地质三维可视化建模技术及其应用是集地学、计算机科学、软件科学、信息技术等多科学的交叉技术。近年来，计算机在地质中的应用越来越普及，大大推动了三维地质建模的发展。三维地质模型可视化分析技术在上世纪90年代初期开始为人类所重视，并逐渐成为数学地质、石油勘探、GIS和科学计算可视化领域的研究与应用热点，目前已经成为地学领域的研究热点之一。三维地质模型模拟的关键技术是空间对象三维模型的建立，充分利用现有的二维GIS数据，进行三维地质模型建模，并对模型进行空间分析、查询、切割、体积量算，对以后地质勘探、煤矿开采、安全监管等工作提供具有建设性意见的帮助，则是其难点及关键所在，也是当前相关学者的研究热点。　　 本文通过对国外先进矿业三维软件的先进技术进行总结并结合国内矿业软件发展现状及使用习惯，在对可视化技术和三维建模基础理论及相关算法的深入分析总结的基础上，以新疆后峡煤田黑山矿区托克逊县硝尔布拉克-梯匈沟露天煤矿首采区为实例，对煤矿三维地质建模及可视化进行分析和研究。首先介绍国内外三维地质建模及可视化的研究现状等；然后对煤矿三维地质建模会涉及到的对象和西安集灵公司研发的VRmine系统在三维地质可视化建模方面的方法及理论进行了分析和研究，归纳总结出适合煤矿三维地质建模的方法和实施过程，包括煤矿建模的方法、可视化技术、数据资料、插值方法的选择及可视化流程等；其次在此理论基础上，以西安集灵公司研发的VRmine数字矿山系统为平台，针对露天煤矿首采区内的实际地质条件，建立了露天煤矿首采区三维地质模型，包括地层模型、地表地形模型和地质综合实体模型；再次对露天煤矿首采区模型实例进行分析验证，如剖面对比、平面拟合等，证明了所建立的模型是符合实际的。并对模型进行进一步深入分析与研究，如切剖面和地层的查询与显示，实现对深部地质情况的可视化认识，更加直观的反映了露天煤矿首采区煤层埋深、地层分布等地质情况；最后通过以上的工作和研究，实践证明了所归纳总结的煤矿三维地质建模原理和实施过程是可行的，在此思想指导下所建立的煤矿三维地质模型具有直观性、实用性等特点，并且可以基于模型做进一步的研究工作，对未来托克逊县硝尔布拉克-梯匈沟露天煤矿的实际生产设计等具有一定的指导借鉴意义，同时对于促进地质相关领域的信息化建设，提高管理效率和辅助决策分析具有重要意义。