随着中国交通运输行业的建设和发展,隧道在整个运输系统中的比例也逐渐增多,在西南地区表现的更为明显,地质条件也为隧道施工提出更多难题,伴随着瓦斯、煤层和高地应力等一系列复杂的问题,煤系地层的隧道发生瓦斯突出事故通常引发人员伤亡和经济损失,瓦斯隧道发生突出事故具有随机性和区段性,如何保障安全是我们要考虑的。由于实际情况的要求有时候必须要建设穿煤隧道,因此,瓦斯问题极大地影响隧道施工中和后期运营的安全,其中煤与瓦斯突出在隧道事故中表现的尤为强烈。目前,我国隧道主要在揭煤过程中预留一定安全岩柱的方式来保证施工中的安全,通过将具有突出的煤系地层区段进行消突后,在对安全岩柱进行开挖,然后通过运用合理的开挖方式进行揭煤,从而达到安全施工的目的。因此研究基于突变理论下岩柱的稳定性对于安全通过煤系地层区段有着积极的意义,对于理论与工程有着指导性的帮助。本文结合正习高速公路羊角垴隧道,利用MIDAD/GTS仿真数值模拟软件对施工进行模拟,得出预留合理取值的岩柱厚度和煤层的揭煤方法。本文依托贵州省正习高速公路羊角垴隧道,采用文献查阅及实地调研、理论分析、现场监测、数值模拟等多种方式相互结合的方法,开展了正习高速公路羊角垴隧道揭煤防突技术研究。主要研究内容如下:以羊角垴隧道为依托,基于突变理论对岩柱稳定性的影响开展了分析研究,采用数值模拟的方法在不同煤层倾角、瓦斯压力的条件下对隧道预留安全岩柱进行分析,得出煤层在不同空间位置情况下岩柱最小值与瓦斯压力的关系,并拟合出二维表达式。对其他类似地层条件下瓦斯突出隧道的岩柱预留厚度进行推广和应用。应用数值模拟的方法下对全断面法、台阶法、CD法进行分析,从位移的角度对比分析,得到煤层合理的揭开方法。通过数值模拟的结算结果、现场实际情况和经济角度的考虑,认为对于羊角垴隧道采用台阶法施工较为合理。对羊角垴隧道揭煤防突进行合理设计。包含煤与瓦斯突出性预测、防突措施、效果检验和揭煤方法。