煤层瓦斯是威胁矿井安全生产的主要危险源之一,同时作为一种清洁、高效的能源又具有很高的抽采利用价值。本文基于煤体孔隙-裂隙双重介质的结构模型,分析研究了瓦斯在煤体内部的储集方式、运移规律及产出理论,为受载煤体瓦斯流动数学模型的建立提供了理论基础。本文假设处于吸附状态的瓦斯在煤体基质中的扩散和处于游离状态的瓦斯在煤体裂隙中的渗流共同组成了煤体瓦斯的流动场。裂隙及大孔隙中游离瓦斯在煤层中的运移规律遵从达西定律,小孔隙中吸附态的瓦斯在煤体中运移规律遵从菲克扩散定律。流动的发生导致原本的吸附解吸动态平衡被打破,孔隙系统与裂隙系统中的煤体瓦斯要发生质量交换。基于以上基本原理,在合理假设的基础上建立了受载含瓦斯煤体瓦斯流动数学模型。并考虑瓦斯流动过程中煤体有效应力变化及吸附膨胀效应等综合因素影响,建立了煤体孔隙度及渗透率的动态演化模型。本文以含瓦斯原煤实验煤样为研究对象,利用自行研发的含瓦斯煤热-流-固-力耦合吸附-解吸-渗流实验系统,进行了受载含瓦斯煤体渗流解吸实验,并采用非吸附性气体氦气(He)标定的方法进行了受载煤体孔隙度测定实验。通过上述实验测取了受载煤体在不同吸附平衡压力下的煤样初始渗透率及初始孔隙度,为受载煤体瓦斯流动模型的数值计算提供必要参数数据。通过对受载煤体瓦斯流动模型的数值计算及实验结果分析对比,模拟计算结果与实验室实验结果在煤样初始孔隙度、初始渗透率及实验煤样出口流量等数据上具有较好的一致性。数值模拟及实验结果表明:随着瓦斯在煤体中的流动,煤体内的孔隙压力、孔隙度及渗透率均是动态变化的,变化减缓并最终趋于稳定;数值计算结果显示:在低瓦斯吸附平衡压力条件下,随着煤样内部瓦斯的流出,瓦斯压力降低,煤样孔隙度及渗透率反而升高,并通过实验加以验证;在高瓦斯吸附平衡压力条件下,随着瓦斯流出,压力的降低,煤样孔隙度及渗透率会出现先降低后升高的非对称“U”型变化。孔隙度以渗透率的动态变化是流场与固体场耦合的结果,因此在煤层瓦斯流动机理研究时,不能忽略流固耦合效应的影响。