瓦斯排往大气不仅会对空气造成污染，同时是一种能源浪费。如井下作业机器能以燃用瓦斯为动力，既能解决瓦斯排放的污染问题，同时也能充分利用瓦斯。本文以汽油机改为天然气动力发动机为基础，研究燃用不同甲烷浓度天然气的发动机性能；通过软件模拟对压缩比、点火提前角进行优化分析，对发动机点火源、表面温度进行多孔材料防爆实验，满足发动机井下防爆要求，为燃气发动机在井下安全作业提供参考依据。本文利用内燃机工作过程模拟计算软件GT-POWER建立汽油机燃气燃烧模型；建立乙烷、丁烷燃料库来完善天然气燃料库。利用验证后的汽油机模型进行燃气发动机燃用不同甲烷浓度天然气的动力性能模拟分析。同时根据燃烧特性对压缩比、点火提前角进行改进，进行更加全面的分析。模拟分析为今后的试验研究奠定理论基础。结合井下发动机防爆要求，对发动机点火源和表面温度分别进行多孔材料的阻火和隔热实验。阻火实验表明多孔材料阻火器可有效的通过可燃混合气，并在一端爆炸的气体通过阻火器后可将火焰熄灭；隔热实验表明适当厚度的多孔材料对发动机表面温度进行隔热，可满足发动机防爆标准，为后续的燃气发动机轻量化防爆提供参考依据。