第一章：礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識

資環(huán)學(xué)院采礦系《采掘工程圖的識讀與繪制》第1章礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識1/31/20231本章主要內(nèi)容第一章礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識第一節(jié)繪圖基礎(chǔ)知識第二節(jié)繪圖方法第三節(jié)投影基本知識第四節(jié)礦山工程圖的種類1/31/20232概述一、礦圖的概念礦井在地質(zhì)勘探、設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)過程中需要繪制和應(yīng)用一系列圖紙，這些圖紙統(tǒng)稱為礦圖。二、礦圖分類一般分為三大類：地質(zhì)測量圖、設(shè)計工程圖和生產(chǎn)管理圖。（一）地質(zhì)測量圖地質(zhì)測量圖分為地質(zhì)圖和測量圖。1.地質(zhì)圖根據(jù)地質(zhì)勘查資料和井下地質(zhì)編錄資料經(jīng)分析推斷而繪制的主要反映礦井地質(zhì)情況的圖紙，稱為礦井地質(zhì)圖。1/31/20233常用的地質(zhì)圖有：井田地形地質(zhì)圖、煤層底板等高線圖、各種地質(zhì)剖面圖、各種柱狀圖、煤巖對比圖、井田水文地質(zhì)圖、和資源儲量計算圖等。2.測量圖根據(jù)地面及井下實際測量的資料繪制而成的圖紙，稱為測量圖。測量圖隨礦井采掘情況的變化而逐步測量并添繪。

常用的測量圖有：井田區(qū)域地形圖、工業(yè)場地平面圖、采掘工程圖、水平主要巷道平面圖、井上下對照圖和主要保護煤柱圖等。（二）設(shè)計工程圖

由設(shè)計部門設(shè)計并繪制的一系列圖紙，稱為設(shè)計工程圖。1/31/20234煤礦設(shè)計包括礦井初步設(shè)計、礦井改擴建設(shè)計、礦井水平延深設(shè)計、采區(qū)設(shè)計和單項工程設(shè)計等。每類設(shè)計須繪制相應(yīng)的圖紙用以說明設(shè)計方案和設(shè)計內(nèi)容。（三）生產(chǎn)管理圖

用于指導(dǎo)礦井日常生產(chǎn)工作的主要圖紙稱為生產(chǎn)管理圖，如采掘工程平面圖、采掘計劃圖和各類安全、生產(chǎn)系統(tǒng)圖。三、礦圖的用途

礦圖是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的工程技術(shù)語言，煤礦管理人員及工程技術(shù)人員都應(yīng)掌握礦圖知識。1/31/20235第一節(jié)繪圖基本知識

一、圖幅種類及格式（一）圖紙幅面尺寸圖紙幅面尺寸有如下規(guī)定1.優(yōu)先選用基本幅面。2.必要時也可選用加長幅面。

幅面代號尺寸B×LA0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×297基本幅面尺寸如右圖1/31/20236幅面代號尺寸B×LA3×3420×891A3×4420×1189A4×3297×630A4×4297×841A4×5297×1051圖紙加長幅面尺寸11/31/20237圖紙加長幅面尺寸2幅面代號尺寸B×L幅面代號尺寸B×LA0×21189×1682A3×5420×1486A0×31189×2523A3×6420×1783A1×3841×1783A3×7420×2080A1×4841×2378A4×6297×1261A2×3594×1261A4×7297×1471A2×4594×1682A4×8297×1682A2×5594×2102A4×9297×18921/31/20238（二）圖框格式

