在未来较长一段时间内,煤炭都将是我国国民经济生产发展的主要能源支撑。随着煤矿开采逐渐进入深部开采阶段,地温、地压等因素对煤矿工程的影响越来越严重,这对深部煤系岩石物理力学性质的研究提出了更高的要求。本论文以淮南煤田潘集煤矿外围山西组岩石为研究对象,通过现场样品选取及岩石薄片显微鉴定,对各岩性岩石结构成分进行了描述,开展了岩石的密度、纵波波速等物理性质测试以及常规条件下的抗压抗拉试验、温度条件下的单轴压缩试验、常规三轴压缩试验等,对山西组岩石在各试验条件下的物理力学性质特征进行了分析,并依托于三轴试验成果,对考虑围压效应的岩石损伤本构模型参数进行了求解。研究成果对山西组煤层开采的顶板管理、巷道维护以及工程安全性预测等有一定的指导意义。取得的主要成果有:(1)同一岩类岩石的密度、纵波波速等物理指标以及抗压强度、抗拉强度、弹性模量和泊松比等力学指标存在较大的离散性,揭示了煤系岩石沉积特征对其物理力学性质的主控作用。(2)温度对煤系岩石的力学性质有一定的影响,各岩性岩石的抗压强度、弹性模量、变形模量均随着温度的升高出现不同幅度的增大,泊松比随着温度的升高而减小;随温度升高,水分蒸发使煤系岩石硬化而强度增大,煤系岩石的成分和结构是造成部分岩性力学性质波动变化的主要原因。(3)砂岩类的抗压强度、粘聚力、弹性模量随着围压的增加均呈现出明显的增大趋势,内摩擦角则呈现减小的趋势,变形模量表现为先增大后减小的特征;其破坏形式为随着围压的增大由以张为主的破裂转变为剪切破裂,转变围压的阈值在15MPa左右。(4)基于前人单轴压缩下岩石损伤本构模型的研究成果,以细砂岩三轴压缩试验数据为依托,通过分析模型参数与围压的关系,对考虑围压效应的细砂岩的损伤统计本构模型参数进行了求解,对比分析表明,所求参数较为合理。