通过对煤样破碎、筛分后煤屑的形状进行观测，发现其中一小部分煤屑形状为球形、平板形，而大部分煤屑形状为圆柱体或长方体。分析了煤屑放散瓦斯过程中扩散系数的时变特征，以此为基础建立了基于时变扩散系数的圆柱体煤屑瓦斯扩散数学模型，采用数学物理的方法求取了相应的解析解。采用实验测试的方法，对所推导的圆柱体煤屑瓦斯扩散数学模型的解析解进行了验证，并与球形煤屑瓦斯扩散模型的解析解进行了对比，结果表明：圆柱体煤屑瓦斯扩散模型解析解能更好地反映煤屑放散瓦斯的特征，具有广泛适用性，可用于对试验数据的拟合，以及为煤矿井下瓦斯含量测定方法的研究提供理论依据。