水环境是影响煤体强度和孔隙发展的重要因素。基于不同pH浸润条件对煤样内部孔隙的影响，分析了不同浸润煤样三维分形与含水率关系，建立了浸润煤样三维分形与强度、弹性模量数学模型，开展了不同pH浸润条件下4组共12个煤样动态浸润试验，研究了不同pH浸润煤样含水率、分形维数、孔洞分数与抗拉强度、峰值应变、弹性模量的关系，探讨了不同pH浸润煤样细观裂隙扩展规律与宏观失稳破裂机制。结果表明：水-煤作用下，煤样孔隙结构增大主要由矿物成分膨胀消蚀和圆润颗粒带走所致，酸性浸润对孔隙影响最大，碱性次之，中性最小；浸润煤样分形维数可通过含水率进行表征，分形维数与煤样抗拉强度、弹性模量呈近似反向线性关系；浸润煤样含水率、分形维数与时间呈幂函数关系，且前期含水率、分形维数增加较快，后期趋势相对稳定，相同浸润时间、3种pH浸润下，煤样分形维数及增幅均为pH=5>pH=9>pH=7，浸润12d煤样分形维数为2.041～2.163；孔洞分数增量与分形维数呈正线性关系，随着分形维数(孔洞分数增量)的增加，不同pH浸润煤样的抗拉强度、峰值应变和弹性模量均呈降低趋势；浸润煤样较未浸润煤样的峰值抗拉强度降低超过28.37%，所对应的峰值应变降低超过16.55%，弹性模量降低超过14.21%；酸性浸润易导致多含量CaMg(CO3)2快速溶蚀搬运，碱性浸润易导致少含量NaAlSi3O8溶蚀搬运，不同pH环境对浸润煤样微裂隙扩展和劣化度表现为pH=5>pH=9>pH=7，不同pH浸润煤样破坏形态可分为中轴拉伸破坏(pH=7)、多裂隙拉剪破坏(pH=5)、偏中轴拉伸-拉剪破坏(pH=9)；分形维数-抗拉强度、弹性模量关系试验结果与理论曲线较为吻合，相关系数分别为0.950和0.997。

国家自然科学基金项目（51374091,51674101）；河南省重点研发与推广专项（科技攻关）项目（232102321132,232102320253）；

1 水-煤作用及分形模型
1.1 水-煤作用机理
1.2 分形-含水率模型构建
1.3 分形-抗拉强度、弹性模量模型构建
2 煤样制备与方案设计
2.1 试样制备
2.2 成分分析
2.3 动态浸润试验设计
2.4 弧形抗拉试验设计
3 试验结果及分析
3.1 分形维数与浸润时间关系
3.2 孔洞分数与分形维数关系
3.3 分形维数与煤样力学性质关系
4 煤样破坏与强度衰减分析
4.1 煤样裂隙发展规律
4.2 煤样破坏机制
4.3 分形维数-强度、弹性模量模型验证
5 结论