虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术作为一项近年来新兴的高新技术已经在煤炭安全领域进行了许多应用。本文基于Unreal Engine 4(UE4)平台,结合虚拟现实技术设计并实现了一套矿井灾害仿真及虚拟漫游逃生系统。为能够真实的再现矿井灾害的影响,设计并实现了基于物理模型的火灾及突水蔓延灾害的动态演化过程的仿真。系统适用于矿井灾害演示、矿井漫游、灾害逃生以及矿工安全培训等方面,使用者可以借助于虚拟头盔、Virtuix Omni跑步机、Leap Motion等交互设备,在建立的矿井虚拟场景中完成相关设备的交互操作,以及突发灾害后完成逃生训练,具有很强的应用价值。本文所做的主要工作如下:第一,在课题组已有研究的基础上,完成系统的需求分析,确定了软件结构和系统框架。对基于矿井CAD图纸并结合自动建模技术完成的巷道模型在3DS MAX中进行优化处理。在UE4中依据实际场景,构建三维模型,建立虚拟场景并对构建完成的虚拟场景进行灯光设置、碰撞检测等优化,使巷道环境得到逼真的模拟。第二,利用UE4开发平台,将课题组完成的基于物理模型建立的水和火焰模型进行应用,实现在巷道中较大范围进行火灾及突水蔓延的仿真,验证了理论研究的准确性,并给出了仿真的效果。第三,结合HTC VIVE虚拟头盔、Virtuix Omni跑步机等设备实现了沉浸式的虚拟漫游,摆脱了对键盘、鼠标等的限制,提高了交互体验的沉浸感效果,并以此为基础,借助灾害仿真模块设计完成了逃生系统,完成对使用者灾害逃生的训练目的。还加入了 Leap Motion手部交互、声音特效等新的方式,使得体验效果更加真实。最后,对全文内容进行了总结分析,客观指出系统中存在的不足以及对今后进一步研究完善的展望。