防止瓦斯爆炸事故是保证煤矿安全生产的首要任务,同时也是实现煤与瓦斯安全共采的一个重要任务。煤矿发生瓦斯爆炸事故是多种因素共同作用的结果,其机理涉及很多复杂理论和试验技术课题,灾害现象发生过程的复杂性致使目前防治瓦斯爆炸事故的技术手段具有较大局限性。对瓦斯爆炸感应期内反应动力学的分析及光学特征的研究,为瓦斯爆炸探测技术提供数据支持,为瓦斯抑爆技术提供理论支持。本文以热爆炸理论和链式反应理论为基础分析了瓦斯爆炸感应期内的反应动力学过程,明确了瓦斯爆炸感应期的概念及其动力学描述;在改建已有的瓦斯爆炸实验系统和新建立的瓦斯爆炸实验系统上进行了瓦斯爆炸实验;利用MATLAB图像处理技术分析实验数据,通过分析瓦斯爆炸初期火焰前沿位置、速度的时间和空间分布规律,得出了瓦斯由燃烧转为爆炸的判据,进而得出确定瓦斯燃烧感应期、由燃烧转为爆炸的响应时间、爆炸感应期的方法;分析得出反映瓦斯爆炸火焰图像光学特征和光谱特征的主要特征参数和分析方法,并深入分析了7个浓度的31组瓦斯爆炸感应期内火焰图像光学特征及其与自然背景光和点火器放电电火花图像光学特征的区别和12个浓度的51组瓦斯爆炸感应期内火焰光谱特征及其与自然背景光谱、干扰背景光谱和点火器放电电火花光谱特征的区别;分析得出瓦斯爆炸感应期内火焰中可能存在的10种自由基和5种分子及其特征光谱的出现次数和分布规律;提出瓦斯爆炸感应期内瓦斯爆炸探测系统的设计构想和原理,展示了矿井瓦斯爆炸感应期内光学特征研究在瓦斯爆炸探测领域里的应用前景;详细分析了探测系统中利用光学特征辨识瓦斯爆炸火焰的辨识方法,并选取持续趋势算法、神经网络中的感知器和BP网络算法对瓦斯爆炸火焰进行辨识,实现了在实验室条件下对瓦斯爆炸感应期内火焰的辨识。