由瓦斯泄漏引起的爆炸事故一直是煤矿领域中亟需解决的问题,众多学者也采取了许多相应措施,如采用瓦斯浓度监测、抽放技术和超细水雾抑爆技术等。为了有效提高超细水雾抑爆效率,本文自行搭建甲烷抑爆实验平台,分别进行二氧化碳,七氟丙烷、超细水雾、七氟丙烷/二氧化碳混合气体和混合气体与超细水雾抑爆研究,以爆炸超压,火焰传播速度和火焰传播结构等参数的变化为分析依据,最终得到七氟丙烷/二氧化碳混合气体与超细水雾协同抑爆机理,具有一定理论价值和实际意义。本文分别对七氟丙烷/二氧化碳混合气体以及混合气体与超细水雾之间的相互协同机制进行研究,依次揭示了混合气体之间和混合气体与超细水雾之间抑制甲烷爆炸的耦合机理,为促进甲烷抑爆技术的发展提供了科学支撑。首先进行二氧化碳、七氟丙烷和超细水雾单独抑制甲烷爆炸实验研究,结果表明:少量二氧化碳对甲烷爆炸的抑制效果十分微弱,只有体积分数大于12%时才会展现出较好的抑制效果;同等体积分数下,七氟丙烷对甲烷爆炸的抑制效果要优于二氧化碳;少量超细水雾即能达到较好的抑制效果,但是随着超细水雾喷雾量的增加,超细水雾抑爆效果的提升幅度逐渐减弱。然后探究七氟丙烷/二氧化碳混合气体以及混合气体与超细水雾协同抑爆效果,通过分析爆炸超压、火焰传播速度和火焰传播形状等参数变化,发现七氟丙烷与二氧化碳的混合比例能够影响两者之间的协同抑制效果,只有当七氟丙烷在混合气体中的体积分数小于40%时,七氟丙烷才会与二氧化碳展现出正协同作用。同时,当七氟丙烷/二氧化碳混合气体与超细水雾协同抑制甲烷爆炸时,混合气体的加入能够有效提升超细水雾对甲烷爆炸的抑制效果。最后将数值模拟与实验结果相互验证,结合模拟数据中的火焰温度参数和实验数据中的爆炸超压、火焰传播速度和火焰传播结构,得出七氟丙烷/二氧化碳混合气体与超细水雾耦合作用机制。即当混合气体与超细水雾同时抑制甲烷爆炸时,由于混合气体的物理和化学抑制作用有效降低了火焰传播初期的爆炸温度,使超细水雾能够在管道停留更长时间,充分发挥超细水雾的物理抑制作用,从而促进超细水雾抑爆效果。