为揭示煤矿灾害孕育、发展、发生及演化的本质规律,开辟煤矿灾害主动安全防控的新途径,采用理论分析、现场监测与工程试验相结合的研究方法,建立了适用于描述煤矿安全问题的煤矿安全结构模型。构建了煤矿灾害安全结构的危险性度量、预测及主动管控的理论体系,并将其应用于煤矿回采工作面瓦斯浓度的主动管控中。主要研究成果如下:建立了煤矿生产环境的拓扑结构和生产活动的拓扑结构,并基于因素空间理论,构建了承载煤矿环境状态的环境因素空间藤以及承载活动状态的原子活动因素空间。在此基础上,建立了煤矿安全结构模型,给出了安全结构中因素状态之间作用关系以及状态增量关系的函数表达。构建了煤矿活动—环境的综合作用关系方程和原子环境状态的转移方程,阐明了煤矿生产活动与环境的综合作用机制及环境状态的转移机制。分析了煤矿安全结构形态演化的内在机制和规律,从而揭示了煤矿灾害演化的本质规律。给出了煤矿灾害本质因素的定义,并通过建立因素约简、因素集完备性检验和因素独立性检验的算法,确定了灾害的本质因素集。基于因素空间理论中概念内涵的量化方法,建立了煤矿灾害本质因素的精确表现外延隶属函数,从而确定了灾害的失稳域。依据煤矿灾害的失稳域,给出了煤矿安全结构原子环境失稳域和原子活动失稳域的定义及其确定方法。在此基础上,建立了主动辨识煤矿灾害安全结构的判据。通过建立原子环境因素状态与原子环境失稳域之间的距离、距离变化率、运动方向及各参数间相关关系的数学描述,构建了煤矿灾害安全结构动态危险性的度量模型。借助煤矿灾害安全结构中因素状态之间的作用关系,给出了原子环境因素状态的预测函数,从而建立了煤矿灾害安全结构危险度的预测模型。通过建立原子活动因素状态与原子活动失稳域之间的距离、距离变化率、运动方向及各参数间相关关系的数学描述,构建了煤矿灾害安全结构危险度的超前预测模型。动态危险性度量、预测和超前预测模型共同组成了煤矿灾害安全结构动态危险性的度量与预测体系。通过分析煤矿灾害安全结构状态调控过程的时域响应效果,提出了危险度动态阈值的概念,并开发了煤矿灾害安全结构的危险度动态阈值模型。依据安全结构中因素状态的增量关系函数,给出了煤矿灾害安全结构的状态调控函数。依据煤矿灾害安全结构的动态危险度、危险度动态阈值、危险度预测及超前预测,构建了由超前前馈控制、前馈控制和基于危险度动态阈值的反馈控制共同组成的煤矿灾害安全结构的三级梯次主动安全管控机制。基于构建的煤矿灾害安全结构危险性度量、预测和主动管控的基本理论模型,以同忻矿8201工作面回风流瓦斯浓度为工程控制对象,建立了瓦斯浓度安全结构组。并将煤矿灾害安全结构的主动管控理论应用于瓦斯浓度安全结构组的主动管控,有效控制了工作面的瓦斯浓度,保障了生产安全。该论文有图50幅,表12个,参考文献139篇。