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煤的大分子-纳米级孔隙结构特征及其与变形变质作用关系的问题是煤地质界和构造地质界长期关注的重要科学问题，是认识和理解煤层气生成和超量煤层气赋存状态以及煤与瓦斯突出机理的重要途径和切入点，不仅具有重要的理论意义，也有一定实际价值。我国东部的两淮煤田位于大别-苏鲁造山带的前陆褶皱冲断带及其前缘地区，经历了多期次的强烈构造作用，各类构造煤非常发育，是较理想的研究区。本文运用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、激光Raman光谱(RAMAN)及低温液氮吸附(LTNAM)等先进的测试与实验方法，比较系统地分析了不同变形变质环境、不同变形机制下形成的各种类型构造煤大分子-纳米级孔隙结构的演化特征及其耦合关系，进而探讨了其与变形变质作用之间的制约关系。取得的主要创新成果和认识如下: (1)不同变形机制构造煤(脆性变形煤和韧性变形煤)的大分子结构参数有着其各自的发展趋势。研究表明，随着变形强度的升高，脆性变形煤在中低或中高变质阶段，堆砌度Lc和延展度La均先降低后升高、芳族(1600cm-1和749cm-1)和脂族频带(2923cm-1和1442cm-1)的吸收强度呈现互补的演化趋势、芳环总量G峰峰面积(AG)和次生结构缺陷D峰峰面积(AD)均略微升高;韧性变形煤，中低变质阶段Lv和La分别表现为降低和升高的趋势，中高变质阶段Lc升高、La先升高后降低，AG和AD均先降低后升高，无论变质程度如何，芳族和脂族频带的吸收强度也呈现互补的演化趋势。 (2)探讨了不同变形机制的构造变形作用引起的构造煤大分子结构的变化及次生结构缺陷的产生机理。在脆性变形煤中，随着变形强度的增加，脆性变形作用主要将机械能转换成(摩擦)热能，动能增加，分子(官能团)运动速度加快，导致部分脂肪类官能团和烷烃支链等侧链小分子断裂脱落，从而促进了降解作用的发生，使Lc和La降低;随着变形作用的持续进行，热能不断积累，促使脂族结构官能团芳构化导致Lc和La升高。在韧性变形煤中，随着变形强度的增加，中低变质阶段侧链小分子断裂脱落，表现为Lc的降低，同时韧性变形通过大分子结构单元位错的增加积累转换成应变能，在缓慢的变形过程中使部分降解的小分子逐步缩聚成芳环，表现为La升高;在中高变质阶段，韧性变形作用进一步促进了脱落小分子向芳环的转化，起初表现为Lc和La的升高，而随着韧性变形作用的增强和单元位错的增加积累，导致次生结构缺陷的产生，从而降低了构造煤大分子结构的稳定性，并使侧链小分子选择性脱落，导致了La后期的降低。 (3)构造煤大分子结构的改变可以导致纳米级孔隙结构随之发生变化。脆性变形煤中低变质阶段，平均孔径(dav)随Lc和La的降低而升高，随芳族频带吸收强度的升高而降低，随AG和AD的升高则先升高后略微降低;在中高变质阶段，dav随Lc的降低而降低，随La的降低和芳族频带吸收强度的升高而表现为先降低后升高的趋势。在韧性变形煤中低变质阶段，dav随着Lc的降低、La和芳族频带吸收强度的升高而降低;在中高变质阶段，dav随Lc、La和芳族频带吸收强度的升高而降低，随AG和AD的升高而先升高后略微下降。 (4)探讨了构造煤大分子-纳米级孔隙结构的耦合关系，认为大分子结构的改变是导致纳米级孔隙结构变化的原因。脆性变形煤中低变质阶段，侧链小分子断裂脱落，造成极微孔(＜2.5nm)之间以及与亚微孔(2.5～5nm)之间的相连和贯通，dav增大;随着变形作用的进行，次生结构缺陷的增加导致极微孔和亚微孔增多，dav略微减小。中高变质阶段，微孔(5～15nm)由于脱落的侧链小分子填充而分割为亚微孔或极微孔，dav减小，后期次生结构缺陷的不断增加又导致极微孔之间以及与亚微孔之间相连和贯通，使dav升高。而在韧性变形煤中低变质阶段，次生结构缺陷的形成导致极微孔和亚微孔的增多，缩聚作用使侧链小分子嵌入次生结构缺陷中或缩聚成芳环，dav降低。而在中高变质阶段，由于次生结构缺陷的不断增加累积，造成极微孔及亚微孔之间的相连和贯通，dav增大，而随着变形作用的增强，缩聚作用使次生结构缺陷得以充填，导致dav减小。 (5)构造应力是引起煤变形的基本因素，导致并促进了大分子-纳米级孔隙结构之间的相互转换。在构造应力作用下，由局部定向和周边非定向排列的芳香层，通过结构单元位错或层片滑移等过程，使芳环间及芳香层片间产生了次生结构缺陷，导致尺度相当的极微孔和亚微孔迅速增多，在变形作用下导致二者以及与微孔之间的相互转换。这些变化导致了构造煤大分子-纳米级孔隙结构之间的耦合关系，并以此为基础初步建立了构造煤大分子-纳米级孔隙结构的耦合模型，并划分了四种环境对其过程进行分析和解释。