为了系统地研究水分对低阶煤的时变瓦斯动力学特性的影响机制,本研究从三个典型低阶煤矿铁法大兴煤矿、沈北蒲河煤矿、铁法小青煤矿取样,分别编号为TFDX、SBPH、TFXQ,并选取义马新义煤矿的中阶煤样作为对比,编号为YMXY。三个低阶煤样的镜质体反射率（R_o）的范围为0.57～0.70%,对比煤样YMXY的R_o为1.09%。采用工业分析、元素分析以及三种光谱技术分析了四个煤样的化学结构;借助气体吸附法、低场核磁共振（NMR）和小角X射线散射（SAXS）等方法分析了四个煤样的孔隙结构特征;运用蒸汽吸附的方法制备了润湿均匀的含水煤样,采用等温瓦斯吸附/解吸动力学测试装置测试并分析了低阶煤的瓦斯吸附解吸特性;根据三种瓦斯扩散数学模型计算了不同含水率低阶煤样的瓦斯扩散系数,并基于动扩散模型的时变扩散系数分析了水分对低阶煤时变扩散动力学特性的影响机制。本研究主要结论如下:（1）四个煤样微晶单元有序化程度较低,且石墨化程度和芳构化程度普遍较低。其中三个低阶煤样的芳构化程度相对对比煤样YMXY较低,但含氧官能团含量较高。煤的分子结构在一定程度上影响煤体中孔隙的发育,分子结构中的芳香族结构对微孔和中孔的发育在一定程度上产生了抑制的作用,但其中芳香环层的堆积缩合作用却促进了中孔的发育。（2）通过传统的物理吸附法分析得知,三个低阶煤样微孔的比表面积范围为187.736～192.932 m²/g;中孔的孔容为0.017～0.041cm³/g;对比煤样的微孔的比表面积为182.813m²/g,中孔的孔容为0.009cm³/g。NMR实验结果表明三个低阶煤样中的吸附孔较为发育且连通性较好,而对比煤样的渗流孔较为发育且连通性较好。SAXS表明三个低阶煤的中孔较为发育,且煤中存在部分孔径>16nm的封闭孔隙无法用传统的N₂吸附法探测。（3）三个低阶煤样的V_L的范围分别为31.14～35.14m³/t,明显大于YMXY的V_L,其值为28.21m³/t。这主要是由于煤体对瓦斯的吸附能力在很大程度上受孔隙结构的影响,微孔的比表面积和中孔的孔容对低阶煤瓦斯吸附能力起到重要的促进作用。此外,分子结构中的脂肪族结构的含量增强了瓦斯的吸附能力,而芳香族结构则起到了抑制的作用。（4）四个干燥基煤样的极限解吸瓦斯量由大到小的顺序依次为TFDX>SBPH>TFXQ>YMXY。三个低阶煤样由于吸附孔连通性较好,能够使得煤体中的瓦斯在较短的时间内迅速解吸。煤体中水分的增加会使煤体的极限解吸瓦斯量减小,但当增加到一定程度时,其对极限解吸瓦斯量的影响不再明显。（5）动扩散模型计算得到的时变扩散系数能够较为精准地表征低阶颗粒煤甲烷全时扩散量和扩散规律。四个干燥基煤样的初始扩散系数D₀从大到小依次为SBPH>TFDX>TFXQ>YMXY,随着煤中水分的增加,各个煤样的初始扩散系数D₀均降低。煤样的孔隙尺寸越小,D₀受水分影响而下降的幅度就越大。瓦斯在扩散过程中随着孔径的逐渐减小和孔隙网络的复杂程度的增加,时变扩散系数不断衰减。吸附孔连通性越好的煤样,瓦斯的时变扩散系数衰减至0的时间越短。煤体中水分的增加降低了时变扩散系数,减缓了时变扩散系数衰减的速率,同时也缩短了衰减至0的时间。本文共有图45幅,表16个,参考文献134篇。