中国松软低渗煤层中煤层气资源的开采技术至今仍不完善，这不仅制约了中国煤层气的产业化发展，还由于煤与瓦斯突出问题严重对中国煤矿的安全生产造成巨大隐患。为了更好的抽采这部分煤层中气体资源，明确煤层松软低渗特点形成的原因，煤体微观结构的储气机理及影响因素的研究必不可少。本论文以中国的山西柳林焦煤为主要研究的对象，通过深入研究柳林焦煤在长时间在气体氛围与三轴应力的共同作用下，焦煤孔隙结构的演化规律，定性描述了气体氛围及三轴应力共同作用后焦煤的气体孔隙结构演化和特征，开展了煤储层多尺度孔裂隙定量表征的研究，剖析了气体作用对中国煤储层多尺度孔裂隙影响，阐明了煤储层受气体作用与三轴应力控制演化的机理，有利于认识和研究中国煤储层孔裂隙的演化和规律，为实现松软低渗透煤层气经济、高效的资源开发提供了理论参考，为松软低渗透煤层的成因以及煤矿的瓦斯安全防治从微观角度给出理论依据，以下是主要研究成果和认识：
　　（1）构建了山西焦煤储层微观孔裂隙表征体系，采用低温液氮吸附、高压压汞试验直接测定，并结合扫描电镜SEM以及显微CT扫描三维重构及数学分形维数的方法，合理的阐明了吸附性气体与非吸附性气体的长时间作用对煤体微观结构的差异化影响。
　　（2）通过低温氮吸附实验与压汞实验，发现气体与三轴应力作用对焦煤内部孔隙形状、比表面积与孔隙体积产生影响，进而改变焦煤的吸附性与渗透性。实验测得非吸附性气体氦气与三轴应力共同作用后的山西焦煤试样孔比表面积降低，孔容升高；吸附性气体氮气与三轴应力共同作用后山西焦煤试样孔隙形状复杂化，孔比表面积提高，孔容降低。
　　（3）通过SEM电镜观察试样表面微纳米级孔隙的变化，进一步明确了煤体微观孔隙结构的主要影响因素，对比实验发现三轴应力作用为焦煤微观孔隙结构改变的主要影响因素，气体孔隙压力为次要影响因素，而气体吸附作用则对影响因素均有促进作用，加剧了二者对煤体微观孔隙结构的影响。
　　（4）直观揭示了吸附性气体与非吸附性气体对煤体空间结构影响，对山西焦煤试样进行CT扫描及三维重构，还原了焦煤经长时间气体氛围与三轴应力共同作用下，微观孔隙的变化过程，精细化表征了气体氛围与三轴应力作用对煤体微观空间结构产生的影响。
　　（5）通过实验发现吸附性气体主要对焦煤孔隙结构中微孔、小孔产生影响，是因为氮气氛围与三轴应力对焦煤比表面积影响明显；非吸附性气体主要对焦煤孔隙结构中中孔、大孔、可见孔产生影响，是因为氦气氛围与三轴应力对孔容的影响较大。
　　中国高瓦斯突出矿井众多，主要分布于松软低渗透煤层区域，本论文研究成果对于此类型煤层瓦斯灾害防治、瓦斯消突以及煤层气抽采机理的研究具有参考借鉴的价值。