大型矿山装备结构复杂，一旦发生故障，如果维修人员不能及时解决，不仅会造成严重的经济损失，甚至会威胁到井下工作人员的人身安全，因此，有效的维修方案对矿山安全生产至关重要。目前大型矿山装备的维修演练主要以物理样机为主，运行费用高、周期长，且受场地环境等因素的限制。针对上述问题，本文将虚拟维修技术应用于矿山装备维修中，设计并开发了面向大型矿山装备的虚拟维修系统，优化了大型矿山装备的维修方案，提高了维修人员的操作水平。（1）在分析大型矿山装备维修操作特点的基础上，建立了虚拟维修系统的总体框架；针对目前CAD模型转换成虚拟维修系统识别的三角面片模型存在信息丢失的问题，提出了面向虚拟维修的产品层次结构信息表达模型，将产品信息分为产品层、组件层、零件层、几何面片层和显示层，并给出了模型转换流程。（2）将虚拟人技术应用到虚拟维修操作中，建立了面向虚拟维修的虚拟人骨骼模型、关节模型和动作模型；研究了基于改进CCD算法的虚拟人运动控制方法，并将改进的人工势场法应用于虚拟人路径规划。（3）在研究大型矿山装备维修性分析的定性要求和定量要求基础上，建立了面向大型矿山装备维修性分析的可视性评价模型、空间可达性评价模型、维修时间数学模型和综合评价模型，并给出了维修知识库的构建方法。（4）基于VC++、SQL Server数据库和EON平台，开发了面向大型矿山装备的虚拟维修系统，并以采煤机维修为例，验证了系统的可行性与有效性。