矿井火灾、瓦斯突出等事故发生后，通风系统风流紊乱，有毒有害气体在通风网络中运移扩散危害井下工人安全。通过对矿井灾变时期通风系统进行仿真研究，获得有效的矿井反风方案，以达到人为控制有毒有害气体运移过程、减少人员伤亡的目的。本文通过理论、实验、和计算机仿真相结合的方法，对火灾时期矿井通风系统灾害演变及矿井反风对策进行研究。
　　将节点法中对风机节点处风压作为求解变量的问题变为对风机节点处风机提供动力作为求解变量的问题，列出风机节点的节点风压方程进行通风网络解算。将风机节点、定压节点、定流巷道与普通节点四种基本元素作为研究对象，获得可将任意复杂情况的矿井分布通过上述四种基本对象线性组合来描述的建模方法。通过计算机编写程序进行验证，应用SOR迭代法对节点风压初值方程组进行求解，选择松弛因子w=1.1，计算速度快且精度高。基于已有回路法求解算例，验证建立的节点风压方程组的正确性和收敛条件，当风机关联分支的分支流量初值小于风机能提供的最大风量且大于0时，节点风压方程组的迭代计算收敛。在三维柱坐标内建立巷道围岩模型计算围岩内热分布，推导围岩内热分布方程的交替方向隐式差分格式，证明该式的收敛性和稳定性。依据矿井火灾模拟结果，提出一种的动态避灾路线确定方法。
　　将CO2视为火灾时烟流主体作为研究对象，对烟流气体进行运移弥散参数反演测定实验。对实验结果进行参数反演，获取不同风速下烟流弥散偏差系数，拟合方程后作为矿井火灾时期烟流运移弥散过程的重要计算参数。
　　给出基于高级编程语言的3D矿图图形变换逻辑，研究交互式建模和修改矿图信息的功能设计。对CAD矿图中矿井通风网络数据的提取进行研究，得到可快速进行通风网络建模的方法。给出具代表性的功能模块的代码流程图和依照数据库三大范式对灾变通风仿真软件的数据库设计方案。
　　提出判断非稳态灾变通风仿真结果正确性的方法，使用三角网络模型和矿井模型分别对火灾烟流自然风压计算与压力波传播计算进行验证，通过浓度和压力分布符合一般规律的模拟结果，对基于通风网络的自然风压计算和压力波计算的正确性进行判断。
　　使用TF1M3D软件对多风机矿井杏花矿火灾事故过程进行仿真再现。根据火灾模拟结果，自救器可用时长内井下工人无法安全撤离，为保障东一采区工作面的工人安全，对杏花矿进行反风预案。通过大量的不同风机之间不同参数的反风组合模拟，得到四台风机同时反风、2#4#双风机反风、3#4#双风机反风、4#停机这四种方案种能保障东一采区工人安全撤离井下、同时可保障其他采区工人不受烟流侵袭的有效反风方案。