瓦斯溢出是影响煤矿安全生产的重要因素之一,传统的瓦斯疏散建立在定性分析基础上或依赖实际生产经验,缺少顾及生产条件、三维空间环境、溢出动态变化、通风条件的综合理论分析与可视化仿真,影响了安全分析的科学化水平提高。为此,本文在煤矿采掘面瓦斯泄漏动态扩散仿真中,引入了流体力学理论与粒子系统,充分发挥基于流体力学物理建模方法对瓦斯流动规律和存在形态精确求解的特性,并结合粒子系统在一定程度上解决可视化问题。主要的工作和成果如下:(1)对瓦斯粒子进行受力分析,根据掘进巷道实际扩散环境,确定影响流动因子,构建三维空间局部环境瓦斯扩散通用物理模型。针对掘进巷道内瓦斯扩散和风流运动的具体特征,确定瓦斯在巷道内的扩散为无化学反应无热交换的单项多组分扩散问题,并考虑瓦斯粒子与空气弥散耦合,构建了半开放式半密闭局部空间环境内等压不可压缩瓦斯扩散物理模型。(2)基于该模型,分析井下掘进面瓦斯以不同的速率泄漏,并在局部风机关闭或开启、不同风速情况下的扩散情况,可得不同条件下瓦斯随时间变化的浓度值,量化巷道内各区域的瓦斯浓度,并进行了严密实验仿真分析。(3)结合粒子系统的特点将无色无味不可视的瓦斯气体可视化。针对粒子系统进行流体模拟的高效性,就掘进巷道瓦斯扩散的实际情况建立了模拟瓦斯真实流动的粒子系统。通过Unity3D环境下重建GIS三维空间插值算法,对巷道内空间瓦斯浓度进行了动态可视化。论文通过模型化瓦斯扩散运动规律、量化瓦斯浓度并三维可视化仿真,为相关工作人员的决策分析提供指导性建议。