我国能源结构具有“富煤、贫油、少气”的特点，未来相当长一段时间，煤炭仍将是我国的主体能源。随着我国煤矿进入深部开采，煤矿动力灾害防治成为亟待破解的关键命题。煤矿灾害发生十分迅速且具有很强的破坏性，难以直接观测和记录，在实验室开展相关物理模拟试验是研究其机理和获取相关数据的重要手段。但当前煤矿机械化程度高，采煤工作面多为综合机械化回采，较难获得能满足大型物理模拟试验所需的大尺寸原煤，故开展相关试验时使用的相似材料多为型煤。

相关学者针对型煤开展过大量试验研究。王汉鹏等以煤粉为骨料、腐植酸钠溶液为黏结剂，制得的型煤相似材料抗压强度为 0.5～2.8 MPa。张超林等指出，通过调整含水率将煤粉压制成型的制作方法虽然简单，但是制作出的型煤强度很小。关于型煤与原煤力学渗流特性的对比，研究者也开展了大量工作，发现型煤仅能大体模拟原煤相关特性，型煤的弹性模量和抗压强度远小于原煤，渗透率却远大于原煤。程远平等指出，相似模拟试验中的型煤孔隙率偏高，较大的孔隙率利于瓦斯运移，且型煤强度普遍小于 1.2 MPa，显著低于原生煤体。姚宇平等对比冷压型煤和热压型煤的力学性质，指出热压型煤相比冷压型煤具有更大的弹性模量与强度，是一种极具发展前景的煤体模拟材料。王亚杰等、YU 等为了获取应用于冶炼还原炉的热压型煤，以无烟煤粉煤为原料、煤直接液化残渣为黏结剂，得到了抗压强度为2.5 MPa 的热压型煤。郭云飞等、马名杰等为了获取铸造用型煤，分别以无烟煤、气煤为原料，采用先压制成型再置于马弗炉中升温至目标温度的方法，制得了热压型煤并测试出其抗压强度。笔者团队对热压型煤同样开展了大量研究，以褐煤为研究对象，对其热压成型工艺进行了优化，最终在成型压力 80 MPa、成型温度 311.8 ℃、升温速率 5 ℃/min 和保温时间 5.3 h 的条件下制得的褐煤热压型煤与褐煤原煤的力学渗流特性极为相似，单轴抗压强度和渗透率分别是原煤的 0.947 和 1.004 倍。

前期型煤相似材料研究已取得丰硕成果，但多以冷压型煤为研究对象；对于热压型煤的研究多聚焦于在冶金、铸造领域的应用，并非以提高与原煤相似性为导向，对物理模拟试验关注的孔隙结构、力学与渗流特性的系统研究还相对较少。同时，研究选取的煤样往往种类单一，缺乏煤阶对热压型煤性能影响规律的探讨，热压成型对多煤阶的适用性尚不明确。基于此，笔者利用自主研制的热压成型系统，制备 4 种煤阶的热压型煤，对不同煤阶热压型煤及相应原煤的孔隙结构、力学及渗流特性开展了试验，并定量评价不同煤阶热压型煤与相应原煤的相似性，相关认识对提高物理模拟相似材料与原煤的相似性具有一定的指导意义。