煤炭自燃火灾危害严重影响着矿井生产安全,一旦发现矿井内有火灾发生,很难控制火势。为降低损失,阻化剂、有机泡沫等防灭火材料相继被研究开发,但因其存在着稳定性差、灭火周期短等缺点。因此,研制出性能优越的无机三相泡沫防灭火材料,通过对无机三相泡沫发生器内部数值模拟,设计出适配无机三相泡沫防灭火材料发生器具有重要的现实意义。本文分析无机三相泡沫的原料性质及其作用原理,开展无机三相泡沫的制备及性能研究实验、无机三相泡沫防灭火模拟实验和对泡沫发生装置结构模拟设计研发。得到无机三相泡沫制备和性能相关实验研究数据和模拟数值。首先对多种单一发泡剂进行泡沫性能试验以及优选单一发泡剂后的复配实验,确定最优复配比例和最优复配浓度值,并研究稳定剂和黏结剂添加量对泡沫性能的影响。其次以实验数据为基础,从水灰比、p H值以及环境温度三个方面出发,量化分析三者对无机三相泡沫性能的影响。接下来通过灭火降温实验和煤自燃倾向性实验验证无机三相泡沫防灭火效果。为能制备出高质量的无机三相泡沫,利用CFD软件模拟文丘里管内速度场、压力场以及湍流强度,通过对比速度场、压力场及湍流强度从而选出最优的扩散角。最后研究设计并研发了适配无机三相泡沫的泡沫发生装置,对比分析了制备的无机三相泡沫与其他灭火材料的泡沫性能。实验结果表明:优选得到6种性能优越的单一发泡剂,两两复配后得到3:2的最优复配比例和最优复配浓度为0.2%。当添加的稳泡剂和黏结剂浓度分别为2%和1.6%时,能够在一定程度上优化泡沫性能。当水灰比为5:1、p H值为9时泡沫体积最大为572ml,析液量最小为12ml。当扩散角在40°至55°区间时,最小压力值达到最大为2.32×10~5Pa,湍流强度显著增大。选择扩散角55°作为泡沫发生器设计扩散角,设计适配无机三相泡沫发泡装置,为后续学者提供参考和更好的实际应用。本论文有图51幅,表10个,参考文献96篇。