煤与瓦斯突出是煤矿井工开采中破坏性极大的、极为复杂的矿山动力灾害之一,是目前煤矿井工开采中的世界性难题,突出的发生不仅会带来经济上的巨大损失,还会造成一定的人员伤亡。我国是世界上煤与瓦斯突出最为严重的国家之一,突出矿井数量之多、范围之广、频率之高、次数之多、强度之大,造成我国煤与瓦斯突出矿井的管理之困与防治之难。当前,关于煤与瓦斯突出机理的研究,仍存在众多分歧与困难,至今尚未完全认识清楚,煤与瓦斯突出的防治仍是煤矿生产中面临的重大技术性难题。因此,解决煤与瓦斯突出的机理,确保煤矿安全生产,是突出矿井要达到高产高效的关键性问题。随着人类社会的不断发展,人类对能源的需求量也将越来越大,同时加之对瓦斯开发和利用的日趋备受关注及日益重要,因而开展煤与瓦斯突出的研究和治理工作更加具有重要的社会价值和经济意义。本文通过模拟研究煤与瓦斯突出孕育、发生和发展全过程中的特性,从诱导煤与瓦斯突出的本质出发,分析煤与瓦斯突出过程中含瓦斯煤体时空变化发展规律,研究煤与瓦斯突出演化机制,揭示煤与瓦斯突出发生、发展全过程,提出煤与瓦斯突出的防治思路与方法,为煤与瓦斯突出和防治工作的研究提供了一定的方法与思路。本文主要进行了以下的研究工作:（1）自主研制了一套“三维应力作用下煤与瓦斯突出模拟实验系统”,利用该系统反演了含瓦斯煤体在完全封闭状态下受三维应力和孔隙压力的作用而主动完成煤与瓦斯突出孕育、发生和发展全过程的物理模拟实验;实现了单向最大加载压力30MPa下各系统的密封性和可靠性及各监测系统的稳定性;实现了含瓦斯煤体三维轴向压力和侧向压力的均匀受力。（2）通过利用自主研制的“三维应力作用下煤与瓦斯突出模拟实验系统”对煤与瓦斯突出演化机制及突出强度等的研究,提出了煤与瓦斯的突出是一个复杂的综合作用过程,受综合应力的作用煤体变形破坏、裂隙增多并贯通,原吸附态瓦斯解吸并转化为游离态,进而打破了瓦斯在煤体内原有的平衡状态,开始随着裂隙通道向气体压力较低的方向运移,当煤体内积聚的瓦斯不能以正常速度释放出去时,在综合作用下就诱发了煤与瓦斯的突出;研究还发现煤与瓦斯的突出不仅受地应力和瓦斯压力的影响,而且与煤体物理力学特性,特别是突出口自由弱面处的煤岩体的特性密切相关,并提出了煤与瓦斯突出判断准则;讨论了煤与瓦斯的突出强度与地应力和瓦斯压力的关系,得出煤与瓦斯突出后抛出煤体呈突出口处积聚煤量较多,之后呈逐渐减小并尖灭的特点,且大都数煤与瓦斯突出都发生在突出强度最大的时刻。（3）通过对煤与瓦斯突出声发射演化规律与声发射信号特征的分析,研究了含瓦斯煤体在三维应力作用下的初始受压、弹性变形、塑性变形和破坏等4个阶段,研究了含瓦斯煤体在三维应力作用下声发射事件首先发生于离煤体中心位置较远的弱结构面处,之后随着三维应力的不断增加声发射事件数也不断明显增加,同时,声发射事件数呈由缓慢增加到增加速度较快,再到快速增加,最终变缓直至突出完成为止的一个过程;通过对含瓦斯煤体变形破坏发展规律的研究,提出了煤与瓦斯突出过程中含瓦斯煤体近似椭球体变形、破坏结构模型,为煤与瓦斯突出的研究和防治技术提供了理论基础。（4）基于计算机数值模拟与固-气耦合数学模型理论,利用RFPA^2D-Gas Flow数值模拟软件,对煤与瓦斯突出过程进行了数值模拟研究,得出随着煤体所受应力的不断增加,煤体变形破坏,游离态瓦斯在煤体内运移,突出煤体最终在地应力与瓦斯压力共同作用下形成的拉、压应力的综合作用下,工作面前方煤体形成了近似椭球体破坏区域并最终诱发煤与瓦斯的突出,直至新的平衡状态的出现并停止突出;模拟了煤与瓦斯突出三要素（瓦斯压力、地应力和煤体强度）在突出中的作用,提出了瓦斯压力为煤与瓦斯的突出提供了动力源,加快了含瓦斯煤体的破坏与破碎煤体的喷出;地应力在煤与瓦斯突出过程中起了决定性的主导作用;煤岩体强度对煤与瓦斯的突出起了一定的阻碍作用。（5）通过对煤与瓦斯突出判断准则的分析和水力割缝现场防突工业性试验,得出水力割缝消突技术对影响煤与瓦斯突出的三要素同时在不同程度上得到了有效的消除或减弱,不仅减小了煤体所受应力的作用,而且增大了煤体自身的抵抗强度,并降低了煤体内部瓦斯压力,在一定程度上消除了煤与瓦斯的突出危险性,有效的防治了煤与瓦斯的突出。