煤矿安全事故的频繁发生给煤矿安全生产造成巨大威胁,一旦发生爆炸事故往往会造成重大人员伤亡和经济损失。抑爆系统为煤矿生产提供了必要的安全保障。主动或被动措施对气体爆炸的抑制特性,已成为众多学者研究热点。泄压口是释放能量的被动措施,有着良好的抑爆作用。与此同时,抑制剂在煤矿安全中起到了重要作用。开口阻塞比反映了泄压面积的大小,对抑制剂粉体抑爆效果有着重大的影响。另外,不同尺度下的粉体抑爆特征参数也会存在较大差异。因此本论文主要有两个研究任务。第一个任务是,系统研究开口阻塞比对粉体抑制甲烷/空气预混气体爆炸特性的影响规律。另一个重要任务是,在被动措施对主动措施的影响规律及复合粉体抑爆特性的研究基础上,开展长径比为5-10的管道内复合粉体抑爆特性参数实验研究,以期望能归纳总结出粉体抑爆的尺度效应。研究表明,管道两端的超压峰值及超压峰值下降率随开口阻塞率的变化规律一致,即随着开口阻塞比φ值的增加(直到φ=0.7),超压峰值略有增加,然后随φ值急剧上升。对于超压峰值下降率DMPP而言,随着φ值增加,DMPP值先增加后减小。在中等阻塞比下(φ值在0.4~0.6之间),DMPP值达到最大,粉体抑爆效率最好,此时的φ称为最佳阻塞比。在粉体抑爆尺度效应研究中,相较其他粉体浓度下的抑制效率,粉体浓度为160g/m~3与200g/m~3时,不同长度管道内超压峰值下降率几乎最大。因此管道长度对粉体最佳抑制浓度影响不大。但在粉体浓度160g/m~3与200g/m~3抑制作用下,随着管道长度由40cm增加至80cm时,两条火焰前锋位置曲线彼此接近;而当管道长度大于80cm时,两条火焰前锋位置曲线基本重合。这是由于不同长度管道内的粉体分解模式存在较大差异。管道长度越长,由粒子云外鞘分解向单颗粒分解逐步转变越明显,使得同一高浓度粉体抑制效果越显著。对于球形火焰阶段,较大截面积工况的超压上升趋势较为平缓,火焰亮度较暗,爆炸的剧烈程度较弱,表明火焰受到较强粉体抑制作用;火焰传播后期管内超压剧烈下降,此时火焰前锋距离泄压口较远,表明较大截面积管道内的火焰会较早受到开口端的泄压作用。管道截面积也能显著影响粉体的抑制效果,并且截面积越大的工况内粉体的抑制效果越好。