煤体变质程度和变形结构不同,其对甲烷的吸附/解吸能力及特征也不同。通过对河南省典型矿区中高煤级构造煤样的宏观煤岩观察、扫描电子显微镜观察、镜质组反射率测试、显微组分测定、液氮吸附和等温吸附/解吸实验等,结合前人对构造煤的研究成果,从纳米级孔隙角度出发对中高煤级构造煤吸附/解吸特征进行了分析研究,并探讨了变质和变形对纳米级孔隙结构及甲烷吸附/解吸特征的影响,结果表明:(1)中高煤级构造煤纳米级孔体积主要以过渡孔(10~100nm)为主,而比表面积由微孔(1.5~10nm)控制。煤样的孔容表现出与构造变形的强相关性,孔容总体随构造变形程度的增强而增大。中高煤级构造煤孔隙具有明显的分形特征,煤样的综合分形维数随孔容、比表面积增大而增大。(2)中高煤级弱脆性构造煤的甲烷吸附能力随着变质程度的增加而增大;甲烷吸附量变化率随着压力升高逐渐减小趋近于0,且甲烷吸附量变化率随着变质程度的增加而增大。不同变质程度弱脆性构造煤单位压力段内甲烷解吸量随压力降低呈幂函数增大,且变质程度越高,单位压力段内甲烷解吸量越大。煤体变形破坏程度对煤甲烷吸附/解吸特征具有重要影响。中高煤级构造煤的甲烷吸附能力随煤体变形破坏程度的增加呈增大趋势,甲烷解吸曲线呈单调递增的对数函数,且相同压力下解吸量随着构造变形程度的增强而增大。(3)中高煤级构造煤Langmuir体积与纳米级孔体积和比表面积之间呈线性正相关。中高煤级构造煤的甲烷吸附能力随分形维数增高而增大,过渡孔和微孔的分布关系对煤层气解吸特征产生重要的影响,且过渡孔体积越大,甲烷解吸越容易。