第十一章矿图的识读与应用

第十一章矿图的识读与应用第一节概述一、矿图的种类在矿井设计、施工和生产管理工作中所绘制的一系列图纸，统称矿图。生产矿井必备的图纸可分为三大类：矿井测量图矿井地质图其它图纸1、矿井测量图①是据地面和井下实测资料绘制而成的②主要反映矿井地面地物、地貌情况，井下各种巷道和峒室的空间位置，矿层产状和地质构造，井下采掘情况以及井上下相互位置关系等情况。③矿井测量图有：井田区域地形图、工业广场平面图、采掘工程平面图、水平主要巷道平面图、井底车场平面图，井上下对照图、主要保护煤柱图、井筒断面图等。2、矿井地质图①是在测量图的基础上，依据对收集的地质资料和勘探资料的分析、推断综合整理绘制而成的。②主要反映全矿井矿层产状、地质构造、地形地质、水文地质、矿产质量分布等。③煤矿常用地质图：地形地质图、煤层地板等高线图、各种地质剖面图、各种柱状图、水文地质图等。3、其它矿图除上述两类矿图外，《煤矿安全规程》规定矿井应有以下图纸：巷道布置图、通风系统图、运输系统图、排水系统图、避灾路线图等。二、矿图的分幅与编号矿图的图幅划分、编号、坐标方格网的绘制与地形图基本相同。矿图图幅和方格网方向可以根据各矿的具体情况确定，可自由分幅；坐标方格网可正交也可斜交，以满足生产需求为宜。三、矿图图例符号第二节投影基本知识1、投影现象：由投影物体、投影线和投影面三个条件形成。2、投影方法:中心投影平行投影一、投影概述斜投影法正投影法二、正投影正投影是应用投影线彼此平行且垂直于投影面的投影方法所得到的物体的投影。它能真实反映物体的形状和大小，便于绘制，能满足工程技术的要求，因而在工程中得到了广泛的应用。正投影的性质1、显实性：平面图形平行于投影面，投影图反映真实大小。2、积聚性：平面图形垂直于投影面，投影为一条直线。3、类似性：平面图形倾斜于投影面三、三视图正视图V俯视图H侧视图W四、标高投影标高投影是一种正投影(应用投影线彼此平行且垂直于投影面的投影方法所得到的物体的投影)。概念：采用零水平面作为投影面，将空间物体上各特征点垂直投影到该水平面上，以确定各点的平面位置，然后将物体各点的高程（又称标高）注在各点的投影旁边，用于说明各点高于或低于零水平面的数值，这种投影称为标高投影。矿图是利用标高投影之方法绘制而成的1、点的标高投影自空间一点向零水平面作垂线，其垂足就是点的标高投影，并在垂足的一侧注记其高程值，注意正、负号。例如：A，Ｂ，C三点的高程分别为25，-22，20。三点的坐标分别是xA=2,yA=2xB=4,yB=4；xC=2,yC=1。试绘出这三点的标高投影图。作图方法如图b-22a25c202、直线的标高投影（1）直线的标高投影及作图方法直线的标高投影就是该直线两端点标高投影的连线。直线的标高投影作图方法如图：绘出A，Ｂ点的标高投影ａ６，ｂ８，则直线ａ６ｂ８即为直线ＡＢ的直线的标高投影作图方法如图，首先按照点的标高投影。若直线为竖直线，则直线的标高投影为一点；若直线平行于投影面，则此直线的标高投影长度与直线的实际长度相等。（2）直线要素及相互关系实际长度L（实长）；水平长度D（平距）；倾角δ；高差h；斜率i（坡度）AB大地水准面22hDLDhiDharctan（3）空间两直线的相互关系及标高投影空间两直线的相互关系有平行、相交和交错三种。①两直线平行若空间两直线的投影平行、倾斜方向一致、且倾角相等，则空间两直线平行。如图:②两直线相交若空间两直线相交，其投影必相交，且交点只有一个高程值。如图:③两直线交错（1）若空间两直线的投影相交，且交点处的标高不等，则空间两直线交错；（2）若空间两直线的投影平行，而倾向相反，则空间两直线交错；（3）若空间两直线的投影平行，倾向相同，但倾角不等，则空间两直线交错；如图3、平面的标高投影（1）表示方法平面的标高投影是指空间倾斜平面在水平面上的投影，用倾斜平面的等高线在水平面上的投影来表示。