火灾因其危害性大成为矿山主要灾害之一。火灾产生的高温有毒有害烟气在井下狭长受限空间内流动,不仅损坏井下设备和影响正常生产,而且污染井下作业环境,威胁作业人员生命健康。因此,对矿井火灾烟气流动的研究具有重要意义。本文主要研究内容是对矿井巷道火灾烟气流动进行数值模拟分析,并在此基础上对井下巷道进行安全区域划分。首先,建立矿井巷道火灾风流流动连续性方程、动量方程、能量方程、组分方程。其次,对外因火灾和内因火灾形成原因进行了具体系统地分析。再次,通过GAMBIT软件建立相似物理模型后导入FLUENT软件进行井下巷道火灾烟气流动数值模拟,分别对巷内发生火灾后机械通风和巷道风流稳定时发生火灾,这两种情况进行数值模拟。并选取了巷内风速、火灾规模两个影响因素分组进行模拟。最后,对火灾灾变时期巷道内安全区域进行划分,并列举了根据温度和CO浓度对巷道安全等级区域划分的实例。研究结果表明:巷道内发生火灾后机械通风和巷道风流稳定时发生火灾两种情况,经过较长时间后,当火灾产生烟气与排出烟气量达到一定平衡后,巷道内烟气流动均趋于稳定流态;当巷道内风速较小或火灾规模较大时,火灾产生的高温有毒有害烟冲向顶板形成“蘑菇状”,部分烟气会沿巷道顶板向火源上游流动,对火源上游巷道有一定污染,并且对火源下游巷道污染严重;随着巷道内风流的增大,排出烟气的速率有所增大,逐步消除烟气对火源上游巷道的污染,烟气浓度有所降低,巷道气流的温度也随之降低,排烟的效果更好;随着火灾规模的增大,巷道内烟气浓度和温度增大,对火源下游巷道的污染加强,同等风速排出烟流的能力明显降低,排烟效果随之减弱。本文通过对矿井巷道火灾烟气流动进行数值模拟,揭示了巷道内火灾烟气流动和温度、有毒烟气分布规律,供矿山巷道火灾防治作参考。此外,根据模拟结果和不同温度值、有毒气体浓度对人体影响,对矿井巷道安全区域等级进行划分,对井巷火灾抢险救灾和人员紧急逃生具有一定的参考价值。