在圖紙上必須用粗實線畫出圖框，其格式分為不留裝訂線和留有裝訂線兩種，但同一產(chǎn)品的圖樣只能采用一種格式。如下圖所示。

不留裝訂邊的圖紙圖框格式1/31/20239

2.留裝訂邊的圖紙圖框格式1/31/202310

圖框尺寸

幅面代號A0A1A2A3A4

尺寸B×L（mm×mm）841×1189594×841420×594297×420210×297e/mmc/mma/mm1/31/202311二、字符及字母要求1.圖樣和技術(shù)文件中書寫的漢字、數(shù)字及字母等必須做到：字體工整、筆畫清楚、排列整齊、間隔均勻。2.漢字應(yīng)寫成長仿宋體，字體的寬度約為字體高度的2/3，并應(yīng)采用國家正式公布推行的簡化字。3.字體的號數(shù)即為字體的高度（單位為mm）。字體號數(shù)共分為八種：20、14、10、7、5、3.5、2.5、1.8，其中漢字高度不應(yīng)小于3.5mm，如需要書寫更大的字，其字體高度應(yīng)按的比率遞增。1/31/2023124.字母和數(shù)字分A型和B型。A型字體的筆畫寬度（d）為字高（h）的1/14，B型字體的筆畫寬度（d）為字高（h）的1/10。5.字母或數(shù)字可寫成斜體或直體。斜體字字頭向右傾斜，與水平線約成75°角。6.用作指數(shù)、分數(shù)、注腳等的數(shù)字及字母，一般采用小一號的字體。1/31/202313三、圖線及畫法（一）圖線（1）各種圖線的名稱、型式、代號寬度以及在圖上的應(yīng)用見表1—8。（2）圖線的寬度，分為粗細兩種，粗線的寬度b應(yīng)按圖的大小和復(fù)雜程度，在0.7～2mm之間選擇，細線的寬度約為b/3。（3）圖線寬度的推薦系列為：0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm，1.4mm，2mm。1/31/202314（二）圖線的畫法（1）同一幅圖紙中，各圖樣比例相同時，同類圖線的寬度應(yīng)保持一致。虛線、點劃線及雙點劃線的線段長度和間隔應(yīng)各自大致相等。（2）波浪線一般可用徒手繪制。其它各種線條一律用儀器繪制。（3）虛線和虛線或者點劃線和點劃線應(yīng)交于線段中間，兩端應(yīng)以短線收尾，并應(yīng)超出物體輪廓界限之外4～5mm。（4）直徑小于12mm的圖，其中心線可畫成實線。（5）虛線成為實線的連接線時，應(yīng)留出一段空隙，但兩者成某一角度相交時，結(jié)合處不應(yīng)留出空隙。1/31/202315四、比例尺（一）比例的表示方法1.數(shù)字比例用分數(shù)或比例數(shù)字的形式表示的比例。

1∶M1/M2.圖示比例用圖示形式表示的比例稱為圖示比例。圖示比例可用直線比例尺或斜線比例尺表示，礦圖中常用直線比例尺表示圖樣比例1/31/202316（二）比例的規(guī)定（1）同一幅圖中，各個視圖應(yīng)采用相同的比例，并標注在標題欄中的比例欄內(nèi)。當(dāng)各個視圖需要采用不同的比例時，應(yīng)在圖名標注線下居中位置標注，特殊情況亦可在右側(cè)標注比例，但每套圖應(yīng)采用一種方法標注。（2）繪圖時所用比例應(yīng)根據(jù)圖紙內(nèi)圖形的復(fù)雜程度，按表1—7采礦圖紙比例選取。（3）在同一視圖中圖樣的縱橫比相差過大，而又要求詳細標注尺寸時，縱向和橫向可以采用兩種不同的比例繪制，在視圖名稱下方或右側(cè)標注比例。（4）說明書中的插圖或用比例繪制有困難的圖樣，可不按比例繪制，但必須注明“×××示意圖”的字樣。1/31/202317（三）.繪圖時所有比例應(yīng)根據(jù)圖紙內(nèi)圖形的復(fù)雜程度，如下圖所示圖

紙

類

別常

用

比

例礦區(qū)井田劃分及開發(fā)方式平面1:10000

剖面1:2000井田開拓方式圖、開拓巷道工程圖、采區(qū)年進度計劃圖平面1:5000

剖面1:2000采區(qū)布置及機械配備圖平面1:2000

剖面1:2000井底車場布置圖平面1:500

剖面1:50安全煤柱圖1:2000井筒1:20,1:50硐室平面1:50,1:100斷面1:50剖面1:50,1:100采區(qū)車場平面1:200

斷面1:50

剖面1:50,1:1001/31/202318五、標題欄1.標題欄的位置（1）每張圖紙上都必須畫出標題欄，應(yīng)位于圖紙的右下角。（2）看圖的方向與看標題欄的方向一致。2.標題欄的格式3.會簽欄1/31/202319六、地面點位的確定（一）、點位：點的平面位置－平面直角坐標表示點的球面位置－地理坐標表示

點的高低位置－（空間位置）－高程（標高）

1/31/202320（1）、地理坐標系。地面上一點的位置，在地球表面上通常用經(jīng)度、緯度表示，某點的經(jīng)緯度稱為該點的地理坐標。地理坐標系基本概念