如图（2）平面三要素倾斜平面的标高投影，可以表示倾斜平面的空间状态，平面的空间状态用平面的：走向倾向来表示，称为平面三要素倾角平面三要素可从平面标高投影图中用图解法求得．走向：等高线的方向为倾斜平面的走向。通常用方位角表示。倾向：在水平面内，垂直等高线标高由高到底的方向，即为倾斜平面的倾向，用方位角表示，与走向相差90°倾角：倾斜平面与水平面所夹的最大锐角或倾斜平面的倾斜线与其在水平面内的倾向线之间的夹角即为倾斜平面的倾角。等高距：相邻两条等高线间的高差。称为等高距。（或等高线间隔）等高线平距：相邻两条等高线在水平面上的垂直距离。（3）作图方法平面标高投影是指在水平面上做出该平面的等高线，作平面的标高投影时，通常遇到以下4种情况：已知不在同一条直线上的3个点；已知一直线和线外一点；已知两相交直线；已知两平行直线。不论哪种情况，其作图均按以下步骤进行：（1）根据已知条件，按一定比例，把直线和点展绘到图上；（2）在各点所连的直线或已知直线上，按高程值的整倍数进行标高内插；（3）连接高程相等的各点，即得平面等高线的投影，也就是该直线的标高投影。例2-3已知3个点的坐标和高程A（9,2,80），B（6,11,40），C（2，1，60）（括号内的3个数为x,y及高程值），试绘这3个点所定平面的标高投影图。（4）空间两平面的关系局部区域各煤层间的关系、煤层层面与断层面的关系的等，都属于空间平面的位置关系问题。空间两平面的相互关系有下列两种情况。①两平面平行在标高投影中，两个平面的等高线相互平行，倾向相同，平距相等，则空间两平面彼此平行。如图②两平面相交：有下列3种情况。（1）在平面标高投影图上，两平面等高线平行，倾向相反，则空间两平面相交；如图（2）在平面标高投影图上，两平面等高线平行，倾向相同，但倾角不等，则空间两平面相交；如图（3）在平面标高投影图上，两平面的同名等高线相交，则空间两平面相交；4、空间直线与平面的相互关系局部区域煤层与直线巷道的位置关系，即属于直线与平面的相互位置关系问题。直线与平面的相互位置关系有下列3种情况。1）直线位于平面内直线有两点位于平面内，则该直线位于平面内。如图所示2）直线与平面平行空间某直线不在平面内，但与平面内的某直线平行，则此直线与平面平行。如图所示3）直线与平面相交直线既不在平面内，又不与平面平行，(或直线与平面只有一个交点）则此直线与平面相交。如图所示根据直线两端点的高程确定两点的位置及距离从而判断直线与平面的空间位置关系：（1）若这两点在平面同侧且到平面的距离相等，则直线与平面平行;若这两点在平面同侧且到平面的距离不相等，则直线与平相交。（2）若这两点在平面异侧，则直线与平面相交。思考与练习:第三节采掘工程平面图一、概述采掘工程平面图是将开采煤层或分层内的采掘工程和地质情况，采用标高投影的原理，按照一定的比例绘制而成的图纸。采掘工程平面图一般包括下列内容：⑴井田技术边界、保安煤柱及其它边界线。⑵井筒、水平主要巷道和硐室，以及巷道特征点的高程。⑶沿煤层掘进的全部巷道和回采工作面，以及巷道的掘进日期，斜巷的倾角，煤层的产状要素以及回采年月。⑷穿过本煤层的钻孔，煤层露头线及其产状。⑸煤层底板等高线，断层与煤层的交面线，煤层小柱状。⑹岩浆侵入体在煤层中的范围及边界，陷落柱边界。⑺发火区边界与永久性防火密闭。⑻瓦斯突出地点，以及突出时间及强度。⑼积水区，透水点及永久性水闸门或隔水墙。⑽井下永久导线点和水准点的位置和编号。⑾丢煤区、储量注销区及采空区、老窑区等。⑿井田技术边界以外100m以内的邻近矿井的井巷。如图所示为某矿采掘工程立体示意图及该矿采掘工程平面图。简单来说内容：（1）井田、采区范围（2）各种巷道（3）回采工作面（4）钻孔、导线点（5）区域（某项）位置（6）邻矿采掘工程情况采掘工程平面图的比例尺一般采用1：1000，1：2000，1：5000二、在采掘工程平面图上识读巷道的方法井巷按用途分：开拓巷道、准备巷道、回采巷道a.开拓巷道：为全矿井或一个开采水平服务的巷道。b.