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变形作用在造成煤物理结构变化的同时，能否引起煤的化学结构的变化;如何影响煤层气的生成和赋存，是科学家们长期关注，并孜孜探索，但仍没有很好解决的重要科学问题。 针对这一科学问题，作者自行设计了煤的次高温高压变形实验方案和气体收集装置，将煤的变形实验和傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光拉曼光谱(Raman)等有机化学测试手段相结合，以期对煤在不同变形作用过程中的大分子结构变化及其产气机理进行探索。通过研究取得如下进展和主要成果: 1.设计了一套煤的次高温高压实验和气体收集装置。设计实验温度不高于200℃，远低于煤的热解温度，并以沁水盆地南部较难热解的无烟煤为试样，以排除实验过程中因温度升高而热解产生气体的可能性，确保变形实验过程中所产气体为变形作用的结果，而非热解作用所致。 2.变形实验过程中有明显的产气现象。在10个煤样的不同温度、压力和应变速率的变形实验中，有2个样品收集到了约30～50ml的CO气体（其它样品因实验装置破裂，不能保证所收集气体来自煤样）。表明变形作用能够使煤大分子结构单元发生裂解（化学变化），生成气体。 3.研究区煤的变形机制在应变速率0.5×10-5/s，150～200℃的条件下逐渐由脆性向韧性过渡。在150℃以下，不同应变速率的样品均主要表现为碎裂作用，出现明显应力降，形成有明显滑动的优势破裂面，在FTIR和Ram an光谱中各官能团谱峰没有表现出明显地随应变速率的变化规律，反映出明显的脆性变形行为;150～200℃条件下，所有样品均发育多组破裂纹，无明显应力降产生，在FTIR和Raman光谱中相关分子基团谱峰随应变速率的降低呈现显著的规律性变化，表现出明显的韧性变形特征，且随着应变速率的降低，韧性变形特征更为明显。 4.不同的变形机制条件下，试样表现出明显差异的化学结构演化特征。脆性变形(100℃)条件下，各试件化学结构在FTIR及Raman光谱中未发现明显规律性变化。在200℃条件下，随着应变速率的降低，韧性变形作用增强，FTIR和Raman光谱表现出明显的变化规律:随着应变速率从4×10-5/s降低到0.5×10-5/s，FTIR光谱中芳环相关频带振动逐渐增强，脂族和醚氧基团频带振动迅速降低;Raman光谱中归属芳环总量的G峰峰面积逐渐增加，反映分子结构单元缺陷的D峰峰面积迅速增大。表明韧性变形作用促使化学晶核发生裂解，芳烃数量随之增加，有序度下降，脂族和醚氧基团降解，生成CO气体。而脆性变形煤样没有表现出规律性变化，可能是由于试样在很小应变的情况下即发生了破裂，迫使实验提前终止，所以没能记录脆性变形作用对煤化学结构的影响规律。 5.探讨了韧性变形作用对煤化学结构及产气的控制机理。韧性变形作用使机械能逐渐转化为应变能，煤中化学结构随应变能的积累发生晶核内部位错、蠕变，甚至裂解，产生更多的芳环结构，结构单元缺陷程度随之增加，脂族和醚氧结构发生降解，形成分子量更低的小分子，如CO、CH4等气态分子。 6.实验证实不到10％的应变足以使煤结构中的脂肪含氧基团或醚键发生裂解并生成CO释放。由此可推知，低煤阶煤强度较低，且含有大量键能相对较低的烷烃侧链，在构造变形作用下则更容易发生裂解，可能会产生大量气体，甚至发生瓦斯突出。