煤层气俗称瓦斯,是一种重要的非常规油气资源,在工业生产和生活中被广泛使用。大力开发和利用煤层气资源,可进一步优化能源结构和规避煤矿瓦斯灾害。而准确模拟煤层气的流动规律和对其产量的预测已经越来越受到了该领域内的关注,其中渗透率普遍被认为是煤层气运移的关键控制因素之一。随着开采环境的复杂化,孔隙压力、含水率和滑脱效应等因素都会使煤岩的渗透特性产生不同变化。与此同时,在水力压裂抽采瓦斯的过程中,支撑剂对于煤岩的增透作用占据了主导地位,其渗透率的变化主要由水分和支撑剂控制。因此,研究瓦斯-水耦合作用下的煤岩变形及渗透机理对于煤层气生产具有积极影响。本文中的试验样品取自重庆松藻煤矿K2煤层,通过利用等温吸附装置、三轴渗流装置分别开展不同含水率条件下的等温吸附试验和不同外应力恒定孔隙压力变化的渗流试验。基于此,建立考虑含水率影响的煤岩吸附模型,进一步构建不同含水率下的吸附变形方程。基于外应力恒定条件下考虑含水率影响的渗流试验,构建考虑应力、含水率与滑脱效应综合作用的煤岩吸附-渗透率模型。主要成果为:1)进行了低温液氮试验和等温吸附试验。通过液氮吸附试验,分析孔容孔径与压缩系数关系以及煤岩内部孔裂隙分布;基于煤岩等温吸附试验结果分析,构建含水煤岩的吸附量计算模型。通过模型分析不同含水率煤岩吸附量的变化规律,并且基于吸附量与吸附变形的相关性,进一步构建含水煤岩的吸附变形计算方程。同时,阐明煤岩在吸附瓦斯过程中的吸附变形机制,进而得到影响煤岩吸附的关键因素及主要参数,为探究煤岩基质膨胀/收缩、水分和滑脱效应对渗透特性影响提供基础理论指导。2)进行不同含水率条件下孔隙压力变化的煤岩变形与渗流试验,分析孔隙压力变化过程中煤岩变形及渗透率演化规律,并阐明瓦斯-水耦合作用下煤岩渗透性的演化机制;确定煤岩渗透率演化的主控因素,并基于水的界面理论分析瓦斯-水耦合下的基质膨胀/收缩、水膜厚度以及滑脱效应对煤岩吸附及渗流特性的影响。建立考虑含水率与滑脱效应影响的煤岩渗透率模型,以揭示孔隙压力、含水率和滑脱效应综合影响下的煤岩变形及渗透率演化规律。3)通过不同支撑剂作用下孔隙压力变化的煤岩变形与渗流试验,构建考虑支撑剂影响的煤岩渗透率模型。基于所建立的模型分析支撑剂受力的压实程度与支撑剂嵌入情况导致的煤岩裂隙宽度变化规律,揭示不同支撑剂对煤岩孔隙度和渗透率的影响,进而为分析实施水力压裂技术对瓦斯渗流的影响机制奠定理论基础。