数字矿山DM（Digital Mine）是当代矿山研究领域的主要研究方向，矿山井下巷道三维网络模型的构建与井下人员避险空间网络分析是数字矿山的主要研究内容之一。矿山井下巷道网络建模与分析理论方法的研究、井下设备建模理论方法研究、井下人员定位方法理论研究等对矿山安全生产管理具有重要意义。在矿山井下数据模型的构建方面，通过对数据模型理论以及井下数据源和数据特点的研究分析，提出采用矢量数据模型进行井下数据建模的方法。利用该数据模型将井下巷道网络抽象成GIS中的点和弧段，即巷道的起止端点、巷道线和巷道线上的关键节点三类基本组成要素。与此同时，通过对基础设备及监测与应急设施等基础数据的功能及形态特征研究分析，采用矢量数据模型将井下通风设备、排水设备、供电设备以及监测与避险设备抽象成GIS中的点，将通风系统、预定的避灾路线和排水路线等设施抽象成GIS中的线。研究了井下巷道与设备设施的类型与属性特征，结合井下避险信息系统功能需求分析，提出与矢量数据模型对应的不同井下要素的数据结构及空间模型的表达方式。通过分析井下巷道网络组成要素间的拓扑关系，建立井下巷道网络的三维网络数据集，并研究人员在井下灾害事故发生时的安全避险点分析方法与最优避险路径分析UPOP Model算法，构建了基于巷道网络三维数据集进行网络分析计算的人员最近安全避险点选择和最优避险路径网络分析模型，为井下人员避险决策提供有力的技术支持，对矿产资源井下安全生产管理与救援指挥等具有重要意义。以Visual Studio2010为开发工具，采用C#语言与MatLab高级技术计算语言，结合ArcEngine组件二次开发技术，设计并开发了集巷道网络三维可视化、井下要素空间属性联查、井下逃生最优路径分析与决策等功能于一体的三维井下紧急避险系统。以河北某矿山为例进行系统应用，验证了上述研究成果的有效性。