礦圖投影知識(shí)

1、第六章 礦圖投影知識(shí) 第一節(jié) 概述第二節(jié) 標(biāo)高投影 第三節(jié)采掘工程平面圖第四節(jié) 其他礦井測(cè)量圖第一節(jié) 概述 一、礦圖的概念和種類 1、礦圖：為了滿足礦井設(shè)計(jì)、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。 2、礦圖的種類 生產(chǎn)礦井必備的基本礦圖可分為兩大類：礦井測(cè)量圖，礦井地質(zhì)圖。按照規(guī)程的規(guī)定，常用的礦井測(cè)量圖有以下八種： (1) 井田區(qū)域地形圖，比例尺為1 2000或1 5000； (2) 工業(yè)廣場(chǎng)平面圖，比例尺為1 500或1 1000； (3) 井底車場(chǎng)平面圖，比例尺為1 200或1 500； (4) 采掘工程(分層)平面圖，比例尺為1 1000或1 2000； (5) 主

2、要巷道平面圖，比例尺為1 1000或1 2000； (6) 井上、井下對(duì)照?qǐng)D，比例尺為1 2000或1 5000； (7) 井筒斷面圖，比例尺為1 200或1 500； (8) 主要保護(hù)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、礦圖的分幅與編號(hào) 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(hào)正方形分幅是以縱橫坐標(biāo)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。采用正方形分幅時(shí)，圖幅按下述方法編號(hào)：比例尺為1 5000的圖幅的編號(hào)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(diǎn)的坐標(biāo)(以km為單位)組成。 如某幅1 50

3、00的圖，所在投影帶中央子午線的經(jīng)度為117，圖廓西南角點(diǎn)的坐標(biāo)為x=20 km，y=60 km，則該幅圖的編號(hào)為：117-4426-548。比例尺為1 2000至1 500的圖的編號(hào)是在1 5000的圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行的：1 2000的圖的編號(hào)是在其所在的1 5000的圖的編號(hào)后加甲、乙、丙、丁（或、；1 1000的圖是在其所在1 5000的圖的編號(hào)后加1、216；1 500的圖是在其所在1 5000的圖幅編號(hào)后加(1)、(2)、（3)(64)。 2、自由分幅與編號(hào) 在實(shí)際應(yīng)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(biāo)格網(wǎng)線可與圖邊斜交。但一般應(yīng)符合以下要求： (1) 便

4、于長(zhǎng)期保存； (2) 便于繪制和使用； (3) 在同一礦井中，圖幅的大小應(yīng)盡量一致。 自由分幅的礦圖，一般不進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)，而是在規(guī)定的圖簽中加注圖名，以便于查找和使用。三、礦圖繪制的基本原理 礦圖實(shí)際上是反映礦區(qū)范圍內(nèi)地物、地貌以及井下的巷道、地質(zhì)構(gòu)造和煤層空間賦存狀態(tài)的圖件。礦圖一般都是根據(jù)標(biāo)高投影的原理繪制的。礦井的井筒、鉆孔、測(cè)量的控制點(diǎn)等就是根據(jù)點(diǎn)的標(biāo)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(shí)讀的基礎(chǔ)就是要掌握點(diǎn)、直線、平面的標(biāo)高投影的基本方法以及它們間的相互位置關(guān)系。第二節(jié) 標(biāo)高投影 一、概念1、礦圖的定義 為

5、了清楚了解井下全部巷道、硐室、回采工作面和采空區(qū)的位置關(guān)系、形狀和尺寸以及它們之間的相互關(guān)系，將它們繪制成各種煤礦測(cè)量圖。 投影是礦圖的基礎(chǔ) 由一束光照射物體，產(chǎn)生的與之對(duì)應(yīng)的影子。 投影的構(gòu)成：物體、投影線、投影面 投影線相交否分 中心投影（交） 平行投影（不交） 投影線與 投影面否 斜投影 正投影 標(biāo)高投影軸測(cè)投影2、投影的概念 3、投影的分類 A B CabcS投影之后線段的長(zhǎng)度或線間的夾角會(huì)發(fā)生變形。 二、中心投影 三、平行投影 平行投影的規(guī)律： 1、平行于投影面的直線和角度，投影后直線 的長(zhǎng)度 和角度大小不變 BACabcH2、平行直線的投影仍然是平行直線。 BADCbdHcaHAB

