随着我国国民经济与社会的持续发展,能源的需求量日益增多。煤炭作为当今主要的能源之一,其开采量和开采深度在不断增加。随之而来的就是瓦斯排放量也在逐年增加。煤矿抽采的甲烷在我国有些煤矿企业用作发电,但由于排放甲烷浓度较低,利用难度大,一般通过燃烧后排入空气。但在排放的过程中会发生回火的问题,给煤矿生产带来一系列的安全问题。基于此,本课题组与澳大利亚CSIRO合作,针对煤矿井下瓦斯排放带来的火焰燃烧的阻燃问题开展了研究工作。本文的主要工作为：针对与实际相符的瓦斯成分,研究其爆炸极限及火焰的熄灭机理和条件,为设计能够工业应用的阻火器提供技术支持。在混合气体爆炸极限方面的研究是以化学平衡和吉布斯自由能为基础,采用ChemKin数值模拟软件并选取临界温度1450K作为混合气体是否可燃的判别标准,预测了混合气体爆炸极限。并以此预测结果为基础设计了一套实验装置,测定特定当量比下的混合气体的爆炸极限。同时研究了N2、C02等惰性气体对混合气体爆炸极限的影响。在7L爆炸容器内,用距点火源100mm处的光电传感器来捕捉火焰信号,以3次重复实验均未记录到火焰信号来判断混合物是否被点燃。据此对瓦斯和空气的混合气体的爆炸极限进行测量,得到了甲烷与二氧化碳按不同比例混合时在空气中的爆炸极限。在阻火方面,主要研究可燃气体在管道传输过程中意外点燃时火焰在管道内传播经过阻火器后火焰熄灭的机理及效率,研究了矩形截面管道中不同宽度狭缝装置对火焰燃烧的影响。通过改变预混气体中甲烷的含量来调整火焰进入狭缝时的速度,采用数值模拟方法和高速摄影测试方法,得出了狭缝宽度与火焰速度和淬熄长度的指数关系,为阻火器的设计与选择提供了主要的参考依据。采用Fluent软件数值模拟了火焰在狭缝内的传播和淬熄,并以1000K为火焰熄灭的临界温度,定性分析了不同火焰速度、不同狭缝宽度、不同截面形状对淬熄长度的影响程度。本文首次把定性仿真技术应用到预混气体火焰淬熄方面研究中,并用实验测试数据进行验证。验证结果比较满意,为研究预混气体火焰传播规律又提供了一种方法。本文研究的瓦斯(甲烷)和空气预混气体的爆炸极限对指导工业安全具有一定的参考价值；研究得到的火焰在狭缝内的淬熄长度与火焰速度、狭缝宽度的关系,对工业上指导阻火器选择和设计也具有应用价值。