近年来,随着采矿业的蓬勃发展,地下矿突发火灾的危害程度也日益加剧。突发于矿井内的火灾不仅会导致矿井设备和资源的大量破坏与冻结,而且使井下工作人员的生命健康受到威胁。地下矿人员的安全疏散问题是矿井安全预警的重要课题。本文以地下矿非常规突发火灾场景下人员安全疏散为研究对象,分析探讨了地下矿火灾蔓延机理,构建了基于复杂网络的火灾影响因子网络以及火灾蔓延模型。在揭示了地下矿人员的安全疏散机理的基础上,提出了基于前景理论的区间直觉模糊多属性安全疏散行为决策模型和基于多智能体的安全疏散理论模型。最后,在理论研究的基础上,建立了地下矿安全疏散仿真模拟系统,并以LNXHS地下矿为例,进行了仿真模拟与实证分析。主要研究内容如下:(1)地下矿非常规突发火灾蔓延机理研究。系统分析探讨了地下矿突发火灾的发生发展、火灾蔓延过程、蔓延途径以及蔓延特性。构建了基于复杂网络理论的地下矿火灾影响因子网络和地下矿火灾蔓延机理模型,并应用社会网络分析法对构建的网络进行了系统化分析与检验,揭示了地下矿非常规突发火灾的蔓延机理。(2)火灾场景下地下矿人员疏散行为决策研究。综合应用应激心理学理论、个体心理偏差理论以及风险感知理论,揭示了地下矿疏散人员的特殊心理反应,即应急心理反应、认知偏差反应以及社交心理反应。侧重研究了地下矿火灾场景下的领导行为特征以及群体的行为特征。提出了影响地下矿安全疏散行为的决策因素,在此基础上建立了基于前景理论的区间直觉模糊多属性安全疏散行为决策模型。该模型能够很好地解释在地下矿火灾复杂系统中,由于环境的不确定性、信息的不完整性,人的心理特征等多属性因素的影响下,决策者的安全疏散决策行为。(3)火灾场景下地下矿安全疏散机理研究。系统分析了火灾场景下影响地下矿安全疏散的主要因素,包括地下矿环境因素、火灾环境因素、人的因素、疏散时间以及火灾应急管理系统等5方面。构建了基于行为决策仲裁机制的Agent结构和Multi-Agent交互模式。建立了基于Multi-Agent System的地下矿人员安全疏散模型,系统地定义了疏散人员Agent的任务环境、属性、动作、行为、规则以及知识库系统的状态域,深刻揭示了地下矿人员的行为决策对于安全疏散的影响机理。(4)4D时变地下矿火灾人员安全疏散仿真模拟与实证分析。开发实现4D时变地下矿火灾人员安全疏散仿真系统,并以LNXHS地下矿为例进行了仿真模拟与实证分析,验证了建立的地下矿火灾人员安全疏散模型的合理性和适用性。本文综合应用系统工程理论,计算机仿真学以及矿井安全工程、矿井应急管理等学科理论,通过理论分析、模型构建以及仿真验证的研究过程,系统地研究了非常规4D时变火灾场景下地下矿人员安全疏散问题。研究结果不仅为矿井安全应急管理、矿井灾害理论、矿工的行为理论研究奠定了理论基础,也为地下矿安全疏散仿真模拟提供了有效方法和测试环境,有利于促进虚拟人群相关技术的发展。