6、Cabc3、直線上各線段之比等于其相應(yīng)的投影之比。 四、標(biāo)高投影 1、概念 采用水平面作為投影面，將空間物體上各特征點(diǎn)垂直投影與該投影面上，并將各特征點(diǎn)的高程標(biāo)注在旁邊。 2、點(diǎn)的標(biāo)高投影 空間一點(diǎn)垂直投影在水平面上，將其高程注在投影點(diǎn)旁，稱為點(diǎn)的標(biāo)高投影。 標(biāo)記的規(guī)定：空間物體用大寫字母，如A H面投影用小寫字母，如a BXYZ6056AabOHXYOa60b-56H3、直線的標(biāo)高投影 (1) 直線的標(biāo)高投影表示方法 直線的標(biāo)高投影可以用直線上兩點(diǎn)的標(biāo)高投影的連線表示，也可用直線上一點(diǎn)標(biāo)高投影和直線的方位角與傾角來(lái)表示。XYa300.7XYb10a20(2) 直線的要素及其相互關(guān)系直線的要素

7、：直線的實(shí)長(zhǎng) L 直線的平距 D 直線的傾角 直線的高差 h直線的高差與平距之比為直線的斜率，也稱坡度，以i表示LhD 求直線段AB的實(shí)長(zhǎng)以及它對(duì)基準(zhǔn)面的傾角，可用換面法求解。作圖時(shí)，只要分別過(guò)a3 和 b5引線垂直于a3 b5 (下圖)，并在所引垂線上，按比例尺分別截取相應(yīng)的標(biāo)高數(shù)3和5，得點(diǎn)A和B。AB的長(zhǎng)度，就是所求實(shí)長(zhǎng)。AB與a3 b5間的夾角，就是所求的傾角。 帶有小數(shù)的標(biāo)高求直線AB的實(shí)長(zhǎng)及傾角。先求整數(shù)標(biāo)高線的交點(diǎn)IV、V、VI、VII，就是AB上的整數(shù)標(biāo)高點(diǎn)。過(guò)這些點(diǎn)向a3.7、b7.8引垂線，各垂足4、5、6、7就是a3.7、b7.8上整數(shù)標(biāo)高的點(diǎn)。這些點(diǎn)之間的距離是相等的。

8、如果所作的一組等高線間的距離均按給定比例尺取一個(gè)單位，則可同時(shí)得到AB的實(shí)長(zhǎng)和它對(duì)H面的傾角。（下圖） 當(dāng)直線的水平距離為一單位時(shí)的高差，或者說(shuō)，直線上任意兩點(diǎn)的高差與其水平距離之比，稱為直線的坡度 ,或稱為直線的斜率。 已知直線AB的標(biāo)高投影，它的長(zhǎng)度，即AB的水平距離為L(zhǎng)，AB兩點(diǎn)見的高差為I，則直線的坡度 反之，當(dāng)直線的高差為一單位時(shí)，其水平投影長(zhǎng)度或者說(shuō)，直線上任意兩點(diǎn)的水平距離與其高差之比，稱為單位平距LIi由此可見，直線的坡度與單位平距互為倒數(shù)，即 也就是說(shuō)，傾角愈大，單位平距愈小；傾角愈小，則單位平距。 在下圖中，量得a2b4的長(zhǎng)度L=6,a2和b4間的高差I(lǐng)=4-2=2，于是

9、直線的標(biāo)高投影的另一種表示形式是在直線的H投影上，只標(biāo)出線上一個(gè)點(diǎn)的標(biāo)高，畫上表示直線下坡方向的箭頭并注上坡度，如圖a所示。 例 2-1 試求圖b所示直線上一點(diǎn)C的標(biāo)高。 解：本題可用上圖所示的圖解法去解，下面只介紹數(shù)解法。 先求i或者I 。按比例尺量得L=36，經(jīng)計(jì)算得高差： 則傾角： 然后按比例量得ac間的距離為15，則根據(jù) 得于是，點(diǎn)C的標(biāo)高應(yīng)為 26.4-6=20.4。 例1-2已知空間兩直線的傾向和傾角為（1，1）和（2，2），兩直線交點(diǎn)A的坐標(biāo)為（x,y,60），試作兩直線所定平面的標(biāo)高投影。 5040a601:100012a60根據(jù)兩直線的標(biāo)高投影，可以判別出他們是否：（1）平行

