为明确构造煤微观结构部分组成因素对CO₂和CH₄竞争吸附能力的影响机制,基于巨正则蒙特卡洛、分子动力学方法和密度泛函理论,探讨了芳香单元延展度(L_a)、芳香单元堆砌层数(N)、狭缝孔径(d)、表面缺陷(V)及含氧官能团(M)对CO₂和CH₄吸附能力的影响。结果表明:CO₂和CH₄吸附量及平均等量吸附热随L_a和d的增加而增大,随N的增加而减小;构造煤中V和M的存在会降低CO₂和CH₄的吸附量和平均等量吸附热;CO₂和CH₄在次生缺陷表面煤上的吸附强于其在单缺陷表面煤上的吸附;羧基最不利于CO₂在煤表面的吸附,羟基最不利于CH₄在煤表面的吸附;CO₂/CH₄的选择性系数始终大于1,狭缝孔径越小,CO₂竞争吸附优势越显著;煤表面吸附CO₂和CH₄后,费米能级处CO₂的电子态密度峰值大于CH₄的电子态密度峰值,说明CO₂在与CH₄竞争吸附过程中处于优势地位。研究从微观角度揭示了CO₂和CH₄在不同构造煤结构中的竞争吸附机理,其结论可为煤层气高效开采提供一定的理论依据。