本书进行了原始状态下煤中纳米级孔隙结构(扫描电镜、压汞、N2吸附法)、微米级裂隙结构(光学显微镜、CT扫描、核磁共振)观测，基于吸附势、表面自由能、分形、渗流等理论，确定吸附孔、扩散孔、渗流裂隙的临界值并划分其组合类型。进行了煤中含氧官能团、主要元素测试，借助分子模拟软件构建了煤大分子结构模型；采用构造煤含氧官能团及主要元素测试、分子结构模型构建、等温吸附-驱替过程变形量-渗透率测试、孔径变化模拟、微裂隙变形数学建模等技术与方法，查明构造煤中N2驱替CH4过程中纳-微孔裂隙结构演化特征、渗透率变化特征，揭示了氮气驱替CH4的增透机理，以期为煤中氮气伴注的有效性、甲烷驱替量等研究提供理论依据。研究成果丰富了氮气驱替甲烷煤中孔裂隙结构演化及增透理论，为氮气驱替现场应用提供了重要的理论依据。