測量學(礦圖)

1、第十三章第十三章 礦礦 圖圖13-1 13-1 概概 述述一、一、 礦圖的概念和種類礦圖的概念和種類 為了滿足礦井設計、施工和生產(chǎn)管理等工作的需要而繪制的一系列圖紙，統(tǒng)稱為礦圖。礦圖是進行礦井設計、科學管理和指揮生產(chǎn)、合理安排生產(chǎn)計劃、預防和治理災害等必備的基礎資料。 生產(chǎn)礦井必備的基本礦圖可分為兩大類：礦井測量圖，礦井地質圖。 礦井測量圖中，根據(jù)測量成果直接展點繪制的，稱為原圖；根據(jù)原圖復制的稱為復制圖。按照規(guī)程的規(guī)定，常用的礦井測量圖有以下八種： (1) 井田區(qū)域地形圖，比例尺為12000或15000； (2) 工業(yè)廣場平面圖，比例尺為1500或11000； (3) 井底車場平面圖，比例尺

2、為1200或1500； (4) 采掘工程(分層)平面圖，比例尺為11000或12000； (5) 主要巷道平面圖，比例尺為11000或12000； (6) 井上、井下對照圖，比例尺為12000或15000； (7) 井筒斷面圖，比例尺為1200或1500； (8) 主要保護煤柱圖，包括平面圖和斷面圖，比例尺一般與采掘工程平面圖一致。二、二、 礦圖的分幅與編號礦圖的分幅與編號 礦圖的比例尺一般都不小于1/5000，其分幅方法有正方形分幅和自由分幅兩種。1 正方形分幅與編號 正方形分幅是以縱橫坐標的整公里數(shù)或整百米數(shù)作為圖幅的分界線，圖廓呈正方形。一幅15000的圖分為四幅12000的圖；一幅12

3、000的圖分為四幅11000的圖；一幅11000的圖分為四幅1500的圖。 采用正方形分幅時，圖幅按下述方法編號：比例尺為15000的圖幅的編號由該圖幅所在投影帶中央子午線的經(jīng)度與圖廓西南角點的坐標(以km為單位)組成，如某幅15000的圖，所在投影帶中央子午線的經(jīng)度為117，圖廓西南角點的坐標為x=4426 km，y=548 km，則該幅圖的編號為：117-4426-548。比例尺為12000至1500的圖的編號是在15000的圖的基礎上進行的：12000的圖的編號是在其所在的15000的圖的編號后加甲、乙、丙、??；11000的圖是在其所在15000的圖的編號后加1、216；1500的圖是在

4、其所在15000的圖幅編號后加(1)、(2)、（3)(64)。2 自由分幅與編號 在實際應用中，大部分礦圖都是采用自由分幅的方法，即圖幅的大小可自由選定，坐標格網(wǎng)線可與圖邊斜交。但一般應符合以下要求： (1) 便于長期保存； (2) 便于繪制和使用； (3) 在同一礦井中，圖幅的大小應盡量一致。 自由分幅的礦圖，一般不進行統(tǒng)一的編號，而是在規(guī)定的圖簽中加注圖名，以便于查找和使用。三、三、 礦圖繪制的基本原理礦圖繪制的基本原理 礦圖實際上是反映礦區(qū)范圍內地物、地貌以及井下的巷道、地質構造和煤層空間賦存狀態(tài)的圖件。礦圖一般都是根據(jù)標高投影的原理繪制的。礦井的井筒、鉆孔、測量的控制點等就是根據(jù)點的標

5、高投影原理而繪制的；巷道的中心、煤巖層面的交線等在局部可視為直線，煤層面、斷層面等在局部可視為平面，因此，繪制和識讀的基礎就是要掌握點、直線、平面的標高投影的基本方法以及它們間的相互位置關系。13-2 13-2 標高投影標高投影 采用水平面作為投影面，將空間物體上各特征點垂直投影于該投影面上，并將各特征點的高程標注在旁邊，這種投影方法稱為標高投影。一、一、 點的標高投影點的標高投影 自空間的被投影點向投影面(水平面)作垂線并在垂足處注明點的標高，即得該點的標高投影。如圖所示。由此可見，點在投影面上的位置僅由其平面直角坐標x、y決定，高程位置只能通過注記在旁邊的標高數(shù)值來區(qū)分。二、二、 直線的標

