我国煤层瓦斯储量丰富，绝大多数煤层具有低压、低渗、低饱和度的储层特征，煤层瓦斯抽采率普遍低，为提高煤层瓦斯抽采率，利用超临界CO₂的零表面张力、低粘度、强扩散和溶解能力以及对温度和压力改变敏感等特性来提高低渗透煤层的渗透性，为此进行了超临界CO₂在低渗透煤层的渗流规律和超临界CO₂作用前后煤层渗透性变化规律实验研究，取得如下主要研究成果：（1）超临界CO₂的密度和动力粘度与温度和孔隙压力的变化规律满足Peng-Robinson状态方程：动力粘度随温度呈现负指数变化规律，随孔隙压力呈现正指数变化规律；密度随温度呈负指数规律，在非超临界阶段，密度随孔隙压力呈线性增大规律，在超临界阶段，密度与孔隙压力呈现正指数规律；（2）利用THM三场耦合渗流实验装置，通过改变煤样的温度、孔隙压力和有效体积应力条件，完成了包括非超临界状态、过渡阶段、超临界状态三种状态在内的CO₂渗流规律实验，揭示了煤样的渗透率和渗透系数随温度、孔隙压力、有效体积应力的变化规律；（3）基于实验结果和理论分析，得到了超临界CO₂在低渗透煤层的非达西渗流规律，即流速V与压力梯度P变化规律呈现正指数关系V=Ae^B▽P（A，B均为大于0的常数），通过解析分析得到孔隙压力的变化规律；（4）通过超临界CO₂作用前后的渗透率曲线比较，相同条件下的经过超临界CO₂作用后的煤样较原始煤样渗透率明显增大；（5）考虑渗透率与温度、孔隙压力和有效体积应力的耦合关系，建立了超临界CO₂在低渗透煤层中的孔隙-裂隙双重介质的热流固耦合模型，揭示了热流固三场耦合共同作用下注入超临界CO₂过程中温度场、渗流场和应力场的变化规律。