我国每年煤炭破碎会消耗巨大的能量,因此有必要对煤的破碎过程进行研究以改善破碎效率低下的现状。不同含水率以及循环荷载条件对煤块表面细观结构有明显改变,进而影响其力学特性。本文选取神木煤（SM）、红沙泉煤（HSQ）和五彩湾煤（WCW）三个典型区域煤种,探究含水率对煤力学特性的影响以及循环载荷下煤破碎的累积效应。通过对煤破碎过程数字图像进行处理,获取煤炭细观结构和力学特性之间关系,并通过有限元仿真获得煤破碎过程中应力分布特征。主要研究内容及结果如下。对样品进行浸泡、干燥处理,得到具有不同含水率的样品,定义相对含水率标准,对不同相对含水率下的煤块进行力学破碎实验,同时记录其表面图像演化。实验获取不同煤种的抗压强度和弹性模量,另外对获取的煤表面图像进行数字化处理,通过MATLAB计算其分形维数,从而定量表征煤的细观结构变化。结果表明,SM的力学特性随着相对含水率的降低而上升,HSQ和WCW则呈现相反趋势,这主要由于SM的孔隙率远远小于HSQ和WCW,饱和样品干燥过程水分析出作用对煤结构的破坏程度不同。最终构建了不同相对含水率下煤破碎过程中力学特性和细观结构之间的归一化数量关系。基于平均抗压强度定义不同力级,然后对SM煤进行循环载荷实验。通过恒定应力下的循环载荷实验探究不同力级大小所对应疲劳寿命,变应力下的循环载荷实验能够分析煤破碎的累积效应。实验中发现煤破碎所需循环次数随着力级的增大而减小,其累计破碎效果可以通过应变累积量定量分析。同时循环载荷中煤块表面细观结构随着循环次数的增多逐渐破坏。通过有限元仿真,分析孔隙结构对煤破碎力学特性的影响。首先基于煤的孔隙率构建四种单一维度上的模型,探究孔隙结构对煤的应力应变分布的影响。然后构建了三维多孔模型,模拟得到单轴位移载荷下煤的力学特性曲线,并和实验中力学曲线对比。最后基于循环载荷实验定义煤的S-N曲线,探究三维多孔模型的疲劳寿命,从而对不同应力下煤的疲劳寿命预测。