我国的煤炭资源储量丰富,但大部分矿井都属于高瓦斯或突出矿井,瓦斯爆炸事故是煤矿生产中最严重的灾害之一,严重威胁矿工生命和国家财产安全。自动喷粉系统是目前最为常用的一种主动式抑爆装置,是有效抑制瓦斯爆炸的手段之一。其中,瓦斯抑爆粉体是该系统的重要组成部分,其抑爆性能是决定系统能否迅速有效抑制爆炸的关键因素。因此,提高粉体瓦斯抑爆性能对于提升自动喷粉抑爆系统抑制瓦斯爆炸的效率具有极其重要的意义。本文通过研究抑爆粉体的粒径、孔径、官能团、组分等物理化学特性对其瓦斯抑爆特性的影响,厘清二者之间的科学联系,为开发新型高效瓦斯抑爆粉体和提升现有瓦斯抑爆粉体的抑爆性能提供理论支持。研究的工作主要分为以下四个部分:（1）为研究粒径对抑爆粉体性能的影响,选择平均粒径（D[3,2]）分别为19.8μm、13.7μm和3.52μm的三种二氧化硅粉体,通过20 L球形爆炸系统研究其对最大当量瓦斯爆炸压力的抑制作用,利用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了不同粒径二氧化硅在受限空间爆炸场中的吸热效应,阐明了粉体粒径尺寸效应引起的抑爆增效作用。研究结果表明:二氧化硅的抑爆作用随着粒径的减小逐渐增强,这是由于粉体粒径越小,比表面积越大,吸收热量的能力越强,从而导致其抑爆性能越强。（2）为研究孔径对多孔抑爆材料瓦斯抑爆特性的影响规律,选取中值孔径分别为0.83 nm、1.61 nm和2.42 nm的三种沸石粉体,开展了不同孔径尺寸分布范围沸石粉体的瓦斯抑爆特性对比研究,理清了微孔和介孔沸石粉体的瓦斯抑爆规律。研究结果表明:沸石粉体的抑爆性能随着孔径增大而增强,当粉体浓度为0.2g/L时,三种沸石粉体分别使瓦斯爆炸的压力降低了49.9%、66.9%和79.7%,爆炸火焰传播速度下降了39.3%、67%和78.9%。当粉体中值孔径为2.42 nm的沸石粉体的浓度达到0.2 g/L时,瓦斯爆炸出现了较长的感应期,爆炸火焰的前锋遭到破坏,靠近管道壁的部分火焰发生卷吸,达到了理想的抑爆效果。这可能是由于中值孔径为2.42 nm的沸石吸附甲烷分子的能力最强,最大程度降低了混合气体中瓦斯的浓度,因此表现出最好的抑爆效果。（3）为了研究不同官能团改性对粉体的抑爆性能的影响,采用多巴胺自聚合和全氟癸基三乙氧基硅烷水解改性法分别制备了表面接枝氨基和氟基的两种二氧化硅,研究了表面官能团改性对粉体瓦斯抑爆性能的增效作用,分析了氨基二氧化硅和氟基二氧化硅的瓦斯抑爆机制。研究结果表明:官能团改性有效提高了二氧化硅惰性粉体的瓦斯抑爆作用,氨基改性二氧化硅的抑爆性能更加优异。与纯二氧化硅粉体相比,添加了氨基二氧化硅粉体后的瓦斯最大爆炸压力最多下降了30.5%,爆炸火焰传播速度最大下降了40.8%;同样,添加了氟基二氧化硅粉体后的瓦斯最大爆炸压力最多下降了16.2%,爆炸火焰传播速度最大下降了20.7%。基于分子动力学原理,分别进行了甲烷、氨基、氟基与引发瓦斯爆炸链式反应H·自由基反应的过渡态计算,结果表明H·与甲烷反应需要的能量最高,H·与氨基和氟基的结合能较低,因此H·会优先与氨基和氟基反应,使瓦斯爆炸的链式反应中断,从而更好的抑制瓦斯爆炸。（4）采用共沉淀法制备了一种新型镁铝水滑石抑爆粉体,研究了粉体组分和热解特性对粉体的抑爆性能的影响,并分析讨论了水滑石粉体的瓦斯抑爆机理。研究结果表明:该新型镁铝水滑石粉体具有优异的瓦斯抑爆性能,添加了镁铝水滑石粉体后的瓦斯最大爆炸压力下降了77.7%,爆炸火焰传播速度下降了66.3%,其抑爆性能远远优于现有氢氧化镁和氢氧化铝抑爆剂的抑爆性能。这是由于镁铝水滑石粉体不仅具备氢氧化镁、氢氧化铝粉体相似的吸热特性,并且在热解过程中释放出CO2气体,能够降低甲烷和氧气的浓度,从而表现出更加优异的抑爆性能。