6、高投影直線的標高投影1 直線的標高投影表示方法 直線的標高投影可以用直線上兩點的標高投影的連線表示，也可用直線上一點與標明該直線傾角(或斜率)的射線表示。兩種表示方法如圖。2 2 直線的要素及其相互關系直線的要素及其相互關系 直線的實際長度稱為直線的實長，以L表示；直線在水平面上投影的長度稱為直線的水平長度，也稱平距，以D表示；直線與其在水平面上投影線的夾角稱為直線的傾角，以表示；直線兩端點的高程之差稱為直線的高差，以h表示；直線的高差h與其平距D之比稱為直線的斜率，也稱坡度，以i表示。3 3 空間兩直線的相互位置空間兩直線的相互位置 空間兩直線的相互位置關系有平行、相交和交錯三種。若空間兩直

7、線的標高投影彼此平行，且傾斜方向一致、傾角相等，則空間兩條直線彼此平行；若空間兩直線的標高投影相交，且交點的標高相同，則空間兩直線相交；若空間兩直線既不平行，又不相交，則必交錯。交錯有三種情況孩 投影相交，交點的標高有兩個； 投影平行且傾向相同，但傾角不等； 投影平行，傾向相反。三、三、 平面的標高投影平面的標高投影1 1 平面標高投影的表示方法平面標高投影的表示方法 平面的標高投影是以平面上的兩條等高線在水平面上的投影來表示的。2 2 平面的三要素平面的三要素 平面的走向、傾向和傾角統(tǒng)稱為平面的三要素。平面的三要素表示了平面的空間狀態(tài)。等高線的延伸方向稱為平面的走向；傾斜平面內垂直于等高線由

8、高指向低的直線，稱為平面的傾斜線，傾斜線在水平面上的投影，稱為平面的傾向線，傾向線的方向稱為平面的傾向；傾向線與傾斜線間的夾角(即圖中的)，稱為平面的傾角。運用標高投影表示平面，也能反映出平面的三要素。等高線的箭頭所指方向即為平面的走向；垂直于等高線，由高指向低的方向即為平面的傾向；兩條等高線間的高差與對應平距之比的反正切即為平面的傾角。3 3 空間兩平面的相互位置空間兩平面的相互位置 空間兩平面的相互位置關系有平行和相交兩種。若空間兩平面的等高線相互平行、傾向相同、傾角相等則它們彼此平行，?？臻g兩平面相交有如下三種情況：(1) 兩平面的等高線平行，傾向相反；(2) 兩平面的等高線平行，傾向相

9、同，但傾角不等；(3) 兩平面的等高線相交。 空間兩平面相交時，在標高投影圖上求其交線的方法是：第(3)種情況，兩平面等高線的交點的連線即為其交線；第(1)、第(2)種情況，由于兩平面的等高線平行，因此，它們的交線也必與等高線平行，這時，只要在標高投影圖上沿垂直等高線的方向作垂直剖面，求出交線處的標高即可。4 4 空間直線與平面的相互位置空間直線與平面的相互位置 空間直線與平面的相互位置關系有：直線位于平面內、直線與平面平行、直線與平面相交三種。若直線上有兩點位于平面內，則直線位于平面內；若直線不在平面內，但與平面內的某條直線平行，則直線與平面平行；若直線既不在平面內又不與平面平行，則直線與平

10、面相交。直線與平面相交時，其交點可沿直線方向作垂直剖面求出。13-313-3采掘工程平面圖采掘工程平面圖一、一、 概述概述 采掘工程平面圖是將開采煤層或其分層內的采掘工程和地質情況，采用標高投影的原理，按一定比例尺繪制而成的圖紙。 按照規(guī)定，采掘工程平面圖上應繪制以下內容： (1) 井田技術邊界，保安煤柱及其他邊界線，注明名稱和批準文號； (2) 本煤層以及與開采本煤層有關的巷道(主要巷道應注明名稱和月末工作面位置，斜巷應注記傾向和傾角，巷道交叉口、變坡以及平巷等特征點)，在圖上每隔50100 mm應注記軌面或底板的高程； (3) 回采工作面和采空區(qū)，注記工作面月末位置、平均采厚、煤層傾角、開

11、采方法、開采年度和煤層小柱狀，丟煤應注明丟煤原因和煤量； (4) 永久導線點和水準點，注明點號和高程；臨時點要根據(jù)需要注記； (5) 鉆孔、勘探線、煤層露頭線、風化帶、煤層變薄區(qū)、尖滅區(qū)、陷落柱和火成巖侵入?yún)^(qū)、煤厚點、煤樣點以及實測的主要地質構造； (6) 發(fā)火區(qū)、積水區(qū)、煤和瓦斯突出區(qū)、冒流沙區(qū)等； (7) 井田邊界外100 m以內的鄰礦采掘工程和地質情況，井田范圍內的小煤窯及其開采范圍； (8) 根據(jù)圖面允許和實際要求，還可加繪煤層底板等高線、地面重要工業(yè)建筑、居民區(qū)、鐵路、重要公路、大的河流和湖泊等。 可分為設計圖和測量圖兩種。設計圖主要用于對采掘工程的規(guī)劃和設計；測量圖主要用于實際指揮

