目前全国大部分地区的浅煤层可采资源都已趋近枯竭,而随着开采深度的增加与开采环境的变化,煤矿自然灾害的发生也不断增加。其中煤炭自然发火导致的煤矿火灾事故到目前为止依旧是世界性难题,煤自燃给井下工作人员安全和设备都造成了巨大的危害,给国家资源也造成了严重的资源经济损失,同时煤自燃时放出的大量有害气体也对国家碳中和、碳达峰事业造成不小挑战。为了防治煤自燃,灌浆、阻化剂、均压通风、凝胶、泡沫等各种防灭火技术应运而生,基于此,本文也制备了一种新型防灭火材料—矿用CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫。并对其防灭火特性进行研究,利用阻化实验和灭火实验对其煤自燃防灭火机理进行分析。（1）本文使用羧甲基纤维素钠作为凝胶剂和稳泡剂,柠檬酸锆作为交联剂,葡萄糖酸-δ-内酯作为PH改性剂,利用Waring Blender法对8种表面活性剂进行发泡能力测试,优选出的3种发泡能力最强的表面活性剂进行复配实验,确定出发泡能力最好的一组作为发泡剂,4种材料通过控制变量和正交实验,结果综合考虑发泡体积、成胶时间及经济成本确定出CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫材料的制备配方为:复配发泡剂（wt,0.6%）,CMC溶液（wt,2%）,ZrCit溶液（wt,1%）,GDL溶液（wt,2%）。（2）通过保水性实验,测试了CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫材料的热稳定性,在140℃中高温环境下持续1 h后,凝胶泡沫最大保水率仍能达到9.7%。通过渗透性实验测试了不同配方的凝胶泡沫和水在煤块中的渗透性,发现粘度越小,渗透率越大,水基本不能在煤层的表面存留,而凝胶泡沫部分渗透在煤体裂隙中,封堵漏风通道的同时,还会有部分在煤层表面覆盖隔绝氧气。通过粘结性实验,测试了不同配方凝胶泡沫的粘结性,粘度大的凝胶泡沫会粘结更多的碎煤形成一个整体覆盖在煤层表面隔绝氧气。利用NDJ-5S型旋转粘度计测试了粘度变化与胶凝剂浓度之间的关系,并以此确定胶凝剂浓度对凝胶泡沫体系流动性的影响关系。（3）通过煤氧复合升温氧化实验研究凝胶泡沫对煤样升温氧化过程中的指标性气体CO释放量及耗氧速率的影响,在煤样中加入凝胶泡沫后指标性气体CO的释放量降低了58.67%,耗氧速率降低了82.61%,证明凝胶泡沫对煤体氧化升温过程的影响是显著的,通过热同步分析仪分析凝胶泡沫对不同煤种升温氧化过程中质量和热量的影响,发现添加凝胶泡沫之后,不同煤种质量与最大放大放热功率都有不同程度的降低,而经凝胶泡沫处理后的煤样活化能分别增大了0.69%和7.5%。利用红外光谱仪分析添加凝胶泡沫对煤样中微观官能团的影响,实验证明,经凝胶泡沫处理后的煤样中羟基官能团数量会减少,甲基亚甲基和羰基基团数量会增加,整个体系的活化能也会随之增加,提高了煤自燃氧化反应难度。最后进行灭火实验验证凝胶泡沫可以有效的将燃烧的煤样熄灭,而且不会有复燃的现象发生。从物理化学的角度综合分析了CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫材料的防灭火机制,结合实验结果表明本文研制的CMC/ZrCit/GDL防灭火凝胶泡沫是一种成胶时间可控,成本低,热稳定性强,可向采空区高处堆积,有着良好阻燃阻化效果的新型防灭火材料。