揭示煤层气排采非饱和流阶段煤粉与气体相互作用机理，对制定排采制度和提高产气量具有重要意义。通过气泡–煤粉微观作用实验装置，系统开展了不同直径大小的气泡对不同粒度和密度煤粉的作用实验，分析了气泡对煤粉运移轨迹和速度的影响及气泡捕获煤粉特征。结果表明，气泡产出能够影响煤粉的运移轨迹，甚至能够捕获携带煤粉；煤粉通过气泡时会产生3种运动类型：沿着气泡表面运移到气泡底部最后被捕获、沿着气泡表面运移到气泡底部最后脱落及接近气泡时被排斥而轨迹发生偏转。煤粉若被气泡捕捉，则运动速度呈现出减小–增大–减小的变化特征；若未被气泡捕获，速度呈现出减小–增大–减小–增大变化特征。不同条件下气泡对煤粉的捕获效率高达64.38%～86.64%；在气泡表面最高点附近发生碰撞煤粉被捕获的概率最大，并且随着偏离角度的增大，气泡的捕获效率均呈现出逐渐减小的趋势；在相同的碰撞位置下，气泡对煤粉的捕获效率随着煤粉密度、煤粉粒径的增大而减小，随着气泡直径的增大而增大。煤层气产气初期应根据储层的实际导流能力合理控制降压速率，若储层导流能力较强，应加大排采速率，增大气体解吸对煤粉的扰动和捕获作用，促使大量煤粉随地下水或气泡产出；若储层导流能力较弱，应该适当降低排采速率，以防气体快速解吸而引起大量煤粉启动运移；同时，可应用大气泡携煤粉能力强的特性，促使近井地带的煤粉产出以增大储层导流能力。