煤与瓦斯延期突出占总的突出事故的比例不大,但由于其发生具有延时性、隐蔽性,发生突出时可能是人员正在作业,使得突出发生时猝不及防,危害极大。本文利用ASAP 2020 V3.01 H型分析仪、HCA型高压容量法吸附装置、岛津AGI-250kN型电伺服试验机、MTS815岩石力学伺服系统、自主研制的“含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流系统”和“大型煤与瓦斯突出模拟试验台”在实验室进行了一系列实验,在天府矿业有限责任公司三汇一矿2124采煤工作面进行了钻屑量与矿山压力、瓦斯压力关系现场试验。根据各种试验结果分析,从采掘工作面卸压区煤岩体失稳破坏的能量判据、力学判据、局部扰动破坏判据和时空机制等方面入手,得出煤与瓦斯延期突出机理。取得了如下主要研究成果:1.延期突出煤具备突出煤的吸附特性,具有较强的吸附能力,同时具备非突出煤的力学强度特性,即具有较高的煤体强度,这可能是发生煤与瓦斯延期突出的重要原因之一。2.通过煤的力学试验,建立了煤样在常规单轴压缩、三轴压缩状态下的损伤本构方程:围压和煤样的弹性模量之间存在对数函数关系;煤样在屈服点后的实测值得出损伤变量和轴向应变呈对数函数关系。3.针对三轴压缩状态下瓦斯在煤样中的渗透特性,在考虑变形对渗透率的影响情况下,对达西定律公式进行了修正,并与不考虑煤样的变形直接计算的瓦斯渗透率,最大偏差可达20%以上,所以在研究煤的渗透特性时应考虑变形对渗透率的影响。4.通过在三轴压缩状态下煤样瓦斯渗流试验,得出了煤样的渗流特性,并建立了有效应力和渗透率的关系方程:作用在延期突出煤样上的有效体积应力和渗透率为负指数关系。5.通过延期突出煤在循环载荷状态下的瓦斯渗流试验,得出了煤样渗透率变化率和损伤变量沿同方向变化,前几个循环变化较为明显,经过几个循环后,数值趋于稳定,表明渗透率变化率与煤样的损伤程度有关。6.通过天府矿业有限责任公司三汇一矿2124采煤工作面现场试验,得出突出煤层长壁工作面钻屑量与矿山压力、瓦斯压力之间存在正相关关系。7.通过煤与瓦斯延期突出模拟试验结果得出:煤与瓦斯延期突出是地应力和瓦斯压力共同作用的结果,采掘作业破坏了煤层原岩应力平衡,引起地应力重分布,使煤岩裂隙发育,煤层中吸附瓦斯解吸为游离瓦斯,使煤体内瓦斯压力增大,封堵软弱分层的硬煤岩体在瓦斯压力和地应力共同作用下发生破坏,在瓦斯膨胀能作用下引起突出。突出强度受瓦斯压力影响较大,而突出强度反映发生延期突出时破坏程度,即搬运突出煤粉的能量主要是由瓦斯膨胀能提供的。8.根据实验室试验和现场实验成果,对煤与瓦斯延期突出概念进行了重新定义,并从煤与瓦斯延期突出的能量来源、煤岩力学失稳破坏条件、外力扰动影响、时空转换机制等方面入手,得出延期突出机理。