煤与瓦斯突出物理模拟试验是研究突出机理的有效手段,本文通过现场资料总结、理论分析、实验室试验、数值模拟的方法,进行了突出煤与煤与瓦斯突出特征、煤与瓦斯突出原型几何尺寸、相似模型几何尺寸、力学加载系统、相似材料配比方法及相似模型制作工艺等研究,为相似模拟相似性提供了保障。得到了如下主要研究结论：(1)通过煤与瓦斯突出现场资料及现有研究成果的统计分析,得到突出煤层具有结构破坏程度高、孔隙发达、比表面积庞大、吸附瓦斯性能强、解吸速度快、渗透性和抗压强度低等特征；而突出孔洞的口小腔大、抛出煤岩量、伴随大量瓦斯涌出的特征是煤与瓦斯突出区别于其他煤岩动力灾害的重要特征。(2)采用量纲分析法推导了基于“煤与瓦斯突出力学作用机理”的煤与瓦斯突出相似准则,得到了几何相似、载荷和材料性质相似、瓦斯赋存和瓦斯涌出参数相似的统一相似准则,为煤与瓦斯突出相似模拟材料及系统相似性研究奠定了基础。(3)推导得出了典型煤与瓦斯突出原型几何尺寸为深度12.3m、宽度6.5m、突出孔洞口直径0.68m,研究了突出相似模拟系统,包括相似模型几何尺寸、力学加载系统加载能力及刚度、含瓦斯煤赋存系统承压能力、突出口开启诱发突出方式等,保证了相似模拟的几何相似、力学加载相似。研究成果指导构建了相似试验系统。(4)选择碎煤、水泥、活性炭、沙子和水作为相似材料的原料,采用均匀试验方法,研究了相似材料单轴抗压强度、坚固性系数、弹性模量、密度等物理力学性质与原材料比例间的量化关系；同时通过相似材料吸附解吸参数测试、渗透性试验、试验考察尺度效应及保压时间对相似材料试件力学强度的影响,得到了突出模拟相似材料配比方法与模型制作工艺,保证了煤与瓦斯突出相似模拟材料性质与运动的相似性。(5)根据研制的煤与瓦斯突出相似模型试验系统及相似材料参数,建立了固—气耦合的数值模型,应用RFPA2D Gas-Flow、Fluent模拟软件及试验系统研究了煤与瓦斯突出孕育、发生发展、停止的过程,以及煤与瓦斯流在巷道内的运动规律,得到了突出参数的时、空演化规律,验证了突出模拟系统及相似材料的相似性以及为煤与瓦斯突出相似模拟试验提供了指导。