯煤田的低渗透率是瓦斯抽采效果成败的关键。我国瓦斯抽采措施以“区域性瓦斯抽采”理念为主,然而在不具备保护层开采的高瓦斯低渗透性煤层,则需要采取煤层局部卸压增透。我国煤矿上常用的钻孔、割缝卸压增透、水力化增透、钻孔爆破增透等措施对瓦斯抽采率取得了一定的效果,但在部分高瓦斯低渗透煤层的应用过程中还存在种种不足。高能气体增透技术是近年出现的一项技术,与常规的煤层局部增透方法相比,高能气体增透不仅充分兼顾它们的优点,而且摒弃了它们的弊端,是一种很有发展前景的局部卸压增透技术。而高能气体冲击增透与破煤理论研究滞后于试验研究,已有的研究大多数侧重于阐述致裂施工工艺、致裂施工过程和增透前后瓦斯抽采效率的变化。有关高能气体对煤体冲击致裂作用理论以及裂纹扩展规律的研究较少,且通常将煤体视为均质体开展相关工作,没有考虑到煤体中的节理裂隙对增透过程中裂纹扩展的影响。本文首先通过自制的用于相似模拟高能气体冲击致裂的空气增压实验系统,对混凝土试样进行冲击破坏,根据高能气体对混凝土试样冲击的试验结果,选取合理的数值模型参数。其次,利用RFPA2D-dynamic有限元软件,考虑煤体介质非均匀性的基础上,以高能气体对混凝土试样冲击的试验参数为准,把高能气体冲击增透视为冲击三角波作用的结果,所得的数值模型求解结果与相似试验结果具有很好的一致性,为进一步深入研究高能气体冲击增透提供了数值分析方法。再次,利用上述数值模型就高能气体冲击增透过程的参数(致裂能量、孔间距)开展了相关数值试验,研究结果表明,高能气体冲击增透的致裂能量(载荷峰值、载荷速率)对破碎区及裂纹数量具有控制作用,不同的孔距离对孔间的裂纹起着控制作用,同时得出孔间距—裂纹损伤的数学关系。然后,针对含节理参数条件下开展高能气体冲击增透裂纹扩展数值试验,研究了不同节理参数对高能气体冲击增透裂纹扩展的影响,在冲击载荷作用的初期,仅在孔周围形成破碎区,节理角度、长度对增透裂纹扩展规律无任何影响,在冲击载荷作用的中期,随着节理角度越小、长度增加,节理端部所受的损伤破坏越明显,在冲击载荷作用的后期,不同的节理角度对裂纹扩展出现差异性(导向、抑制以及无影响),且随着节理长度增加,节理端部损伤差异明显性越来越大。同时建立了节理参数(角度、长度)与裂纹面积之间的数学模型,量化了节理角度、长度与增透裂纹面积的关系。最后,对本文的研究结果进行客观的分析、归纳和总结,提出存在的不足与展望,希望本文的研究成果能在高能气体冲击增透裂纹扩展的研究具有一定理论研究意义以及对高瓦斯低透气性煤储层增透的设计、施工具有工程指导作用。