地軸

赤道平面、赤道緯線

子午面、子午線（經(jīng)線）、首子午線；

經(jīng)度、東經(jīng)、西經(jīng)；

緯度、北緯、南緯。1/31/202321（2）平面直角坐標表示點位的方法縱坐標軸xx軸橫坐標軸yy軸坐標原點o點Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限點的坐標的表示方法1/31/2023221/31/202323平面直角坐標系的建立1.高斯投影方法1/31/2023242.投影帶的劃分6°投影帶3°投影帶1/31/2023253.平面直角坐標系1/31/202326（二）點的高低位置點的高低位置，也指該點到大地水準面的的鉛垂距離。用標高表示。大地水準面：海水有潮汐，時高時低，水準面有無數(shù)多個，把其中經(jīng)過平均海水面的水準面，稱為大地水準面。絕對高程：地面上某點到大地水準面的鉛垂距離，用H表示。相對高程：地面上某點到假定水準面的鉛錘距離，稱為假定高程，也稱相對高程，用H’表示。1/31/2023271/31/202328七、方位角和象限角（一）方位角直線定向：確定直線與標準方向線之間的角度的工作，稱為直線定向。一、直線方位角的種類及標準指北方向標準指北方向有三種：坐標縱軸方向，真子午線方向，磁子午線方向。方位角：某直線與標準指北方向的水平夾角。方位角分坐標方位角、真方位角和磁方位角。1/31/202329坐標方位角，正負方位角在平面直角坐標系統(tǒng)中，從坐標縱線的指北方向起，順時針量至某直線的水平角度，稱為該直線的坐標方位角，簡稱方位角。直線前進方向的方位角稱為正方位角，其相反方向的方位角稱為負方位角。

α正＝α負±180°1/31/202330（二）象限角一直線的象限角是指由坐標縱線的北端或南端，順時針或逆時針計算到該直線的水平銳角。用象限角定向時，以南北方向為主，以東西方向為輔，說明象限的名稱和角度。1/31/202331八、坐標方格網(wǎng)為了保證繪制出的礦圖能達到一定的精度要求，首先應(yīng)在圖紙上精確的繪制坐標方格網(wǎng)。礦圖上的坐標方格網(wǎng)為正交的正方形格網(wǎng)，每個小方格的邊長為100mm。其精度要求規(guī)定①對角巷上各交點應(yīng)在一條直線上；②每個方格邊長的誤差不得超過0.2mm；③圖框邊長和對角線邊長與理論值之差不得超過0.3mm；

④方格網(wǎng)線寬度不超過0.1mm。（一）正方格網(wǎng)的繪制1/31/202332(一)對角線法（1）在正方形或長方形圖紙上，先繪出兩條對角線AC和BD。（2）以交點O為圓心，以適當(dāng)長度為半徑，用杠規(guī)在對角線上截取等長的線段OA、OB、OC、OD，并AB、BC、CD、DA將連接起來即得一矩形ABCD。（3）截取AB、BC、CD、DA各邊的中點E、F、G、H，并連接EG、FH，檢查其交點是否通過中心O，若不通過，需要重新繪制。（4）在矩形各邊上，以100mm長度的距離，用卡規(guī)截取各點，聯(lián)結(jié)相應(yīng)各點，即得坐標方格網(wǎng)。（5）按上述精度要求檢查坐標方格網(wǎng)是否合乎要求。1/31/202333對角線法1/31/202334第三節(jié)投影的基本知識一、投影的概念人們用投影線通過物體射向平面，在平面上得到物體的圖形，將物體的形狀在平面上用圖形表達出來，這種方法稱為投影法，此平面為投影面，其圖形為物體在投影面上的投影。1/31/202335二、投影方法分類根據(jù)投影線是否相互平行，投影方法分為中心投影法和平行投影法兩種。（一）中心投影法投影線相交于一點的投影方法稱為中心投影法，用中心投影法繪制的投影稱中心投影。中心投影的特征是：投影線都是從投影中心發(fā)出，彼此不平行；投影線與投影面斜交；在一定條件下，投影的大小隨投影中心距物體的遠近或者物體離投影面的遠近而變化；投影的形狀隨物體與投影面的傾斜關(guān)系而不同。1/31/202336

