贵州省水城矿区大河边区块龙潭组煤层较厚,煤系气资源丰富,具有较好的开发前景。本文以大河边区块为研究示例,通过参数井取芯以及柱状岩石的物理力学试验,研究了不同层位岩石的单轴抗压强度、弹性模量、内聚力和抗拉强度等。基于煤炭与煤层气地质勘查、地球物理综合测井解释、室内物理力学试验,开展了龙潭组煤系地层岩石力学特征和岩体力学强度研究,进行了岩体力学强度综合评价,为后续岩石力学地层格架构建和岩石力学地层控制的煤系气共生共采机理研究提供基础。论文研究取得了以下主要成果和认识:1)研究了龙潭组煤系地层的砂岩、粉砂岩、泥岩和玄武岩在0MPa、5MPa、10MPa、15MPa、20MPa和25MPa的围压下压缩时破坏特征,岩石试样破坏以剪胀为主,低围压(<10MPa)时破坏裂缝为小角度竖向裂缝,部分泥岩发生剪切破坏,与天然裂缝发育相关;高围压(>10MPa)时为剪切破坏,且裂缝角度随围压增大呈增大趋势。2)细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和玄武岩单轴抗压强度均值分别为83.01、118.93、70.32、68.14和175.29MPa,弹性模量均值分别为10.21、11.19、8.15、10.21和17.53GPa。不同层位的岩石力学性质差异较大,同一层位相同岩性(泥岩)单轴抗压强度和弹性模量也有一定差异。依据龙潭组煤系地层岩石地应力变化范围设置围压,开展了岩石在不同围压下的三轴压缩试验,岩石破坏强度和弹性模量随围压增加而增大,但受应力和岩石本身性的影响增长幅度在15MPa围压后逐渐减小。3)建立了单轴抗压强度和弹性模量与测井参数的一元线性和多元线性预测模型。对比实际值与预测值发现,多元线性回归模型预测效果显著优于一元线性预测模型。利用测井解释参数结合多元线性回归模型来定量预测煤系地层岩石的物理力学性质具有可行性和较高的准确性。4)选取了单轴抗压强度、弹性模量、内摩擦角和抗拉强度等岩石力学参数,完整性系数以及岩层厚度等岩层参数作为评价指标,建立了煤系地层岩体力学强度指标评价体系,借鉴模糊数学的理论建立了综合指标评价模型,构建了适合于煤系地层岩体力学强度分级方案。龙潭组煤系地层被分为Ⅰ~Ⅴ级。具体地,玄武岩为Ⅰ级,岩石强度均较大;细砂岩分为Ⅰ~Ⅲ级,粉砂岩分为Ⅱ~Ⅲ级,岩体较致密完整;而泥岩岩体结构复杂,本身裂隙较多,涵盖Ⅰ~Ⅳ级。