瓦斯是以甲烷为主要成分的混合气体,除甲烷外,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气及微量的惰性气体,如氦和氩等。甲烷是易燃易爆气体,是天然气、沼气和多种液体燃料的主要成分,是重要的工业原料和日常生活的燃气,在大气中爆炸浓度的下限为5.3%,上限为15%。
瓦斯/空气混合物爆炸反应会产生高温高压并急剧膨胀而形成冲击波。如果在爆源区域存在具有爆炸性的煤尘,在冲击波作用下将会形成新的爆炸混合物,引发连续多次爆炸。
瓦斯爆炸在中国的最早文献记载是1603年高平县唐安镇煤矿发生的瓦斯爆炸事故。记录称“火光满井,极为熏蒸,人急上之,身已焦烂而死,须臾雷震井中,火光上腾,高两丈余”。
瓦斯爆炸的直接危害效应包括:爆炸空气冲击波,爆炸火焰及爆炸高温流动,爆炸风(动压),爆炸有毒有害气体,爆炸破片等。其中研究较多的是爆炸火焰和空气冲击波的灾害效应,而瓦斯爆炸在整个地下巷道系统中压力场、温度场的演化研究,井下结构与瓦斯爆炸的相互作用研究,瓦斯爆炸载荷下井下结构及围岩的动力响应和损伤特性研究都较少,各种主动抑爆和被动抑爆在瓦斯爆炸过程中的物理机制研究也不够完善。