许多矿井生产企业对煤矿的质量、储量预算的不够精确,管理不够协调,而其主要原因是对井下工作情况以及地质条件了解地不够全面。国内矿井采掘技术水平和装备设施相对落后,近几年来瓦斯爆炸、倒塌等事故频繁出现。此外还有许多矿井生产的一线企业,仍然采用传统的人海战术和手工劳动的技术手段,不仅浪费人力资源,而且不能够科学管理。因此,实现现代化矿井主要的问题就是使用计算机辅助设计(CAD)来进行生产经营管理和技术开发。我们对地下矿井实行可视化、透明化管理,能够消除事故隐患。即使事故已发生,也能够在时间和空间上协调管理,从而使损失成本降到最低。用计算机仿真技术模拟矿井井下工作空间及地表,减少了人工干预的工作量,同时表现方式透明直观,提高了工作效率,对矿井生产企业的信息化建设及技术管理具有重要意义。本文首先阐述了国内外矿井CAD及三维可视化研究发展现状,研究了基于.NET和托管ObjectARX的AutoCAD二次开发、矿井CAD以及三维可视化等技术；叙述了克里金插值算法基本原理和条带算法原理,并分别使用这两种算法来估计煤层厚度和生成三角形曲面网格,从而构建三维煤层模型；概述了三维图形平移、旋转基本变换理论,并利用平移变换和旋转变换实现三维巷道建模算法,从而构建三维巷道模型；详细设计了巷道断面参数化系统,并以三心拱断面为例；最后以C#.NET为平台,使用托管ObjectARX技术来进行AutoCAD二次开发,成功构建了地下矿井CAD及三维可视化系统,实现了巷道断面参数化设计、煤层三维底板等高线、煤层三维模型、巷道三维模型、三维巷道导航功能、以及通过对地下矿井巷道与煤层空间分析和优化生成最终的三维模型。