Попробуйте:
np.vstack(np.delete(old_arr, i_to_exclude , axis = 0))
пример :
old_arr = np.arange(16).reshape((4,2,2))
#array([[[ 0, 1],
# [ 2, 3]],
# [[ 4, 5],
# [ 6, 7]],
# [[ 8, 9],
# [10, 11]],
# [[12, 13],
# [14, 15]]])
i_to_exclude = 3
new_arr = np.vstack(np.delete(old_arr, i_to_exclude , axis = 0))
#array([[ 0, 1],
# [ 2, 3],
# [ 4, 5],
# [ 6, 7],
# [ 8, 9],
# [10, 11]])
Это также будет быстрее, чем использование цикла for.