煤与瓦斯突出是严重威胁中国煤矿安全生产的自然动力灾害，发生时间在数秒到数十秒内，大量含瓦斯破碎煤岩体向采掘空间或巷道抛出，掩埋井下采掘工人，摧毁设施设备，造成重大人员伤亡和财产损失。近年来，随着采掘深度不断增加，煤层地应力和瓦斯压力不断升高，突出次数也日渐频繁。由于煤层瓦斯压力是煤与瓦斯突出过程中的主要动力来源，在突出过程中起主导作用，因此，研究瓦斯压力对煤与瓦斯突出的影响在未来相当长的一段时间内仍将是煤矿安全生产的重要任务。
　　目前基于综合作用假说，国内外众多学者开展了大量的物理模拟试验研究，加深了对煤与瓦斯突出机理的认识，但是不同学者对突出机理的认识不同，导致模拟试验的侧重点和所用试验装置的设计原理不同，对煤与瓦斯突出机理的认识无法达到明确统一。为此，本文利用自主研制的多场耦合煤矿动力灾害大型物理模拟试验系统开展了气-固耦合作用条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验，对试验过程中煤层瓦斯压力、煤体温度、煤体地应力、突出强度，以及巷道内煤-瓦斯两相流冲击力、视频图像、巷道温度、煤粉传播运移速度、巷道各区域内煤粉分选特性等进行了研究。本文取得的主要研究结论如下：
　　(1)煤与瓦斯突出发展过程中，突出口附近瓦斯压力、温度、地应力均出现快速下降，瓦斯压力在下降过程中出现多次回升现象，表现出明显的脉冲特性。在距离突出口较近的煤体内，煤体瓦斯压力、温度下降速度越快，瓦斯压力下降区域呈现出近似以突出口为中心的圆弧形向煤层深部扩展。在距离突出口较远的煤体深部，温度下降量较小。卸压区地应力出现较大幅度变化，应力集中区地应力出现明显变化后开始缓慢回升。
　　(2)煤与瓦斯突出发生后，煤-瓦斯两相流在巷道内运移过程中出现的最大冲击力位于巷道中部，其后冲击力在巷道内的衰减方式为随着巷道距离的增加出现震荡衰减的情况。巷道内温度在距离突出口最近的断面下降量最大，并沿程逐渐减小。煤-瓦斯两相流运移过程具有分层特性，大粒径煤粉沿巷道下侧运移，小粒径煤粉在瓦斯作用下沿巷道上侧运移，运移速度相对较慢。突出煤粉在巷道内的运移过程中存在二次加速过程。突出煤粉质量在巷道内呈现出波浪式分布，大粒径煤粉质量占比沿程逐渐增加，而小粒径煤粉质量占比刚好与之相反。
　　(3)煤层瓦斯压力对煤与瓦斯突出具有显著影响：煤层初始瓦斯压力越大，突出过程对煤体内瓦斯压力、地应力变化影响范围越广，煤层温度下降量越大。随着初始瓦斯压力的升高，巷道内冲击力出现较多的峰值点，巷道内突出煤粉具有更高的初速度，相对突出强度也随之增大，对突出煤粉的破碎效果越显著。
　　(4)从能量角度分析了煤与瓦斯突出过程中的功能耗散问题，其突出过程的主要能量来源是煤体弹性应变能和瓦斯内能，参与突出过程的弹性应变能释放量主要来自于应力集中区，瓦斯内能释放量主要来自于卸压区和应力集中区。计算得到突出过程中瓦斯内能释放量是弹性应变能的16倍，说明瓦斯内能占主导作用。通过对煤与瓦斯突出过程中能量转换分析可知，随着煤层弹性应变能释放量的增加，煤体破碎功、运移功及突出总能量耗散呈现出指数增长趋势；随着煤层瓦斯内能释放量的增加，煤体破碎功与突出总能量耗散呈现出对数增长趋势，而煤体运移功为线性增长趋势。