（二）平行投影法投影線相互平行的投影方法稱為平行投影法。根據(jù)投影線與投影面的角度不同，平行投影法分為斜投影法和正投影法兩種。1.斜投影法相互平行的投影線與投影面斜交的投影方法，稱為斜投影法（見圖2—2a）。2.正投影法相互平行的投影線與投影面垂直的投影方法，稱為正投影法（見圖2—2b）。用平行投影法所得到的物體的投影，其大小與物體距投影面的遠近無關(guān)；其形狀隨物體、投影線與投影面的角度變化而變化。1/31/2023371/31/202338三、正投影正投影是相互平行的投影線與投影面垂直時的投影。具有以下性質(zhì)：1.物體平面平行于投影面，其投影圖形反映平面物體的真實形狀和大小；2.物體平面傾斜于投影面，其投影圖形的形狀和大小隨物體平面與投影面的傾斜角度而變化，3.物體平面垂直于投影面，其投影為一條直線。1/31/202339四、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平面上，以確定各點的平面位置，然后將物體各點的高程標注于各投影點的旁邊，用于說明各點高于或低于零水平面的數(shù)值。這種投影稱為標高投影。標高投影也是一種正投影。礦圖就是運用標高投影的方法繪制的。（一）、點的標高投影從該點向零水平面（投影面）作垂線，垂足即正投影點位置，在該處注明該點的標高（即該點至投影面的垂直距離）。投影面上這個垂足及其標高就是該點的標高投影。1/31/202340（二）直線的標高投影1.直線標高投影方法直線的標高投影就是該直線兩端點標高投影的連線。2.直線要素及其相互關(guān)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，亦稱平距，以D表示；直線與水平面的夾角（最小的角）稱為直線的傾角，以δ表示；空間直線兩端點的高程差稱為直線的高差，以h表示；空間直線的高差與平距之比稱為直線的斜率，亦稱坡度，以i表示。1/31/2023411/31/2023421/31/2023431/31/202344直線各要素的相互關(guān)系以上各要素之間的關(guān)系可由圖2—10和以下各公式表示：

h＝HA－HB

（2—1）式中：HA、HB—A、B兩點的高程。

L＝（2—2）

I＝（‰）（2—3）

δ＝arctan

（2—4）根據(jù)以上關(guān)系，在直線標高投影圖上，只要確定一些要素后，就能求出另外一些要素的尺寸。1/31/202345直線投影的標高內(nèi)插1.解析法1)首先求出每米高差的平距2)找出第一個整倍數(shù)點的位置3)求其他各整數(shù)倍點的位置2.剖面法3.平行線法1/31/202346剖面法1/31/202347平行線法1/31/202348空間兩直線的相互位置1.兩直線平行;2.兩直線相交;3.兩直線交錯.1/31/2023491.兩直線平行1/31/202350

2.兩直線相交1/31/202351三、平面的標高投影（一）標高投影中平面的表示方法平面的標高投影一般是以空間平面上的等高線在水平面上的投影來表示。（二）平面三要素走向傾向傾角1/31/2023521/31/2023531/31/202354（三）平面標高投影的作圖方法平面標高投影作圖是指在水平面上作出該平面的等高線。作平面的標高投影時，通常會遇到以下四種情況：已知不在同一直線上的三點；已知一直線和線外一點；已知相交兩直線；已知平行的兩直線。不論哪種情況，其作圖均按下列步驟進行：（1）根據(jù)已知條件，按一定比例，把直線或點展繪于圖上；（2）將各點所連的直線，按高程值的整倍數(shù)進行標高內(nèi)插；（3）連接高程相同的各點，便得平面等高線的投影，即該平面的標高投影。1/31/2023551/31/202356（四）空間兩平面的相互位置局部地區(qū)煤層間的關(guān)系、煤層層面與斷層面的關(guān)系等，都屬于空間平面的相互關(guān)系問題?？臻g兩平面的相互關(guān)系有以下兩種情況：1.兩平面平行在標高投影圖中，兩平面等高線平行，傾向相同，平距相等，則空間兩平面彼此平行。2.兩平面相交空間兩平面相交，有以下三種情況：（1）在平面標高投影圖上，兩平面等高線平行，傾向相反，則空間兩平面相交。1/31/2023571/31/2023581/31/202359（2）在平面標高投影圖上，兩平面的等高線平行，傾向相同，但傾角不等，則空間兩平面相交。（3）在平面標高投影圖上，兩平面的等高線相交，則空間兩平面相交。1/31/2023601/31/2023611/31/202362（五）空間直線與平面的相互位置直線與平面的相互位置關(guān)系有以下三種情況：1.直線位于平面內(nèi)直線上有兩點在平面內(nèi)，則此直線在平面內(nèi)。

2.直線與平面平行空間某直線不在平面內(nèi)，但與平面內(nèi)的某直線平行，則此直線與平面平行。3.直線與平面相交直線既不在平面內(nèi)，又不與平面平行，則此直線與平面相交。1/31/2023631/31/2023641/31/2023651/31/202366第四節(jié)礦山工程圖的種類煤礦常用的礦井測量圖和地質(zhì)圖