10、、（2）相交、（3）交叉或者（4）垂直。只要在適當(dāng)?shù)奈恢米鞒鰞芍本€的輔助投影，就能確定兩直線的相對(duì)位置。 從下圖可知，直線AB與EF平行，AB與CD相交于點(diǎn)K，CD與EF交叉。由于所引輔助投影面是平行于AB和EF，只要所引的整數(shù)標(biāo)高線是按比例尺畫出的，如果它們與CD垂直，此時(shí)，它們的輔助投影也必然相互垂直。 直線的相對(duì)位置 如果兩直線的標(biāo)高投影平行，上升或下降方向一致，而且坡度或間距相等，如圖所示，則兩直線平行。如果兩直線的標(biāo)高投影相交，且兩直線交點(diǎn)處的標(biāo)高相同，則兩直線相交。否則，它們是交叉的。 a2b6 c4 d7 b11a4d10c5b2.5a3k8五、平面的標(biāo)高投影 平面的標(biāo)高投影，一

11、般用平面上的等高線的投影表示。與正投影相同，可以用不在同一直線上的三個(gè)點(diǎn)、一直線和線外一點(diǎn)、兩相交直線或兩平行直線等的標(biāo)高投 影來(lái)表示. 下圖畫出一個(gè)由平行四邊形ABCD表示的平面P，圖中AB位于H面上，是平面P與H面的交線，以PH 標(biāo)記。如果以一系列平行于基準(zhǔn)面H且相距為一單位的水平面截割平面P，則得到P面上一組水平線I-I、II-II 等，他們的H投影為1-1，2-2等，稱為該平面的等高線。平面P的等高線都平行于PH，且間隔相等。這個(gè)間隔，稱為平面的間距。 XYX平面上最大斜度線與它的H投影之間的夾角 ，就是平面對(duì)H的傾角。 兩平面可能相互平行或相交（圖）。若兩平面P和Q平行，則他們的坡度

12、比例尺Pi和Qi平行,間距相等，而且標(biāo)高數(shù)字增大或減小的方向一致。（一）平面標(biāo)高投影的作法： （1）根據(jù)已給定的點(diǎn)或直線上點(diǎn)的坐標(biāo)和方向，按一定的比例尺將其展繪于圖上。 （2）將相應(yīng)各點(diǎn)連線，按直線兩端點(diǎn)標(biāo)高進(jìn)行分節(jié)。平面傾斜方向的方位角：由X軸正向起按順時(shí)針?lè)较蛑羶A斜方向間的水平夾角。簡(jiǎn)稱平面的傾向。平面的方位角：等高線走向的方位角。簡(jiǎn)稱平面的走向。 平面的平距：平面圖上相鄰兩等高線間的距離。 平面的傾角：平面最大坡度線與水平面的夾角 。（4）根據(jù)平面等高線圖求其平面的方位角和傾角。（3）將同名標(biāo)高的各點(diǎn)連線，得平面的等高線。 例1-1 如圖，已知三點(diǎn)的標(biāo)高投影，a20、b60、c40求作三

13、點(diǎn)所定的平面標(biāo)高投影。1:20006020305040c40b60a20 (二)空間兩平面的相互位置 空間兩平面的相互位置，由下列兩種情況：1）兩平面平行；2）兩平面相交。 xy0 1 2 605040P兩相交直線所定平面的標(biāo)高投影 如上圖所示，兩平面的等高線的投影平行，傾向相同，平距相等，則兩平面在空間是相互平行的。40305040p1p2xy0兩平面相交時(shí)，由以下三種情況： 投影圖中兩平面的等高線平行，但兩平面的傾向相反； 投影圖中兩平面的等高線平行，兩平面的傾向相同，但傾角不同； 投影圖中兩平面的等高線相交。 x5040504035QQP1P2yo403050ABDKCbadckabkc

14、d兩相交平面的投影三、直線與平面的相互位置 直線與平面的相互位置有：直線位于平面內(nèi)，直線與平面平行，直線與平面斜交，直線與平面垂直。 （一）直線位于平面內(nèi)如圖所示，直線上兩點(diǎn)位于平面P內(nèi)，則此直線位于平面內(nèi)。yox50403020pa50b20直線位于平面內(nèi)的投影60504030pdca100b60直線平行于平面內(nèi)的投影假如直線與平面平行，必須是在平面內(nèi)能做出平行于直線的直線假如直線與平面平行，必須是在平面內(nèi)能做出平行于直線的直線。當(dāng)兩直線平行時(shí)，則投影必然平行。只要在平面上作直線c60d30平行與直線a100c60。由圖平面上的直線CD與空間直線AB傾角相同，平距相等，所以直線CD平行于直線

