煤炭地下气化为我国清洁、低碳、安全、高效现代能源建设开辟新的途径。为研究华亭烟煤地下气化污染物的富集、分布规律，以评估华亭烟煤地下气化的环境影响因素，采用地下气化模拟实验平台系统，通过不同富氧‒水气化实验、不同尺度煤样的热解实验，研究煤层气化过程中焦油及气化残留物中重金属元素的富集规律。结果表明：随着烟煤的尺度(块体大小)增加，烟煤热解焦油呈增加趋势，而焦油产率呈先增加后减小的趋势；烟煤在N₂、CO₂气氛中热解时，热解焦油中主要成分为酚类、萘类以及烃类污染物；气化后残留重金属Ni、Cr、Zn、Cu、As这5种元素在氧化区最为富集、还原区次之、干馏干燥区最不富集，而Hg在氧化区富集程度最高、干馏干燥区次之、还原区最次，Pb在还原区富集程度最高、氧化区次之、干馏干燥区最次；重金属元素残留程度由高到低依次为Zn、As、Hg、Cr、Ni、Cu、Pb。针对华亭矿区，煤层气化后应重点检测重金属元素Zn、As、Hg。在后期实际煤层气化生产阶段，应结合华亭矿区煤层特征及地下水特征，在项目选址、气化工艺等方面进行污染物防控。在当前生态环境保护形势严峻的当下，研究成果对煤炭地下气化开采的污染物处置和减排具有一定的指导意义。