煤与瓦斯突出逐渐成为制约煤矿生产的最大障碍。数据统计发现煤与瓦斯突出事故多发生于未探明构造区域,建立三维煤层模型能够查清构造产状,有利于制定加强煤层瓦斯治理措施,降低煤与瓦斯突出发生率。本文以平煤十三矿己15-17-13050工作面机巷为基础,整理9000余个钻孔数据,计算了8000个三维坐标点;结合Auto CAD建模软件,提出3种三维煤层建模方法,建立了3个宽度20 m-50 m的己15-17-13050工作面机巷三维煤层模型;分析了瓦斯治理措施与抽采效果,并结合历年来煤与瓦斯突出事故特征、三维煤层模型、地质构造演化和煤层赋存特征,在现有区域突出危险区域基础上,找出重点突出防治区域,并制定加强瓦斯治理措施。本文主要研究内容及结论如下:1)结合钻孔数据特点以及三维坐标解算步骤,编纂了一套钻孔三维坐标数据转换表。分析Auto CAD建模软件特征,设计了一套精细化三维煤层模型建立方法与优化方案。并依据钻孔数据的差异性,分为X-Y曲线纵推法、Y-X曲线横推法以及Z-X剖面横推法三种。2)基于3种三维煤层模型,结合回采数据和矿方预测数据发现,各模型都反映了地质构造的结构与分布特征。其中模型共体现出2个断层落差20 m-50m的中型断层,5个断层落差20 m以下的小型断层,1个具有褶曲构造的煤层变厚带。模型准确性验证发现,X-Y曲线纵推法模型数据点较为发散,煤厚发育符合上帮至下帮逐渐增加的规律,煤厚较回采数据增加0.5 m-1.5 m。Y-X曲线横推法模型煤厚数据点集中,煤厚发育符合上帮至下帮逐渐增加的规律,煤厚较回采数据增加0.5 m-0.8 m,拟合相似度最高。Z-X剖面横推法无法优化,误差较大,不用做模型对比。3)平煤十三矿主采己15-17煤层具有突出危险性,构造演化和煤层瓦斯赋存规律研究发现己一、己三采区煤层瓦斯具有东北向西南逐渐增高、东南向西北逐渐降低的特征。依据此特征结合三维煤层模型揭露的构造分布、构造产状和煤层厚度变化规律,划分出7个重要突出防治区域,其余区煤层为普通突出防治区域。重要突出防治区域中,区域Ⅲ220 m-270 m、350 m-430 m新发现小型褶曲结构,且该区域为煤层变厚带,瓦斯赋存异常,故认定为特殊突出防治区域,突出防治级别最高;区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅶ四个小型断层为重点突出防治区域;区域Ⅴ和Ⅵ中型断层为一般突出防治区域。4)煤层瓦斯治理措施。矿方标准煤层残余瓦斯含量低于临界值6 m~3/t,煤层残余瓦斯压力低于临界值0.6 MPa。机巷0 m-500 m施工穿层钻孔共1547个,施工水力冲孔共476个,累计冲孔煤量2384.19 t,钻孔排粉率为1.93%。该区段28个验证钻孔中13个煤层残余瓦斯含量超过临界值6 m~3/t,最大为8.44 m~3/t,4个煤层残余瓦斯压力超过临界值0.6 MPa,最大为1.4 MPa。区域煤体瓦斯赋存异常,经过4次加强水力冲孔措施,累计施工449个水力冲孔,排粉2717 t,合计排粉量5401.19 t,排粉率4.12%,煤层残余瓦斯含量及压力位于临界值以下。机巷500 m-1000 m:穿层钻孔1631个,水力冲孔2141个,累计冲孔煤量11272.1 t,排粉率8.28%,煤层残余瓦斯含量为3.365 m~3/t-5.453 m~3/t,小于临界值6 m~3/t,残余瓦斯压力为0.12 MPa-0.32 MPa,小于临界值0.6 MPa。机巷1000 m-1330 m:穿层钻孔1413个,水力冲孔1002个,累计冲孔煤量5035.88t,排粉率4.26%,煤层残余瓦斯含量为3.13 m~3/t-5.42 m~3/t,小于临界值6 m~3/t,残余瓦斯压力为0.28 MPa-0.46 MPa,小于临界值0.6 MPa。0 m-500 m煤层瓦斯储量2036020 m~3、抽采量1575000 m~3,均接近500 m-1330 m的总和,。5)结合历次突出事故突出点位的线性延伸规律、己一和己三采区瓦斯赋存规律、以三维模型为基础划分的7个重要突出防治区域、现有煤层瓦斯治理措施效果和各区域的构造特征,得出7个区域经过瓦斯治理后,Ⅲ、Ⅳ仍具有突出危险性,应采取加强处理措施。本文依据区域Ⅲ、Ⅳ新发现褶曲和断层位置,制定加强水力冲孔瓦斯治理方案:小型褶曲区域钻孔覆盖范围为200 m-290 m、330 m-450 m共计施工602个水力冲孔,每个钻孔排粉量为5 t,累计排粉3010t,区域排粉率6.7%,残余瓦斯含量低于临界值6 m~3/t,残余瓦斯压力低于临界值0.6 MPa。小型断层区域钻孔覆盖范围为505 m-575 m施工245个水力冲孔,每个钻孔排粉量为5 t,累计排粉1225 t,区域排粉率8%,,残余瓦斯含量低于临界值6 m~3/t,残余瓦斯压力低于临界值0.6 MPa。本文有图84幅,表6个,参考文献66篇。