甲烷浓度低于30%的煤矿瓦斯称为煤矿低浓度瓦斯。目前国内外对爆炸浓度内的煤矿低浓度瓦斯无法实现安全直燃处理,通常将其直接排放到空气中,造成能源浪费和环境污染。金属纤维燃烧器是一种多孔介质燃烧器,适合全预混燃烧,可以安全利用可爆范围内的瓦斯气体,在提高煤矿低浓度瓦斯利用率的同时还可有效减少甲烷排放,具有很好的环保性和经济性。本文设计搭建了煤矿低浓度瓦斯金属纤维燃烧器直燃实验系统,结合理论分析对其燃烧煤矿低浓度瓦斯时的性能进行了研究,主要研究内容及结果如下:首先介绍了一种基于本实验系统的金属纤维燃烧器局部阻力系数的计算方法,并使用该方法计算了不同孔隙率及织布层数的金属纤维燃烧器的局部阻力系数。对比分析了燃烧器头部静压力的实测值和理论值,验证了计算结果的可靠性和准确性。其次测试了不同金属纤维织布孔隙率及厚度的金属纤维燃烧器燃烧不同甲烷浓度瓦斯时的稳定燃烧面积热强度范围和负荷调节比。实验结果表明,在本文研究的甲烷浓度范围内（6%～10%）,单层织布孔隙率为92.65%时,最大负荷调节比为46.50,最小负荷调节比为28.22。面积热强度上限最高为2650.52k W/m~2,面积热强度下限最低为55.89k W/m~2。随着甲烷浓度的升高、织布孔隙率的增大以及厚度的增加,稳定燃烧的面积热强度范围会扩大,负荷调节比也越大。单层织布燃烧器更容易着火,双层织布次之,无织布最不容易着火。然后测试了不同金属纤维织布孔隙率及厚度的金属纤维燃烧器在不同燃烧负荷下燃烧不同甲烷浓度瓦斯时的火焰温度和内壁温度。实验结果表明,金属纤维燃烧器燃烧煤矿低浓度瓦斯时,有着良好的阻火特性和安全性。燃烧时出现过的最高火焰温度为1181.4℃,最高内壁温度为79.78℃,均处于安全范围。最后测试了不同金属纤维织布孔隙率及厚度的金属纤维燃烧器在不同燃烧负荷下燃烧不同甲烷浓度瓦斯时对应的NOx、CO和CH4排放量。实验结果表明,金属纤维燃烧器燃烧煤矿低浓度瓦斯时,有着低水平的污染物排放量。NOx排放量最大为35.22 ppm,CO排放量最大为10.06 ppm,CH4排放量最大为3720 ppm。