本文通过实验研究的方法对在不同甲烷浓度、薄膜障碍物数量以及不同浓度梯度下管状空间内的甲烷爆炸传播规律进行深入的研究,为预防煤矿瓦斯爆炸事故、应急救援和事故调查等工作提供重要的理论和技术支持,为甲烷等可燃气地面管道安全输送技术装备开发提供一定技术支持。在对甲烷爆炸的传播过程进行理论分析和实验分析的基础上,制定实验方案,设计合理的实验工况,布置压力火焰传感器,对实验步骤进行了详细的介绍,并绘制了爆炸激波管的管路连接系统图;以火焰传播速度以及爆炸压力峰值变化等特征参数为研究对象,利用华北科技学院的爆炸激波管试验平台,通过爆炸激波管对不同浓度甲烷爆炸传播进行了实验研究,分析了不同甲烷浓度、阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物数量及不同浓度梯度对甲烷爆炸过程中火焰传播速度和爆炸压力的激励效应。本论文的研究结果对煤矿瓦斯爆炸传播过程的分析及瓦斯爆炸事故预防和事故分析有一定的指导作用。得到结论如下:(1)与均匀浓度条件下相比,具有浓度梯度分布下甲烷爆炸传播过程中火焰传播速度和压力峰值成倍增加,柔性障碍物产生强烈的激励效应。在同浓度梯度条件下,不同阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物数量对甲烷爆炸压力都起到正激励效应。(2)在单一的阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物存在时,当浓度梯度低于甲烷爆炸下限,甲烷爆炸产生的沿程爆炸压力比在其他浓度梯度条件下的甲烷爆炸产生的沿程爆炸压力先到达压力峰值。在单一的阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物存在时,当甲烷浓度高于爆炸下限5%,才能产生强烈的激励效应。(3)由于对阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物与浓度梯度耦合条件下甲烷爆炸传播特性的实验研究中爆炸超压值相对过大,无法设置光学视窗进行观察,在下一步的研究中将会对此进行改进并展开深入研究。(4)与刚性障碍物不同,阻塞率100%可破裂的薄膜障碍物被冲破后会加剧紊流度,最大压力峰值不在障碍物附近而是在在管道后方达到最大压力峰值,可为部分甲烷爆炸事故调查提供一定的依据。本文包含42张图,7张表以及57条参考文献。