为了提高低渗煤层瓦斯的抽采效果,目前主要通过人为强化增透的方法,来改变煤层透气性和地应力梯度、降低煤层瓦斯压力和瓦斯含量,促进瓦斯抽采。其中水力化增透措施已成为单一低透煤层卸压增透、强化瓦斯抽采的主要技术方法。然而,水力化增透措施实施期间,水分对煤中瓦斯的影响包括增透、驱替、置换、抑制等多重作用,各个作用的相互糅杂造成了对其机理研究工作中的困难,如果能够剥离开其他作用,单独对某一作用进行定量研究,将有利于揭示水力化措施的防突机理。近年来,已有部分学者单独研究过外加水分对煤中瓦斯的置换作用,但由于实验系统是一个封闭体系,置换出的瓦斯会使封闭体系的压力升高,引起一部分置换出的瓦斯重新吸附,造成测试的结果不能真实的反应置换效果。基于此,本文作者开展了等压环境下外加水分对煤中瓦斯置换效应的研究。针对原煤、颗粒煤、型煤的特点,结合实验目的,选用型煤作为实验煤样,型煤的大小为Φ50mm×80mm,中心孔洞的大小为Φ22mm×80mm。搭建了一套高压吸附~等压加水~等压环境的实验平台。利用搭建的实验平台,测试了外加水分对煤中瓦斯的置换效应,结果表明:随着时间的延长,置换量增加,但增加的速度减小,直至最后稳定在一个不变的数值上;最大置换量与含水率、吸附平衡压力呈正相关;相同吸附平衡压力下,置换率随含水率增大逐渐增大;相同含水率下,置换率随吸附平衡压力增加有逐渐减小的趋势;置换速度分为快速增加、缓慢持久、衰减至零三个阶段,在置换速度快速增加阶段,含水率、吸附平衡压力对置换速度整体上表现为促进作用,在其他两个阶段,二者对置换速度的影响不明显;等压环境下的测试结果表明,非等压环境下的最大置换量、置换率比等压环境下的小,二者的差值是不能忽略的。从置换作用的物质基础、动力、过程三个方面,探析了外加水分对煤中瓦斯的置换机理,并依据测试结果和置换机理,对置换作用在工程上的应用进行了探讨。