随着开采深度的不断增加,煤与瓦斯突出危险性增大。煤层瓦斯含量是煤与瓦斯突出预测、煤层瓦斯抽采等一切煤矿瓦斯灾害防治措施的基础数据,精确描述煤屑瓦斯扩散规律是煤层瓦斯含量准确测定的关键。解吸热引起的煤屑内部温度变化以及钻孔煤屑表面受热产生的温度变化均对瓦斯解吸过程产生影响,因此研究温度效应对瓦斯解吸规律的影响具有重要意义。本文采用实验、理论分析以及数值模拟相结合的方法,对吸附热效应以及钻孔取样过程的边界热效应展开研究,为煤层瓦斯含量精确测定、煤与瓦斯突出危险性预测等提供一定的理论参考。（1）搭建了煤层钻孔取样模拟实验系统。利用钻头固定钻孔模拟实验装置,揭示了钻头温度在停钻前呈现初期快速上升、中期平稳上升以及后期加速上升的三阶段规律。初始阶段温升与转速和进给速度成正比,后两个阶段的温升速率与转速成正比,但与进给速度无关。利用煤体固定钻孔模拟实验装置,揭示了距孔壁或孔底径向距离越远温升越慢,孔底下方比孔壁周围相同距离位置温升更早并且幅度更大,距孔底10mm处温度最高达到41.3℃。利用煤吸附/解吸实验装置,揭示了解吸量和解吸速率与粒度成反比,随着粒度越小解吸量和解吸速率相差越小,而解吸量和解吸速率与压力和温度成正比。此外,测定了煤物理参数,为数值模拟的参数设置提供了依据。（2）建立了煤屑瓦斯解吸过程中非等温扩散与热传递的热质耦合模型,讨论了等温和绝热两种边界条件,采用隐式有限差分法进行离散,通过Gauss-Seidel迭代法进行了数值计算。结果发现,考虑吸附热效应的耦合模型能更好描述实验得到的解吸曲线,而传统的非耦合模型预测值则会偏高约5%。瓦斯解吸过程中,煤粒内温度在等温边界条件下先快速下降再缓慢上升,最低温度的位置随时间从边界向中心偏移,而在绝热边界条件下,温度随时间快速单调下降,温度最大变化量比等温边界条件下高20多倍。煤粒内瓦斯浓度呈对称分布,并且中心处的浓度最高,耦合模型的高浓度区域持续的时间比非耦合模型更长,扩散速率更慢。此外,吸附热、初始扩散系数、活化能以及初始温度等参数对解吸过程中的热质耦合行为有显著影响,煤屑内部温度均随吸附热和初始扩散系数的增加而降低,但在等温边界条件下的某个时间后,温度与初始扩散系数呈正相关,浓度变化量和解吸体积分数均与活化能呈反比,与初始温度成正比。（3）拟合得到了受热煤屑表面的温度衰减公式,建立了考虑边界热效应的瓦斯解吸扩散模型。数值模拟发现,瓦斯解吸过程中,煤粒内温度先快速升高,达到最大值再缓缓下降。距煤粒中心越远,平衡点温度越高、出现时间越早,并且在平衡点前,越靠近边界处的温度上升越快,温度越高,而平衡点后与之相反。使用煤屑表面温度84.19℃下的等温扩散模型预测解吸速率以及解吸量的值偏高,而使用环境温度30℃下的等温扩散模型预测则会低估瓦斯解吸量,边界热效应下的结果介于两者之间。衰减系数β、参数α和参数γ对边界热效应下煤粒瓦斯解吸过程中的非等温扩散规律有显著影响,温度最大值、浓度变化量、解吸量和解吸速率均与减系数β成反比,而与α和γ成正比。较大的β会缩短温升时间,较大的γ则会延长温升时间,而到达温度平衡点的时间与α无关,较小的衰减系数β或较大的参数α和γ可以加快解吸过程中煤粒中心瓦斯浓度的下降。该论文有图59张,表3个,参考文献100篇。