矿井火灾在热浮力效应等作用下,容易产生烟流滚退现象,致使烟气无序蔓延增加控制难度,妨碍人员疏散和火灾扑救人员从上风向接近火场实施扑救。本文根据真实巷道壁面条件、环境、布局,采用理论分析与数值模拟相结合的办法,研究平直、分岔、独头等三种典型水平巷道的烟气运动规律,提出临界风速(或风量)预测公式,进而提出控制烟流滚退、井下人员疏散、矿产资源保护的建议。结合水平平直巷道烟流滚退临界风速公式,推导出存在阻塞物时平直巷道的临界风速公式,同时通过FDS计算模型和实验结果验证其可靠性。对不同阻塞比、火源位置条件下的火灾进行模拟,得到了临界风速的变化规律。当阻塞比由0%增大到10.56%时,临界风速由2.895m/s降低到2.616m/s;在阻塞比为10.56%时,当火源距阻塞物背风面距离大于4.5m后,临界风速不再受阻塞物的影响。根据各守恒方程分析了水平分岔巷道分岔口处的风速分布规律,结合FDS模拟模型,对水平分岔巷道一端着火时的火灾进行数值模拟,并用FDS验证了分岔口处风流分布公式;得到了水平分岔巷道烟气蔓延规律,得出了控制烟气入侵分支巷道的临界风速,且分支巷道临界风速随着巷道通风风速增大而减小,随着火源功率的增大而增大,当火源功率为5MW,巷道风速从0m/s增加到3m/s时,分支巷道临界风速由3.26m/s减小到2.38m/s。基于水平巷道的研究获得独头巷道临界风量的计算公式,建立FDS计算模型进行模拟分析。将模拟结果与公式结果进行对比分析,并采用相关系数法验证,证明了临界风量计算公式的适用性;临界风量随着火源功率增大而增大,随着火源与通风出口的距离先减小后增大,临界风量先增大后减小最后趋于稳定不变;当风管直径由0.4m增大到0.6m时,临界风速由20m/s减小到7.88m/s,说明在巷道断面允许的条件下适当增大风管尺寸,能有效减小临界风速。