随着我国煤炭需求量的逐年攀升,煤矿开采不断地向深部延伸,面对“三高一低”(高地应力、高地温、高瓦斯压力和低渗透性)的煤炭资源,瓦斯灾害日益严重,煤与瓦斯共采技术已成为了开采深部煤炭资源的首选和必然。人工采掘活动,改变了煤体的应力场和温度场,进而又引起了煤体中的瓦斯运移,因此研究应力和温度耦合作用下含瓦斯煤的变形特性和渗透特性、含瓦斯煤渗透特性的影响因素及煤层瓦斯抽采过程中的瓦斯渗流规律都是深部煤炭资源开采的重点和难点。本文以贵州矿区玉舍煤矿1#煤层为主,兼有其他6个煤层煤样为研究对象,采用实验室测定、理论研究、数值模拟及工程应用相结合的方法,从含瓦斯煤的变形及渗流特性、渗透特性影响因素、煤层瓦斯抽采的物理模拟等角度出发,系统开展了含瓦斯煤的基本物理力学属性、热流固耦合作用下煤的变形特性和渗透特性、含瓦斯煤渗透特性影响因素及瓦斯抽采条件下的物理模拟等试验研究和理论分析,同时进行了煤层瓦斯抽采数值模拟分析,并结合渗流力学、岩石力学及弹性力学从理论层面上进行了一系列有益的探讨。通过本文的研究,在以下方面取得了一些进展:1)分析了含瓦斯煤的内外部孔隙特征,并开展单轴抗压强度、三轴抗压强度及变形特性试验,得到了煤的变质程度与其内外部孔、裂隙发育程度均呈正相关关系,煤层粒径、坚固性系数和其基本力学参数的关系。对煤的吸附解吸特性进行了试验研究,得到了不同温度下的等温吸附曲线及吸附常数a、b随温度的变化规律,与煤的内部孔隙特征关系。2)改进了现有伪三轴渗流设备,开展了不同温度和围压条件下含瓦斯煤的三轴压缩试验,分析了温度和围压对含瓦斯煤力学参数的影响。探讨了含瓦斯煤破坏前的围压、温度对渗透率及轴向应变的影响规律,含瓦斯煤在破坏过程中围压和温度与渗透率特征值之间量化关系及随其变化的趋势,全面阐述了渗透率滞后效应的作用机理。3)开展了应力、温度、含水率和粒径条件下的三轴渗流试验,分析了热力多因素耦合作用下含瓦斯煤渗透特性的变化规律,推导了含水率和温度、含水率和有效应力耦合作用下含瓦斯煤渗透率关系式,探讨了渗透率的影响机理。开展了不同变质程度和不同坚固性系数含瓦斯煤的三轴渗流试验,分析了煤的变质程度与其外部孔、裂隙发育程度关系,煤的坚固性系数与瓦斯放散初速度、三轴抗压强度及渗透率关系。4)对三轴渗流设备的出口端增设了正压调节阀,开展了出口正压条件下的孔隙压力试验,得到含瓦斯煤渗透率与孔隙压力关系,分析了孔隙压力与温度耦合作用下对含瓦斯煤渗透率的影响规律。定义了孔隙压力敏感系数,推导了孔隙压力敏感系数与孔隙压力之间关系,探讨孔隙压力对含瓦斯煤渗透率的响应程度。5)改进了现有的三轴渗流设备,开展出口正压、出口大气压和出口负压的三轴渗流试验,分析了不同有效应力、温度条件下含瓦斯煤的渗流规律,探讨了含瓦斯煤瓦斯流速与热应力、外荷载作用、孔隙压力和煤骨架变形及吸附作用之间作用机理。6)开展了出口负压的三轴渗流试验,对比分析了三种出口负压对瓦斯流速的影响,揭示了适当减小出口负压有利于瓦斯流动的机理。在最佳出口负压的基础上,研究了抽采管径和抽采管路长度对含瓦斯煤瓦斯流速影响,含瓦斯煤瓦斯流速随管径的增加而增大,随温度的增加而减小及随管路长度的延长而降低的变化规律。7)建立了含瓦斯煤系统总应变方程,考虑滑脱效应的渗透率变化模型,并结合气体流动的连续性方程、含瓦斯煤变形平衡方程及几何方程,构建了包含应力场和渗流场并考虑气体滑脱效应的含瓦斯煤系统流固耦合方程。通过数值模拟分析和物理模拟试验对比,验证了模型的正确性和适用性,对比分析了煤体内气体压力沿径向分布和煤体内气相渗透率的变化规律。以贵州玉舍煤矿1#煤层穿层钻孔为工程计算实例,分析了计算区域、截面上瓦斯压力随抽采时间的变化规律,对比了计算区域在相同抽采时刻不同位置的瓦斯压力变化趋势,揭示了不同抽采负压条件下计算模型瓦斯流量的演化规律,并就不同阶段最佳抽采负压进行了探讨。