我国拥有丰富的煤炭资源,但与煤矿开采相伴的瓦斯灾害也十分严重。瓦斯治理最根本的措施是瓦斯抽采,我国多数煤层渗透率普遍较低,瓦斯抽采极为困难。实践表明,钻孔内高压水射流切槽增透技术是提高瓦斯抽采效果的有效措施,但在实际应用中,由于我国地质条件复杂,地应力环境及煤体结构差异大,不同水射流工艺参数增透效果也不同。目前,水射流破岩实验的相关研究主要集中于无围压条件下不同射流形式的射流参数与破坏特性研究,为了更好的反映受载条件井下钻孔水射流冲击破岩特性和提高增透效果,本文以山西平舒煤矿水射流切槽增透项目为工程应用背景,采用理论分析、实验室实验和现场试验等方法,研究不同围压加载条件下的水射流冲击破岩特性并优化水射流切槽增透技术参数,并在现场应用试验,取得的主要研究成果如下:(1)影响水射流破煤性能的关键参数有:射流压力、冲击靶距和喷嘴直径;水射流破煤过程可以分为表面冲击、冲击扩挖和冲击缓滞3阶段,表面冲击阶段试件形成初始冲击坑与内部裂隙;在冲击扩挖阶段,试件主要受水射流冲击动载的影响快速扩挖;随着冲击坑深度加深,水射流冲击效果大幅减弱,水射流的冲击力转化为滞止压力,此阶段试件破坏主要受到滞止压力下的裂纹扩展作用影响。(2)围压加载条件下,试件的冲击破断时间会随着射流压力的增大显著减小,而随着侧压系数的增大,同一射流压力下的破断时间有减小的趋势;不同围压条件下,水压为20MPa时产生的冲击坑深度及煤体破碎的影响效果均较好;自由冲击条件下,试件的应变具有迅速响应、初期快速累积、单次反向突变的变化特征,单轴加载条件下试件的应变特征具有初期响应迟滞、多次同向阶跃突变、阶梯式变化的特征,且单轴加载条件下的瞬间突变量显著大于自由条件下突变量。(3)开展了受载条件下的水射流参数优化正交试验,以冲击深度和损失质量为指标,各影响因素的显著性排序为:射流压力P>喷嘴直径D>冲击时间T,试验范围内的最优参数组合为:P=25MPa,D=3mm,T=60s。(4)现场试验表明,射流参数为P=25MPa,D=3mm时的出煤量最大,但与参数为P=20MPa,D=3mm时相差不大;从作业安全与能效角度考虑,现场切槽作业合适的切槽参数组合为P=20MPa,D=3mm。(5)切槽后单个钻孔累计瓦斯排放量是常规钻孔的11倍以上,排放稳定时的钻孔瓦斯排放速度是常规钻孔的9倍以上;水射流切槽作业对周边区域的直接扰动影响范围约为2~3m,在120天考察时间内,单个切槽钻孔的有效抽采影响范围可达4~5m,增透效果显著。论文共有图57幅,表28个,参考文献113篇。