针对煤层瓦斯多尺度扩散的特点,瓦斯在基质中以多种方式运移扩散,本文通过煤基质扩散理论分析、孔隙结构特征实验研究、瓦斯扩散规律实验研究以及煤层气扩散运移数值模拟研究对瓦斯扩散过程进行了较为全面的研究。通过对煤样进行容重测定、工业分析以及a、b吸附常数测定等,得到煤样的基础参数。对煤样进行压汞实验、低温液氮吸附和二氧化碳吸附实验,得出煤中的孔隙特征及孔径分布规律。根据理论分析得出不同孔隙特征煤的瓦斯扩散规律,结合变直径毛细管模型,以临界直径作为划分依据,根据不同扩散方式占比得出煤基质中考虑多种扩散方式的有效扩散系数。建立高温高压瓦斯扩散实验平台,将煤样分为0.25mm~0.5mm、0.5mm~1mm以及1mm~2mm,对煤样施加不同的瓦斯压力和温度条件,分别研究粒径、瓦斯压力和温度对煤粒瓦斯扩散量和扩散速度的影响,同时分析了温度和压力对煤粒瓦斯扩散的敏感性,得出在低压情况下,瓦斯扩散量对温度的变化不敏感;在高压情况下,瓦斯扩散量对温度的影响较为敏感。为研究不同扩散模型的适应性,将实验数据分别与经典扩散模型和动扩散模型进行拟合,得出动扩散模型可以较好的拟合实际扩散情况,其拟合精度较高,能够较好的弥补经典扩散模型模拟精度的不足。结合基于煤的孔隙特征的有效系数以及动扩散系数模型,建立考虑基质多尺度扩散的煤层瓦斯运移扩散场方程,对双孔隙介质进行改进。以贵州省鸿辉煤矿为工程实际,建立数值模型对煤层瓦斯抽采进行模拟研究,通过数值模拟结果得出煤基质内瓦斯扩散流动和煤裂隙内的瓦斯流动规律。同时对贵州省鸿辉煤矿煤层进行钻孔瓦斯抽采,记录钻孔瓦斯流量和流速,并将实际数据与模拟结果相比较,得出所建立的模型能够较好的模拟钻孔瓦斯抽采实际情况,能够为深部煤层气开发以及矿井瓦斯防治提供指导及参考。