液氮冷浸可对煤岩结构造成一定的损伤,使煤岩的渗透性得以提高,加之节能环保的特性,使液氮致裂增透煤岩这一手段在卸压增透、预抽煤层瓦斯等方面具有较高的应用价值。因此,本文基于前人的研究结果,针对液氮对煤岩的致裂增透效应及温度传播规律进行深入的研究。为了研究液氮对煤岩致裂的具体形式及影响程度,本文采用微细观实验手段,在考虑煤岩的干燥及饱水状态下,分别采用扫描电镜、CT扫描实验手段对比分析液氮冷浸前后煤岩表面及内部结构变化,并通过核磁共振测试对孔隙的改变进行定量分析。由于液氮的温度特性是最可能导致煤岩结构破坏的关键,因此,本文通过实验手段研究了液氮作用下煤岩内部热传导规律,推导了干燥及饱水状态下煤岩受冻过程控制方程,并利用有限元分析软件进行求解,将数值模拟结果与实验进行对比,验证了模拟结果的正确性。研究结果表明:(1)液氮冷浸后煤岩的表面及内部微观破坏形式不同,对于干燥煤样,液氮冲蚀作用造成煤岩表面裂隙附近的部分煤粒脱落,内部微裂隙的贯通;而对于饱水煤样,经液氮冷浸后,表面的原生裂隙出现加宽、延伸等现象,内部微观结构的变化以在原生裂隙的基础上产生次生裂隙为主;(2)液氮的冷浸作用同样会对煤岩孔隙产生影响,随冷浸时间的延长,干燥及饱水煤样的微、小孔隙的数量均逐渐增加,液氮冷浸过程中煤岩温度的变化与其对煤岩造成的损伤密不可分;(3)液氮作用下,干燥煤岩较饱水煤岩的温度变化缓慢,经历的温度平衡总时程较长,利用所建立的模型可以较好的分析煤岩受冻过程中的温度传播规律。