准备巷道：为采区、一个以上区段、分段服务的运输、通风巷道。c.回采巷道：形成采煤工作面及为其服务的巷道。按形态分：水平巷道、倾斜巷道、竖直巷道按性质分：煤层巷道、岩层巷道、煤岩层巷道1．巷道形态的识别（1）按巷道名称（2）按巷道底板标高如图所示A、立井、暗立井属竖直巷道。注意：在平面图上，立井和钻孔的区别。B、斜井、暗斜井和上（下）山等巷道属倾斜巷道。在采掘工程平面图上，斜井以专用符号表示。其它倾斜巷道视名称和底板标高而定。C、平硐、石门、运输大巷等属水平巷道。在采掘工程平面图上，平硐以专门的符号表示，其它水平巷道视名称和底板标高而定。2、巷道相互位置关系的识别巷道在空间的相互位置关系有四种情况：相交、交错、平行、重叠在采掘工程平面图上，识别它们主要是根据巷道底板的标高及其方向、倾角来确定。（1）相交巷道：是指两条方向不同、相交于某一处的巷道。在采掘工程平面图上，相交巷道在交点处的标高相等，且线条是断开的。如图所示（2）交错巷道：是指两条方向和标高均不同的巷道。在采掘工程平面图上，两条巷道相交，但交点处的标高不等，则两条巷道交错。交错巷道在交点处，上部巷道连续而下部巷道中断，如图所示，注意：在采掘工程平面图上，若两条巷道看上去相平行，但其倾向不同，或其倾向虽然相同但倾角不等，则这两条巷道同样也是交错关系。如图所示（3）平行巷道：指两条方向相同、倾角相等的巷道。如图所示（4）重叠巷道：指两条标高不同、位于同一个竖直面内的巷道。在采掘工程平面图上，两条巷道重叠在一起，但标高相差较大,位于上部的巷道画实线，下部的巷道画虚线。如图所示3、巷道性质的识别煤巷：在巷道断面中，煤层占到4/5及以上的巷道。准备巷道、回采巷道多为煤巷，大巷服务年限比较短时，也可布于煤层内。岩巷：在巷道断面中，岩层占到4/5及以上的巷道。多为开拓巷道，一些厚煤层或分组开采的上下山、分组集中运输巷也开在岩层中。在采掘工程平面图上，①一方面可根据巷道名称来识别②一方面可根据巷道的标高和煤层底板标高的关系来识别若巷道标高和煤层底板标高在同一点上大致相同，则巷道是煤巷。若巷道标高和煤层底板标高在同一点相差较大，且高差大于煤层厚度时，该巷道是岩巷。在采掘工程平面图上，①一方面可根据巷道名称来识别②一方面可根据巷道的标高和煤层底板标高的关系来识别若巷道标高和煤层底板标高在同一点上大致相同，则巷道是煤巷。若巷道标高和煤层底板标高在同一点相差较大，且高差大于煤层厚度时，该巷道是岩巷。对中厚煤层来说，若巷道标高高于煤层在该点的底板等高线标高，则该巷道在煤层顶板岩层中;若巷道标高低于煤层在该点的底板等高线标高，则该巷道在煤层底板岩层中。四、采掘工程平面图的识读识读采掘工程平面图，目的是搞清两个方面的问题：一是煤层产状要素和主要地质构造二是矿井各种巷道和硐室的空间位置及相互关系。前者可以从煤层底板等高线及有关地质构造符号来分析，后者可以从巷道标高来分析。1、采掘工程平面图识读顺序（1）看清图名、坐标、指北方向和比例尺及编制时间。（2）看清矿井的井田范围、井田边界及各种边界线。（3）根据煤层底板等高线及地质构造符号，识读全矿井煤层的大致产状（走向、倾向、倾角）、主要地质构造及其分别情况等。（4）识读全矿井巷道和硐室布置。由：井口—井底车场—主要运输大巷—采区上下山—工作面，对全矿井主要巷道的空间位置及相互联系建立一个整体和系统概念。（5）了解采掘情况首先分区域搞清采煤工作面和掘进工作面的位置，月进度及工作面的煤岩层特征和地质构造；然后了解现有采煤工作面和掘进工作面的数目和配置情况。（6）平面图、剖面图结合识读2、采掘工程平面图识读举例按照图纸表示的范围大小不同，采掘工程平面图可分为3种：井田煤层采掘工程平面图采区煤层采掘工程平面图回采工作面采掘工程平面图。【例5-1】识读井田煤层采掘工程平面图。如图所示为某矿立井井田煤层采掘工程平面图（局部）其比例尺为1：5000【例5-2】识读采区煤层采掘工程平面图。如图所示，比例尺为1：2000【例5-3】识读回采工作面