近年来，矿难的频繁发生严重地威胁到了广大矿工的生命安全。我国煤炭行业信息化还处于刚刚起步阶段，其中产生的诸多问题需要借助于计算机信息化技术来解决。　　 虚拟现实技术是多种技术的综合，目前已经广泛应用于各个领域。本文立足于国家自然基金项目《煤矿虚拟环境风险行为建模方法研究》，针对性地建立虚拟矿井模型以及风险行为分析，并结合虚拟现实技术、面向对象技术、安全科学等多学科知识，在充分分析井下矿工、设备、环境相关风险行为的基础上，利用面向对象技术进行系统开发。本文主要内容有：　　 (1)深入分析了各国虚拟现实技术在煤炭生产行业的应用现状和前景，并结合已有的VR矿井研究，构建了本文所论述的虚拟矿井生产系统的整体构架和实现方案。针对以往虚拟矿井系统的不足进行了改进，并在以前虚拟矿井研究领域忽略的一些问题，例如，事故仿真与分析评估方面进行了研究。　　 (2)设计和实现了矿井虚拟现实系统的综采工作面采煤过程仿真。在充分了解综采面工艺流程和工序配合过程的基础上，搭建了综采面的工作面和生产机械模型，并且详细分析了采煤机等机械的数学模型，并建立了采煤机和液压支架的运动模型，更好的实现了运动仿真。　　 (3)在充分分析了虚拟矿井事故仿真和分析评估的重要性的基础上，重点研究和设计实现了虚拟矿井井下掉顶事故的仿真和分析。在实现的过程中，重点探讨了实现仿真的几个关键步骤和关键技术，并对事故发生的原因进行了详细分析，并给出了有效地防范方案。