煤的孔、裂隙各向异性对煤层瓦斯赋存与运移起控制作用,已引起广泛地关注。地球物理技术是无损研究煤岩体物性信息和结构构造的重要方法,超声波测试技术与核磁共振技术（NMR）是近年广泛应用于煤岩体结构研究的重要手段。本文采用理论分析与实验结合研究方法,定性、定量角度研究了煤孔、裂隙结构变化各向异性特征。以平煤八矿同种变质程度、不同层理方向的煤样进行常温单轴加载超声波、核磁共振实验,分析其声波、核磁特征。首先,在初始状态（未加载应力）进行了核磁共振实验,测试核磁共振T₂弛豫谱、核磁共振成像（MRI）特征。其次,开展了单轴加载下煤的超声响应特征实验,测试波速特征、品质因子特征、各向异性特征。然后,进行单轴加载后核磁共振实验。最后,将声波响应特征与核磁共振特征结合,基于改进Biot理论分析单轴加载下煤孔、裂隙结构变化的各向异性规律。研究表明:（1）初始状态时,不同层理方向煤样纵横波速度、品质因子各向异性特征明显,不同层理方向核磁共振T₂各向异性特征明显。理论分析表明,初始状态不同层理方向孔、裂隙发育程度及发育方位是造成煤样波速、核磁各向异性的主要原因。（2）单轴加载下,超声结果表明:不同层理方向煤样纵横波速先上升后下降,品质因子先增大后减小,煤样在单轴加载过程经历密实闭合、弹性变形、塑性变形、破坏变形阶段,其波速衰减先减小后增大。核磁共振特征表明:单轴加载后,弹性变形阶段煤内部孔、裂隙分布方位并未发生改变,只造成了部分孔隙和大尺度裂隙的闭合,导致波速增加衰减减小;塑性变形阶段煤内部孔、裂隙分布出现较大改变,大尺度的裂隙被进一步压密为中大孔隙且煤内部出现新的损伤裂隙,导致波速逐渐稳定后开始下降衰减迅速增大。理论分析表明,弹性变形阶段、塑性变形阶段孔、裂隙的结构变化不同造成波速的衰减也不同。（3）单轴加载下,不同层理方向波速、品质因子各向异性因子差距较大:顺层理方向波速、品质因子各向异性因子基本在0值附近波动,各向异性不明显;顺层理与垂直层理方向波速各向异性不段减小,表明随着单轴压力的增大波速之间差距逐渐减小;顺层理与垂直层理方向品质因子各向异性呈浴盆曲线,先减小后增大。理论分析表明,由于不同层理方向煤样抗压强度不同,其孔、裂隙结构变化特征也不尽相同。（4）由初始状态、单轴加载后煤样MRI特征分析:初始状态下,X方向孔隙密度大,裂隙交错分布,Y方向裂隙密度大,Z方向孔、裂隙分布特征明显;单轴加载后,经历弹性变形煤样,顺层理方向孔隙压密闭合,部分裂隙产生径向变形,垂直层理方向裂隙压密闭合,孔隙受力的影响较小。经历塑性变形煤样,顺层理方向扩展损伤裂隙明显;垂直层理方向裂隙多被压密为微小孔隙。MRI从图像角度更加直观反映了煤孔、裂隙不同应变阶段的变化特征。综上所述,本文通过超声波、核磁共振测试手段研究了单轴加载煤孔、裂隙变化与声波的各向异性变形特征,为利用地球物理方法研究煤储层物性提供了一定的理论支持。