随着矿山开采机械化程度的提高,电缆被广泛应用在矿井巷道中,由电缆燃烧引发的矿井火灾也频频发生,严重威胁着矿井工人的人身安全。因此本文以井巷电缆火灾为研究对象,在大量调研国内外电缆火灾相关文献后,结合实验以及数值模拟,从燃烧特性、火蔓延行为、火灾危险性三个角度对矿井巷道多层电缆火灾特性进行了研究。构建了小尺寸巷道电缆燃烧实验平台,实验研究了双层电缆火灾动力特征,利用火灾动力学模拟器Fire Dynamic Simulator（FDS）,模拟了相同火灾场景下的火灾发展过程,比较了实验以及模拟数据,发现二者巷道温度的变化趋势以及峰值温度具有较好的一致性,验证了矿井电缆火灾数值模拟的准确性。采用FDS建立两种不同尺寸的巷道物理模型,分别研究了矿井巷道多层电缆火灾的特性及电缆火灾危险性。构建尺寸为3 m×2 m×2.1 m的巷道模型,采用高精度网格,将多层电缆组内的每根电缆设置成独立的个体,研究了多层电缆敷设间距、着火位置和巷道通风速度对电缆火蔓延行为的影响。结果表明,靠近巷道顶棚处的电缆燃烧速度较高,电缆挂钩明显阻挡电缆燃烧;间距以及风速影响电缆与空气的接触量,电缆之间的热积累以及电缆火之间的的传热效率。热释放速率峰值（PHRR）随着间距或风速增大而先增大后减小,一定程度的增加间距以及风速加快了电缆火蔓延;风速对火源上下游侧电缆燃尽率的影响不一致,风速对火源上游侧电缆燃尽率的影响较为敏感;点火位置则会影响电缆的着火时间,着火位置越高,位于下层的电缆的着火时间越长,到达热释放速率峰值的时间越长,火势发展越慢。构建尺寸为60 m×2.4 m×2.2 m的巷道模型,采用粗糙网格划分,将多层电缆简化为外敷PVC材料的薄板,研究了通风条件对巷道电缆火灾危险性的影响。结果表明出风口开关情况对巷道内的温度影响较小,对可见度以及CO浓度影响大于通风风速的影响。当出风口关闭时,巷道内的可见度降低,CO浓度升高,尤其是出风口一侧,巷道火灾危险性大幅增加。增加通风后,可以有效的降低火源上游侧巷道温度以及烟气扩散长度,但是会增加火源下游侧巷道的烟气层厚度,顶棚处的高温区域也会向风流方向偏移。尤其当风速为1.0 m/s时,火源下游巷道布满烟气,大幅降低了可见度,危险性增加。CO浓度在火源上下游侧具有不同的变化趋势,火源上游侧巷道,对于特征高度1.6 m处的CO浓度随着风速的增加,先增加后减少。而火源下游侧巷道的CO浓度变化幅度则较小。本论文,结合实验与数值模拟,通过两种尺寸巷道的数值模拟,对矿井巷道电缆火蔓延行为以及火灾危险性进行了分析并提供了数据支持,分析结果可为矿井电缆敷设设计以及电缆火灾消防救援提供理论参考。该论文有图76幅,表12个,参考文献52篇。