为了更准确研究深部煤层CH₄的吸附特征和煤的孔隙结构特征,了解深部煤储层CH₄吸附的影响因素和机理,通过工业元素分析、煤岩学、真密度、¹³C核磁共振碳谱(¹³C-NMR)、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等测试表征了煤样的微观结构,并构建了黑龙关（HLG）和蛤蟆沟（HMG）两个煤样的大分子结构模型。在大分子结构模型的基础上进行孔隙结构模拟,结合低压CO₂吸附实验和低温N₂吸附解吸实验,从超微孔、微孔、中孔和大孔角度分析煤样孔隙结构特征。通过等温吸附模拟,分析了CH₄的吸附特征。主要研究成果包括:1.通过¹³C-NMR、FTIR、XPS分析进行了煤样的微观结构表征。研究结果表明:（1）煤化作用的过程,也是煤分子结构中芳香化合物缩聚程度提高的过程;（2）在低煤级阶段,芳香环被取代程度很高,随着煤级升高,芳香环被取代程度降低,逐渐趋于平稳;煤的大分子结构中亚甲基的含量高于甲基的含量,氢键多以自缔合羟基氢键的形式存在;变质程度相近时,富惰质组煤的芳香度与缩合度要稍高于富镜质组煤;高挥发分烟煤具有极好的生烃潜力,第二次煤化作用跃变也会导致生烃潜力的跃变;（3）HLG和HMG两种煤样中氮的存在形式主要为吡咯,硫的存在形式主要为噻吩型硫。2.通过¹³C-NMR、FTIR、XPS等参数构建了HLG和HMG煤样的平面结构模型和立体结构模型。HLG和HMG煤样的结构模型的密度均为1.45g/cm³。3.通过低温N₂、低压CO₂的吸附解吸实验和超微孔隙结构模拟的方法,研究了HLG和HMG煤样的孔隙结构特征。研究结果表明:（1）与HMG煤样相比,HLG煤样具有更复杂的孔隙结构和更大的孔体积和比表面积;（2）传统的体积法等温吸附实验低估的CH₄吸附量为PV_h-m/ZRT;低估的吸附量随着埋深的增加而增大,因此对于深部煤储层低估的CH₄吸附量很大,不可忽略。4.通过等温吸附模拟分析了深部煤层CH₄的吸附特征和影响机理。研究结果表明:（1）压力对CH₄的吸附呈现出正效应,温度和水含量对CH₄的吸附呈现出负效应;压力越高,吸附量对温度变化越敏感;相同温度压力范围下,HLG煤样的吸附能力大于HMG煤样;（2）从吸附热角度看,CH₄的吸附属于放热反应,导致了温度对CH₄的吸附呈现出负效应;H₂O与煤分子的作用强于CH₄与煤分子,导致了水分不利于CH₄的吸附;从孔隙结构上看,H₂O分子占据许多有利的吸附孔位,导致这些有利的吸附孔位无法吸附CH₄,且H₂O的存在也会阻碍CH₄等流体分子的扩散,导致了CH₄吸附量的减少。