摘要：矿山生产效率的高低,一定程度上取决于矿山的现代化程度,矿山数字化又是矿山现代化的基础,在三维空间中进行可视化采矿设计和生产计划编制已经成为发展的必然趋势。三维矿业软件在我国矿业应用已经将近二十年,基本是围绕矿山工程建模、矿体建模与储量估算展开,对三维环境下进行采矿设计与生产计划优化仍然处于起步阶段,鲜有成功应用案例。基于此,本文以北沼河铁矿为例,在矿山三维模型与资源模型数据仓库的基础上,对无底柱分段崩落法可视化、参数化设计流程再造以及基于模拟开采技术的生产计划编制的应用进行研究。主要研究内容包括以下几个方面：(1)阐述了三维可视化的采矿设计和生产计划编制涉及的实体构模狄洛尼三角剖分算法,地质体切割算法,地质体投影图算法以及生产任务排序、生产路径查找算法等关键技术。(2)利用DIMINE(?)平台建立了北沼河铁矿三维钻孔和坑探数据库,建立了矿山数字地表模型(DTM)与井巷工程模型。基于非标准空间网格化建模技术,构成了三维可视化矿体模型,并分别建立了矽卡岩模型、闪长岩模型、灰岩模型、断层模型等。利用地质统计学方法建立了反映矿床地质信息的品位块段模型。(3)实现了无底柱分段崩落法在三维环境下的采准、回采设计流程再造。在采准设计中,实现了中心线快速绘制、命名及坡度调整,智能化进行坐标点标注及精确计算、校核和指标计算,标准化成图等,完成了北沼河铁矿-155、-170分段采准设计设计并应用于指导生产施工。回采设计中,实现了自动炮孔设计和装药设计,指标的精确计算,设计图件的标准化和规范化输出等,完成了北沼河铁矿多个采场的回采设计。(4)通过利用模拟开采技术、数据库技术等实现矿山三维可视化高效计划编制。在建立三维实体模型和生产路径的基础上,以实际开采模型和井巷工程模型为编排对象,根据输入的主要生产指标和当前生产现状为约束条件,在三维空间中通过模拟开采技术与人机交互相结合,通过计算、分析、调整、再计算的过程,完成了北洺河铁矿2013年三年滚动计划的编制,并应用于生产组织和管理。