含瓦斯煤层可视为含复杂、不规则裂隙的固流多相介质,在上覆岩层压力、构造应力和瓦斯压力的共同作用下处于稳定平衡状态。在开采活动的影响下,煤层中原有的应力平衡状态被打破,致使煤层受到的应力重新分布,伴随煤体孔隙连通和裂隙扩展,瓦斯赋存状态发生改变。围岩应力重新分布以及煤体中瓦斯压力的变化均会对煤体的力学特性和渗透率造成一定的影响,进而可能会引发煤矿动力灾害。因此,有必要研究应力和瓦斯压力对煤体损伤变形和渗流特性的影响,进一步完善可以确切表达煤体损伤变形特性的气固耦合作用机制,明确煤体中瓦斯的运移特性。首先,为了更真实模拟地下煤岩体所处的三向不等应力状态,研究真三轴气固耦合条件下煤岩力学特性和渗流规律,课题组自主研发了真三轴气固耦合煤体渗流试验系统。该系统主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统、检测与控制系统构成,可通过液压伺服系统独立施加三向应力σ₁、σ₂、σ₃,且施加过程互不干扰。解决了真三轴试验条件下试件渗流密封问题,为研究真三轴应力作用下煤体损伤变形及瓦斯渗流特性提供了可靠的试验平台。其次,利用真三轴气固耦合煤体渗流试验装置,进行了常规三轴应力加卸载条件下型煤试件压缩渗流试验,通过分析试验结果应力-应变曲线和渗透率-应变曲线,得到了常规三轴应力作用下长方体型煤试件损伤变形及瓦斯渗流特性,并对比分析圆柱体试件在常规三轴压缩下的损伤变形及瓦斯渗流特性,验证了该系统的可靠性,为研究真三轴应力作用下煤体损伤变形及瓦斯渗流特性提供了可靠的基础支撑。然后,在常规三轴试验基础上改变中主应力,进行真三轴应力作用下煤体压缩渗流试验,分析试件应力-应变曲线和渗透率-应变曲线,得到了中主应力、瓦斯压力、吸附作用以及粒径4种因素对煤体损伤变形及瓦斯渗流特性的影响,为研究真三轴应力作用下煤体损伤变形及瓦斯渗流特性提供了可靠的试验基础。最后,利用PFC^3D颗粒流模拟软件,进行了真三轴应力作用下煤体损伤变形及瓦斯渗流演化过程模拟,对煤体损伤变形特征、瓦斯渗流规律及裂隙演化特征进行了分析,并与物理试验结果进行对比,揭示了煤体损伤变形及渗流特性机理。