煤岩层非均质性较强、割理系统发育、地质特征独特,是典型的低孔、低渗、裂缝性储层。煤岩层气井压裂施工中出现砂比低、施工压力波动剧烈、易出现砂堵等现象,这与煤岩层水力裂缝扩展形态紧密相关。考虑到煤岩层独特的地质与工程特征,其水力裂缝扩展规律不能参照常规及其他非常规油气藏,目前国内外关于煤岩层水力压裂裂缝扩展规律的研究还不够完善,有必要进一步开展此类研究。本论文基于流体力学、断裂力学力学和渗流力学的相关理论认识,结合煤岩层孔渗特征、滤失特征、割理系统等因素,分析研究煤岩层压裂裂缝扩展形态变化规律,研究主要分为三部分：论文建立了等效岩石力学参数模型,表征煤岩层非连续性；采用复变函数法求取煤岩层复合裂纹应力强度因子,并建立了复合裂纹扩展判据与水力裂缝天然裂缝相交判定准则；考虑割理系统与应力敏感性对煤岩层滤失的影响,建立了煤岩层滤失模型,在此基础上建立了煤岩层水力裂缝扩展模型进而对水力裂缝在煤岩层中的扩展机理进行了深入的研究,分析了施工参数、天然裂缝参数、岩石力学参数及割理特性对煤岩层裂缝扩展形态的影响规律。根据上述理论研究可知,煤岩层与常规及其他非常规油气藏在压裂液滤失与裂缝扩展形态等方面具有较为明显的差异,本论文研究为煤岩层水力裂缝扩展规律及水力裂缝形态的精细化研究提供了一定的理论指导。