安全是煤矿进行正常开采和矿工生命安全的重要保障。近年来,政府虽然加大了在煤矿安全生产方面的投入,但因为煤矿生产属于地下工作,环境封闭、空间结构复杂,时刻都充满着不可预知性。因此,煤矿行业的发展始终受到煤矿事故的严重制约。利用VR技术开发的煤矿培训系统,能够对煤矿生产环境及不同的煤矿安全事故进行模拟仿真,为矿工提供了一种全新的安全生产培训模式。本文将VR技术应用到煤矿培训系统的开发,对系统开发过程中涉及到的VR理论和关键技术进行了讨论和研究,结合系统开发工具3Ds Max和virtools模拟出了矿井虚拟环境,并初步实现了煤矿培训系统的部分功能。具体工作如下:(1)对煤矿进行实地考察,收集井下相关资料和数据,了解煤矿作业环境和生产流程。依据当前VR技术在煤矿方面的应用及研究状况,确定本文所要研究的主要内容。(2)根据虚拟煤矿培训系统的功能和需求,对系统进行结构设计。详细阐述系统设计步骤,通过对系统的全局分析得出了仿真系统的整体组织构成,对各个功能模块展开详细设计。在系统考核方面本文提出了一种寓教于乐的全新考核模式。(3)本文提出了“中线加载断面”的巷道建模方法,对巷道截面的建模算法进行优化,重点研究了两巷道、三巷道交汇处的建模算法及巷道交汇出的平滑处理。最后运用3ds Max建模技术生成巷道模型。(4)研究了虚拟人物的建模的基本理论和方法,采用3ds Max多边形建模技术创建人物几何模型,将3ds Max与Pro/E相结合对井下采煤机、液压支架等生产设备进行模型创建,实现了井下设备的模型仿真。(5)运用Virtools技术实现虚拟煤矿系统中虚拟人物的控制、不同视角摄像机的控制、场景的三维漫游等功能。结合包围盒碰撞检测法实现虚拟场景中对象的碰撞检测。