煤炭在我国能源发展中占据至关重要的地位,在今后很长一段时间内,我国能源利用仍将以煤炭为主。在煤矿生产事故中,瓦斯爆炸事故是经济损失最大、人员伤亡最多的事故,也是造成社会影响最大的事故,煤矿瓦斯爆炸事故仍然是制约煤炭工业生产安全的关键因素。本文运用非线性科学、系统科学、安全科学、矿井通风与安全学、现代应用数学、计算机科学等相关理论,采用理论分析、文献研究、现场数据采集和计算机应用相结合,对煤矿瓦斯爆炸的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等基本要素进行了分析和探讨并进行了分类研究,统计分析了1988年至2008年间563次瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆地点和引爆火源的耦合规律和特征;在事故致因理论基础上构建了煤矿瓦斯爆炸事故演化的“人—机—环境—管理”分析模型,对人的不安全行为和物的不安全状态等事故演化要素进行了分析研究,提出了煤矿瓦斯爆炸事故演化要素的分类以及统计分析了事故演化要素的耦合规律和特征;建立了煤矿瓦斯爆炸事故演化的尖点突变模型并对瓦斯爆炸事故演化的突变特性进行了分析和探讨;分析了目前瓦斯危险性评价方法与模型以及存在的问题,阐述了危险性评价指标体系建立的原则,构建了危险性评价指标体系;对层次分析法和灰色聚类法等危险性评价方法进行了分析,在研究基础上应用层次分析法和灰色聚类法相结合,建立了煤矿瓦斯爆炸危险性评价的非线性多层次灰色评价模型,对危险性评价程序和步骤进行了阐述并给出了评价实例;充分利用计算机技术进行煤矿瓦斯爆炸事故数据分析和危险评价软件系统的研究和开发。研究和探索瓦斯爆炸事故的演化特性、发生规律以及有效的预防控制理论和技术,为建立煤矿长效安全机制和改善矿井安全状况以及推进我国矿山生产领域安全科技进步,提高矿山企业防灾、抗灾能力,促进煤炭工业的可持续发展均具有重要意义。