工业上存在着大量0.1-5%浓度范围内的低浓度瓦斯，这些低浓度的瓦斯由于可燃成分稀薄，难以被常规燃烧技术所利用，通常被直接排空。将瓦斯直接排放到大气中，一方面造成了有限的不可再生资源的巨大浪费；另一方面由于甲烷的强烈温室效应以及对大气臭氧层的破坏，加剧了大气污染。因此，合理利用低浓度瓦斯具有节能和环保双重意义。低浓度瓦斯燃烧的化学动力学及稳定性是低浓度瓦斯利用的两个核心问题，本文围绕这两方面问题进行研究，主要工作和结论如下：首先，基于激波理论以及甲烷燃烧机理GRI3.0，对激波诱导低浓度瓦斯燃烧进行了理论分析，并在此基础上采用大型燃烧软件Chemkin对激波诱导下煤矿低浓度瓦斯的点火延迟时间进行了数值模拟。通过基元反应敏感性分析、自由基的峰值分布以及CH₃峰值时刻与温度梯度最大值时刻的吻合性三方面进行分析，定义了CH₃峰值出现时刻为超低浓度瓦斯点火延迟时间。并研究了激波速度、瓦斯浓度、初始温度、初始压力对点火延迟时间的影响。研究结果表明增加激波速度、瓦斯初始温度、初始压力会导致点火延迟时间缩短，而瓦斯的浓度变化对其点火延迟时间影响较小。其次，采用全混流反应器（PSR）与柱塞流反应器（PFR）模型，对低浓度瓦斯的燃烧稳定性进行了数值模拟，研究了驻留时间、瓦斯浓度、预热温度、热损失、瓦斯质量流量等参数对低浓度瓦斯燃烧稳定性的影响。结果表明：（1）要维持低浓度瓦斯的稳定燃烧，需使驻留时间大于临界驻留时间或质量流量小于临界质量流量；（2）要使4%浓度以下的瓦斯稳定燃烧，必须对瓦斯进行预热，瓦斯浓度每下降1%，预热温度需提高200K左右。（3）热损失会显著降低初始温度，并进而导致临界质量流量降低。（4）由于点火延迟时间的影响，要维持低浓度瓦斯的稳定燃烧，需要保证一定的燃烧室长度，且该长度会受瓦斯流量、瓦斯浓度、热损失等的影响而变化。最后，基于超焓理论，通过采用内置多孔介质的瑞士卷实验平台，对低浓度下的瓦斯气体的稳定性进行了实验研究。通过对点火启动方案的分析，选择了采用电火花在燃烧中心区缝隙中点火的方案，并成功实现了点火。低浓度瓦斯燃烧稳定性实验表明：（1）在相同浓度下瓦斯气体流量的增加以及相同流量下瓦斯浓度的减小，均会使得火焰中心有向中下游漂移的趋势；（2）通过实验结果与模拟结果的对比表明，模拟结果与实验结果所展示的规律具有较好的吻合性，但由于实验条件与模拟条件存在一定的差异，实验结果所显示的低浓度的燃烧稳定性比模拟结果要差一些。