15、AB，直線AB與平面P平行。 xy（三）直線與平面斜交 （四）直線與平面垂直 （二） 直線與平面平行 如上圖，空間有一平面P和一直線AB，該平面與直線在空間是否平行？第三節(jié)采掘工程平面圖 一、 概述 采掘工程平面圖是將開采煤層或其分層內(nèi)的采掘工程和地質(zhì)情況，采用標(biāo)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(yīng)繪制以下內(nèi)容： (1) 井田技術(shù)邊界，保安煤柱及其他邊界線，注明名稱和批準(zhǔn)文號(hào)； (2) 本煤層以及與開采本煤層有關(guān)的巷道(主要巷道應(yīng)注明名稱和月末工作面位置，斜巷應(yīng)注記傾向和傾角，巷道交叉口、變坡以及平巷等特征點(diǎn))，在圖上每隔50100 mm應(yīng)注記軌面或底板的高程

16、； (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、開采方法、開采年度和煤層小柱狀，丟煤應(yīng)注明丟煤原因和煤量； (4) 永久導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，注明點(diǎn)號(hào)和高程；臨時(shí)點(diǎn)要根據(jù)需要注記； (5) 鉆孔、勘探線、煤層露頭線、風(fēng)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(diǎn)、煤樣點(diǎn)以及實(shí)測(cè)的主要地質(zhì)構(gòu)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(nèi)的鄰礦采掘工程和地質(zhì)情況，井田范圍內(nèi)的小煤窯及其開采范圍； (8) 根據(jù)圖面允許和實(shí)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(shè)計(jì)圖

17、和測(cè)量圖兩種。設(shè)計(jì)圖主要用于對(duì)采掘工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)；測(cè)量圖主要用于實(shí)際指揮生產(chǎn)，必須隨測(cè)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、 采掘工程平面圖的識(shí)讀 搞清煤層的產(chǎn)狀要素和地質(zhì)構(gòu)造以及井下各種巷道間的相互位置關(guān)系。 (一) 煤層的產(chǎn)狀要素和地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)讀 主要是通過(guò)煤層底板等高線和有關(guān)礦圖符號(hào)來(lái)識(shí)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(guò)計(jì)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(lái)求取。煤層的地質(zhì)構(gòu)造則需要通過(guò)煤層底板等高線結(jié)合有關(guān)礦圖符號(hào)一起來(lái)識(shí)讀。 (二) 各種巷道間相互關(guān)系的識(shí)別 1

18、、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(hào)來(lái)表示的，這時(shí)關(guān)鍵是區(qū)分它們與鉆孔符號(hào)間的差異，鉆孔符號(hào)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(jìn)行區(qū)分。水平巷道和傾斜巷道主要是通過(guò)巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)高來(lái)辨別，也可利用巷道名稱來(lái)辨別。 2、煤巷和巖巷的辨別 煤巷和巖巷的辨別主要是通過(guò)巷道處煤層底板等高線的標(biāo)高與巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)高間的關(guān)系來(lái)區(qū)分。若二者標(biāo)高很相近，則為煤巷，否則為巖巷；也可通過(guò)巷道名稱來(lái)區(qū)分一部分煤巷和巖巷。 3、巷道相交、相錯(cuò)或重疊的辨別 區(qū)分巷道相交和相錯(cuò)主要是通過(guò)兩條巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)高間的關(guān)系。 重疊巷道是指兩條標(biāo)高不同的巷道位于同一豎直面內(nèi)。此時(shí)，在采掘工程平面圖上，它們是重疊在一起的，但通過(guò)巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)高可區(qū)分出上部巷道和下部巷道；另外，上部巷道是用實(shí)線繪出的，下部巷道則是用虛線繪制的。三、 采掘工程平面圖的應(yīng)用 采掘工程平面圖是了解礦井采掘工程情況和地質(zhì)構(gòu)造情況，進(jìn)行礦井采掘工程設(shè)計(jì)和采掘工作地質(zhì)預(yù)報(bào)以及指揮礦井生產(chǎn)的重要資料，同時(shí)還可利用它來(lái)繪制生產(chǎn)計(jì)劃圖、通風(fēng)系統(tǒng)圖、井上下對(duì)照?qǐng)D和“三量”計(jì)算圖等圖紙。除此之外，采掘工程平面圖還有以下用途。采掘工程平面圖、 用于求巷道的長(zhǎng)度和傾角 要求巷道AB的實(shí)際長(zhǎng)度L和傾角。首先用比例尺量取AB兩點(diǎn)的水平長(zhǎng)度d并利用注記的標(biāo)高計(jì)