大范围提高煤层透气性是高效抽采煤层气（瓦斯）的关键。传统煤层增透技术如密集钻孔、水力割缝等单孔增透范围偏小、抽采效率较低;常规水力压裂技术受地应力束缚易形成单一裂缝,裂缝两侧增透“空白带”内遗留瓦斯在后续煤炭开采过程中易诱发瓦斯灾害等事故。如何在煤层内大范围均衡构造裂隙网络是实现煤层瓦斯全面高效抽采的关键。为此,研究团队提出了煤矿井下树状钻孔均衡增加煤层透气性的方法,即利用穿层钻孔作为树干孔,通过自进式水射流技术沿树干孔转弯90°,在煤层径向钻进形成多层树枝孔（分支孔）,构造树状钻孔抽采网络,均衡卸压增加煤层透气性。研究树状钻孔卸压煤层裂隙场演化、瓦斯流动等规律,从而揭示该方法的均衡增透机理,对后续相关技术研发以及工艺参数优化设计具有重要的意义。因此,本文开展多分支孔卸压煤层裂隙场演化与分布特征研究,建立煤层多尺度热流固耦合模型,分析树状钻孔改造后煤层瓦斯流动规律;基于自主研发的真三轴热流固耦合抽采试验系统,探讨分支孔参数对树状钻孔抽采煤层瓦斯能力的作用机制。取得的主要创新性成果有:（1）揭示了多分支孔卸压煤层裂隙场演化机制。阐明了分支孔间卸压煤体利用地应力诱导形成均衡导流缝网的基本原理,基于等效连续介质理论,数值分析获得了分支孔布置参数、地应力以及煤体物性参数对煤层裂隙场演化与分布特征的影响规律,发现分支孔长度、分支孔数量、地应力、抗拉强度以及内摩擦角是影响裂缝数量和均匀度等的主要因素,并得到了这些参数与均匀系数、裂缝数量以及裂缝密度等之间的计算公式。（2）建立了煤层多尺度热流固耦合模型,揭示了孔隙-裂缝-多分支孔煤层中瓦斯的流动规律。分支孔改造煤层后,裂隙场与分支孔共同引导煤层瓦斯流动,模拟分析时忽略裂隙场影响将使得瓦斯流动范围被低估。获得了裂缝开度、瓦斯压力和温度等因素对树状钻孔抽采煤层瓦斯流动范围的影响规律,并定量分析了瓦斯流动范围在不同抽采阶段对裂缝开度、原始煤层渗透率以及Langmiur体积常数等参数的敏感程度。（3）基于自主研发的真三轴热流固耦合抽采试验系统,揭示了分支孔参数对树状钻孔抽采瓦斯能力的作用机制。分析了树状钻孔抽采流量以及煤体瓦斯压力随时间的演化规律,明确了树干孔的瓦斯增产系数ζ与分支孔长度、分支孔数量的关系:分支孔总长度越长,瓦斯增产系数ζ越大;当分支孔总长度一定时,分支孔数量比分支孔长度更能影响树状钻孔的瓦斯抽采能力。（4）在河南某矿开展了现场试验,对比分析了树状钻孔与密集钻孔技术的增透效果。现场试验结果表明:抽采71天后,树状钻孔四周会形成一个瓦斯压力均匀降低区（下降幅度均超过75%）,且该区域远大于普通钻孔的抽采影响范围（瓦斯压力下降幅度超过10%）;与密集钻孔技术相比,树状钻孔单孔瓦斯抽采量提高了3.4～5.9倍,且抽采巷+200～+400 m区段内238个树状钻孔35天累计抽采瓦斯总量是+400～+600 m区段内938个普通钻孔的1.4倍。现场试验说明了树状钻孔方法均衡增加煤层透气性的可靠性。