由于水玻璃溶液能与酸和盐类等物质反应，生成难溶的硅酸凝胶或硅酸盐化合物，而凝胶具有挂壁性、渗透性和良好的弹性等优点，可以在煤体裂隙中边渗透，边增稠，所以凝胶在矿井防灭火中已得到了广泛的应用。现在较为常见的凝胶促凝剂主要存在有氨气释放、强腐蚀性或价格高昂等的缺点，所以研究一种环保且价格低廉的无氨凝胶材料，对提高煤矿防灭火水平，减少灾害损失，保护井下作业人员的身体健康具有重要的现实意义。本文首先根据胶体化学和Lewis酸碱电子理论研制出一种环保的FA促凝剂，通过改变促凝剂、水玻璃比例及调节温度等方法控制其成胶时间，使用交叉分析法研究3个因素与凝胶成胶时间的关系，建立数学物理模型；对凝胶的渗透性、强度和热稳定性进行定量分析，找出不同比例材料对凝胶各种特性的关系；使用STA449C型热分析仪研究凝胶的固水性及热特性，采用着火活化能对比法分析了新型凝胶对淮北气肥煤、义马长焰煤和平顶山烟煤阻化性能的影响；然后通过添加不同的改性材料，研究其对凝胶强度和热稳定性的影响，并使用正交分析法，找出FA促凝剂、水玻璃和膨润土对成胶特性影响的强弱和主次，优化凝胶材料配比，并对膨润土改性凝胶的成胶机理进行分析；最后以义马煤业集团股份有限公司跃进煤矿25110工作面为研究背景，进行现场工业性试验，取得了良好的防灭火效果。