矿井发生火灾后,若着火时间在一段时间内其火势得不到有效控制时,将对发火区域采取封闭措施。即便是封闭的火区也不能认为其内部火源完全熄灭,封闭火区最大的威胁是区内爆炸性气体的混合与引爆。地表大气压力的变化会使密闭墙内外产生压差,由于防火墙密闭不严,导致新鲜风流漏入火区而增大区内氧含量或区内瓦斯向外涌出引起人员中毒,类似“呼吸”现象。火区启封过程中受大气压力变化影响也会产生这种“呼吸”现象。本文首先分析火灾燃烧类型及燃烧特性,并结合燃烧类型与其特性分析了火灾燃烧机理及相互关系。根据矿井火灾特点分析了矿井火区气体组分的类别。通过引出节流效应和浮力效应概念,分析了矿井内不同类型巷道发火对风流的影响。对地表大气压力及其相互关系进行了叙述;以矿井通风理论为基础,分析了不同通风方式下矿井内全压、静压、动压间的相互关系,并由此分析了地表大气压力与矿井静压的关系。结合现场实测数据,分析了火区压力与大气压力间的变化关系。以瓦斯渗流理论为基础,分别推导出大气压力与采空区瓦斯与自由区瓦斯涌出的数学模型。针对瓦斯涌出与爆炸的危险性,阐述了大气压力变化引起瓦斯爆炸的致因现象。最后结合地表大气压力对煤矿火区气体运移机制,理论分析了大气压力对煤矿火区封闭和火区启封的影响。结合矿井实际情况运用Geometry建立了封闭火区的物理模型,对火灾流场的设置进行适当地处理,对火灾模拟所需的湍流模型、动力学控制方程、求解方法等进行了阐述,并依据实际情况选取恰当的数学模型、边界条件及初始条件、矿井自然风压的计算等。利用Fluent软件对地表大气压力变化下煤矿火区气体积聚与火区启封过程中气体运移状况进行了三维数值模拟。运用CFD-Post对模拟结果进行后处理,并通过分析不同大气压力条件下煤矿火区气体浓度场、温度场,同时分析了大气压力变化时火区启封过程中气体状态的变化情况,最后总结出地表大气压力变化对煤矿火区气体积聚的影响。根据分析结果,对煤矿火区管理、防火墙的管理、火区启封等提出一些措施建议。最终为煤矿火区管理及启封时机的选取提供了理论基础,提高火区管理与启封的安全性。