12、生產(chǎn)，必須隨測隨繪，反映采掘工程的現(xiàn)狀。 采掘工程平面圖一般都要求分煤層繪制。二、二、 采掘工程平面圖的識讀采掘工程平面圖的識讀 搞清煤層的產(chǎn)狀要素和地質構造以及井下各種巷道間的相互位置關系。 ( (一一) ) 煤層的產(chǎn)狀要素和地質構造的識讀煤層的產(chǎn)狀要素和地質構造的識讀 主要是通過煤層底板等高線和有關礦圖符號來識別。煤層的走向即煤層底板等高線的延伸方向，煤層的傾向是垂直于煤層底板等高線由高指向低的方向；煤層的傾角則需要通過計算煤層底板等高線的等高距和等高線平距之比的反正切來求取。煤層的地質構造則需要通過煤層底板等高線結合有關礦圖符號一起來識讀。 ( (二二) ) 各種巷道間相互關系的識別各種

13、巷道間相互關系的識別 1 豎直巷道、水平巷道和傾斜巷道的辨別 在采掘工程平面圖上豎直巷道是用專門符號來表示的，這時關鍵是區(qū)分它們與鉆孔符號間的差異，鉆孔符號一般是孤立的，而豎直巷道都是與其他巷道連通的。另外，還可利用注記的巷道名稱進行區(qū)分。水平巷道和傾斜巷道主要是通過巷道內導線點的標高來辨別，也可利用巷道名稱來辨別。 2 煤巷和巖巷的辨別 煤巷和巖巷的辨別主要是通過巷道處煤層底板等高線的標高與巷道內導線點的標高間的關系來區(qū)分。若二者標高很相近，則為煤巷，否則為巖巷；也可通過巷道名稱來區(qū)分一部分煤巷和巖巷。 3 巷道相交、相錯或重疊的辨別 區(qū)分巷道相交和相錯主要是通過兩條巷道內導線點標高間的關系

14、。 重疊巷道是指兩條標高不同的巷道位于同一豎直面內。此時，在采掘工程平面圖上，它們是重疊在一起的，但通過巷道內導線點的標高可區(qū)分出上部巷道和下部巷道；另外，上部巷道是用實線繪出的，下部巷道則是用虛線繪制的。三、三、 采掘工程平面圖的應用采掘工程平面圖的應用 采掘工程平面圖是了解礦井采掘工程情況和地質構造情況，進行礦井采掘工程設計和采掘工作地質預報以及指揮礦井生產(chǎn)的重要資料，同時還可利用它來繪制生產(chǎn)計劃圖、通風系統(tǒng)圖、井上下對照圖和“三量”計算圖等圖紙。除此之外，采掘工程平面圖還有以下用途。1 1 用于求巷道的長度和傾角用于求巷道的長度和傾角 要求巷道AB的實際長度L和傾角。首先用比例尺量取AB

15、兩點的水平長度d并利用注記的標高計算出A、B兩點間的高差h，再計算L和。2 2 計算煤炭產(chǎn)量計算煤炭產(chǎn)量 要求月煤炭產(chǎn)量,可按下述步驟進行計算： (1) 計算四月份回采區(qū)域的水平面積S (2) 計算實際回采面積S (3) 計算回采體積V (4) 計算四月份的煤炭產(chǎn)量Q13-4 13-4 其他礦井測量圖其他礦井測量圖一、一、 井田區(qū)域地形圖井田區(qū)域地形圖 井田區(qū)域地形圖與一般地形圖基本類似，只不過加繪了一些井田范圍內的特別地物和境界線，如井筒、鉆孔和井田開采邊界線等。二、二、 工業(yè)廣場平面圖工業(yè)廣場平面圖 工業(yè)廣場平面圖的繪制內容和繪制方法與井田區(qū)域地形圖很相似，但繪制范圍要小，一般只繪制工業(yè)廣場(包括洗煤廠)范圍內的主要地物和地貌。三、三、 井底車場平面圖井底車場平面圖 井底車場平面圖是將井底車場內所有巷道和硐室，按照標高投影的原理，投影到水平面上而繪制的。四、四、 主要巷道平面圖主要巷道平面圖 主要巷道平面圖與采掘工程平面圖基本相同，不繪制一些次要的巷道，但要加繪水閘門、水閘墻、永久風門、防火門、突水點和抽放水鉆孔等信息。五、五、 井上