煤中有机显微组分主要由壳质组、镜质组、惰质组组成,单组分结构方面存在一定的差异性。不同组分中微晶结构和孔隙结构的差异性,是导致煤吸附解吸特征差异的主要原因之一。因此,研究不同煤岩组分之间微晶结构和孔隙结构特征对了解煤的非均质性和指导煤层气开发有重要意义。基于此,本文以密度梯度分离实验为基础,获得了镜质组和惰质组的富集体;采用XRD和激光拉曼实验手段对单组分的结构参数定量表征;通过低温液氮、扫描电镜实验以及分形理论对镜质组富集体的孔隙形态进行研究。基于以上实验研究,本文得出如下结论:(1)各煤级的最佳粒度范围为:低煤级煤样,120-150目,静置2h;中煤级煤样,80-120目,静置0.5h;中高级煤样,80-120目,静置0.5h;高煤级煤样,80-120目,静置2h。(2)镜质组富集体的XRD微晶参数变化趋势与原生结构煤基本一致,随着煤级的升高,面网间距d₀₀₂、堆砌度L_c以及芳香层数N_c变化时具有明显的阶段性,并最终趋于稳定;延展度L_a随着煤级的升高而逐渐增大;当R_o,max小于4%时,镜质组富集体XRD各微晶参数随煤级发生阶段性变化,在此之后,煤微晶朝着芳香层延展方向生长;煤岩组分的面网间距从大到小的顺序为:壳质组、镜质组、惰质组;煤岩组分的堆砌度、延展度以及芳香层数的从大到小的顺序为:惰质组,镜质组,壳质组。(3)随着煤级的升高,煤岩组分之间的图谱特征差别逐渐减小;从低煤级到中煤级,均质镜质体、基质镜质体以及丝质体的结构差异较大,均质镜质体随煤级有明显变化趋势,而丝质体微晶结构随煤级变化并不明显,同种煤样中均质镜质体的微晶结构也是存在一定差异的。均质镜质体的G峰半高宽随着煤级的升高而逐渐减小,而丝质体的G峰半高宽随煤级变化并不明显;均质镜质体D峰拟合面积随煤级升高而逐渐升高,而丝质体D峰拟合面积在低至中高煤级变化不大,至高煤级时突然升高;均质镜质体G峰拟合面积随煤级升高逐渐增大,丝质体在低煤级时拟合面积变化并不明显,至高煤级后其突然升高,且丝质体的G峰拟合面积高于均质镜质体。(4)大黄山、大淑村以及赵庄煤样的原煤、镜质组富集体的孔隙形态为L₁类,以圆筒状或椭圆形孔为主,低煤级煤样中外生孔和矿物质孔较为发育,高煤级煤样中气孔较为发育,另存在铸模孔、溶蚀孔等类型。与过渡孔比表面积特征相反,微孔比表面积从大到小顺序为:镜质体,原煤,惰质组。