煤矿三维可视化技术是国内外研究的热点。建立煤矿三维可视化系统，对于完善数字矿山工程，提高矿井生产管理水平、提高生产工作效率、加快矿井信息化建设和宣传企业文化具有十分重要的意义。本文首先简述了地理信息系统的发展历程，分析了国内外煤矿三维可视化软件及建模方法的研究现状，总结了存在的问题并提出了相应的对策。其次分析了ARTP(似直三棱柱，Analogical Right Triangular Prism)进行地质建模的优势与不足，对ARTP模型进行了扩展与修正，提出了基于TIN和ARTP的地层与巷道三维集成数据模型，设计了相应的概念模型和逻辑模型，并采用面向对象建模的思想，描述了模型各几何要素的数据结构。然后对实现煤矿三维可视化系统的关键技术及算法进行了研究，详细介绍了地层、巷道、钻孔以及矿区工业广场的建模过程，阐述了利用ARTP对地层建模的优势，研究了不同断面巷道的三维几何建模过程；并对实现煤矿三维可视化的一些关键技术，如OpenGL技术、三维交互技术、颜色、光源和材质的数据结构等进行了阐述。接下来从我国煤矿的实际条件出发，提出了适合我国具体国情的煤矿三维可视化系统总体框架的设计，详细介绍了系统的设计原则、系统的开发环境、系统的总体结构、系统的功能描述、系统的界面设计和系统的数据管理等。最后利用SQL Server作为后台数据库，Visual C++ 6.0和OpenGL作为前台开发工具，在VRMine的基础上，开发了专门面向煤矿的三维可视化系统，并在阳煤集团新景矿进行了实例验证，取得了很好的效果。