近几年来,我国重特大瓦斯事故不断发生,在国内外造成了极其恶劣的影响和巨大的经济损失。在我国的煤与瓦斯突出事故中,“三软”煤层中发生的突出占有一定的比重,尤其是在河南西部矿区“三软”煤层普遍存在。为了有效地预防和治理“三软”煤层煤与瓦斯突出事故,运用理论分析、软件拟合、实验室实验和现场观测等方法,对河南西部GC煤矿“三软”煤层瓦斯参数变化特征及突出预警模型进行了系统、深入研究,最后对“三软”煤层采煤工作面进行了煤与瓦斯突出预警实例分析和验证,得出了如下结果和结论:(1)根据Darcy定律、质量守恒定律和流体力学中微分形式的运动方程,建立了两个瓦斯流动的偏微分方程并联立求解,得出了煤层中径向不稳定流和球向不稳定流的瓦斯压力场方程,表明瓦斯压力p与时间t成反比,与半径r成正比;根据瓦斯压力场方程和达西定律推导出了半径为r的圆上单位面积瓦斯流量方程和煤层透气性系数λ的方程,这些参数都是关于时间t和距钻孔(或巷道)中心的距离r的函数。(2)利用理论分析和数值模拟对采煤工作面前方支承压力、煤层钻孔瓦斯涌出初速度、瓦斯涌出量、煤层透气性系数等瓦斯参数进行了分析研究,研究结果表明,这些参数具有相似的或相反的变化规律,是关于距煤壁距离x或者观测时间t的S型曲线和倒S型曲线的组合。煤层透气性系数、采煤工作面超前支承压力、煤层瓦斯压力关于距煤壁距离的曲线形式具有不很严格的对称性。结合“三软”煤层煤矿具体地质条件,可确定出煤层瓦斯参数变化规律,从而为矿井瓦斯灾害防治提供有效的理论指导。(3)构建了二维瓦斯流动方程和三维椭球体内部瓦斯流动方程,利用该方程解释了煤与瓦斯突出的过程。(4)对“三软”煤层煤与瓦斯突出的危险性进行了事故树分析,确定出了突出发生的概率,得出了突出发生的可能途径和预防突出的途径,最后确定出了导致突出的各因素的重要性排序。(5)构建了“三软”煤层煤与瓦斯突出预警的指标体系,该体系中包括煤层瓦斯压力、瓦斯放散初速度等8个指标;利用AHP方法确定出了各预警指标的权系数,基于事故树分析中基本事件的临界重要度,确定出了预警指标的权系数,将两者合成为综合权系数。(6)构建了基于可拓理论和综合权系数的可拓预警模型,并对GC煤矿“三软”煤层采煤工作面的突出危险性进行了预警分析,预警结果属于一般警度等级。