礦井投影知識

礦井投影知識第1頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)

概述

一、礦圖的概念和種類1、礦圖：為了滿足礦井設計、施工和生產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。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1∶2000或1∶5000；

(2)工業(yè)廣場平面圖，比例尺為1∶500或1∶1000；

(3)井底車場平面圖，比例尺為1∶200或1∶500；

第2頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二(4)采掘工程(分層)平面圖，比例尺為1∶1000或1∶2000；

(5)主要巷道平面圖，比例尺為1∶1000或1∶2000；

(6)井上、井下對照圖，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

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。采用正方形分幅時，圖幅按下述方法編號：比例尺為1∶5000的圖幅的編號由該圖幅所在投影帶中央子午線的經度與圖廓西南角點的坐標(以km為單位)組成。第3頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二如某幅1∶5000的圖，所在投影帶中央子午線的經度為117°，圖廓西南角點的坐標為x=20km，y=60km，則該幅圖的編號為：117°-4426-548。比例尺為1∶2000至1∶500的圖的編號是在1∶5000的圖的基礎上進行的：1∶2000的圖的編號是在其所在的1∶5000的圖的編號后加甲、乙、丙、?。ɑ颌?、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；1∶1000的圖是在其所在1∶5000的圖的編號后加1、2…16；1∶500的圖是在其所在1∶5000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，坐標格網線可與圖邊斜交。第4頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二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、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。第5頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)標高投影

一、概念1、礦圖的定義為了清楚了解井下全部巷道、硐室、回采工作面和采空區(qū)的位置關系、形狀和尺寸以及它們之間的相互關系，將它們繪制成各種煤礦測量圖。投影是礦圖的基礎第6頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二由一束光照射物體，產生的與之對應的影子。投影的構成：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⊥否斜投影正投影標高投影軸測投影2、投影的概念3、投影的分類第7頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二A

B

CabcS投影之后線段的長度或線間的夾角會發(fā)生變形。二、中心投影

第8頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二三、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，投影后直線的長度和角度大小不變BACabcH第9頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二2、平行直線的投影仍然是平行直線。BADCbdHca第10頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二HABCabc3、直線上各線段之比等于其相應的投影之比。第11頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二四、標高投影

1、概念采用水平面作為投影面，將空間物體上各特征點垂直投影與該投影面上，并將各特征點的高程標注在旁邊。2、點的標高投影空間一點垂直投影在水平面上，將其高程注在投影點旁，稱為點的標高投影。標記的規(guī)定：空間物體用大寫字母，如AH面投影用小寫字母，如a第12頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二BXYZ6056AabOHXYOa60b-56H第13頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二3、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，也可用直線上一點標高投影和直線的方位角與傾角來表示。XYa30α0.7XYb10a20α第14頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二(2)直線的要素及其相互關系直線的要素：直線的實長L直線的平距D直線的傾角δ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LhαD第15頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二

求直線段AB的實長以及它對基準面的傾角，可用換面法求解。作圖時，只要分別過a3和b5引線垂直于a3b5(下圖)，并在所引垂線上，按比例尺分別截取相應的標高數(shù)3和5，得點A和B。AB的長度，就是所求實長。AB與a3b5間的夾角α，就是所求的傾角。第16頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二帶有小數(shù)的標高求直線AB的實長及傾角。先求整數(shù)標高線的交點IV、V、VI、VII，就是AB上的整數(shù)標高點。過這些點向a3.7、b7.8引垂線，各垂足4、5、6、7就是a3.7、b7.8上整數(shù)標高的點。這些點之間的距離是相等的。如果所作的一組等高線間的距離均按給定比例尺取一個單位，則可同時得到AB的實長和它對H面的傾角。（下圖）第17頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二當直線的水平距離為一單位時的高差，或者說，直線上任意兩點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的標高投影，它的長度，即AB的水平距離為L，AB兩點見的高差為I，則直線的坡度反之，當直線的高差為一單位時，其水平投影長度或者說，直線上任意兩點的水平距離與其高差之比，稱為單位平距LIi第18頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二由此可見，直線的坡度與單位平距互為倒數(shù)，即

也就是說，傾角愈大，單位平距愈??；傾角愈小，則單位平距。在下圖中，量得a2b4的長度L=6,a2和b4間的高差I=4-2=2，于是第19頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二第20頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二直線的標高投影的另一種表示形式是在直線的H投影上，只標出線上一個點的標高，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C的標高。第21頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二解：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，經計算得高差：則傾角：然后按比例量得ac間的距離為15，則根據(jù)

第22頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二得于是，點C的標高應為26.4-6=20.4。第23頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二例1-2已知空間兩直線的傾向和傾角為（α1，δ1）和（α2，δ2），兩直線交點A的坐標為（x,y,60），試作兩直線所定平面的標高投影。

5040a601:1000α1α2a60第24頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二根據(jù)兩直線的標高投影，可以判別出他們是否：（1）平行、（2）相交、（3）交叉或者（4）垂直。只要在適當?shù)奈恢米鞒鰞芍本€的輔助投影，就能確定兩直線的相對位置。從下圖可知，直線AB與EF平行，AB與CD相交于點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)標高線是按比例尺畫出的，如果它們與CD垂直，此時，它們的輔助投影也必然相互垂直。第25頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二直線的相對位置

第26頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二如果兩直線的標高投影平行，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。如果兩直線的標高投影相交，且兩直線交點處的標高相同，則兩直線相交。否則，它們是交叉的。a2b6

c4

d7

b11a4d10c5b2.5a3k8第27頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二五、平面的標高投影平面的標高投影，一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點、一直線和線外一點、兩相交直線或兩平行直線等的標高投影來表示.下圖畫出一個由平行四邊形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標記。如果以一系列平行于基準面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。這個間隔，稱為平面的間距。第28頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二第29頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二X`YX平面上最大斜度線與它的H投影之間的夾角，就是平面對H的傾角。第30頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二兩平面可能相互平行或相交（圖２）。若兩平面P和Q平行，則他們的坡度比例尺Pi和Qi平行,間距相等，而且標高數(shù)字增大或減小的方向一致。第31頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二（一）平面標高投影的作法：（1）根據(jù)已給定的點或直線上點的坐標和方向，按一定的比例尺將其展繪于圖上。（2）將相應各點連線，按直線兩端點標高進行分節(jié)。平面傾斜方向的方位角：由X軸正向起按順時針方向至傾斜方向間的水平夾角。簡稱平面的傾向。平面的方位角：等高線走向的方位角。簡稱平面的走向。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。第32頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二（4）根據(jù)平面等高線圖求其平面的方位角和傾角。（3）將同名標高的各點連線，得平面的等高線。例1-1如圖，已知三點的標高投影，a20、b60、c40求作三點所定的平面標高投影。1:20006020305040c40b60a20δ

第33頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二(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。xy0α

α1

α2

605040P兩相交直線所定平面的標高投影第34頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二如上圖所示，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第35頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二兩平面相交時，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。x5040504035QQ’P1P2yo403050ABDKCbadckabkcd兩相交平面的投影第36頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二三、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，直線與平面平行，直線與平面斜交，直線與平面垂直。（一）直線位于平面內如圖所示，直線上兩點位于平面P內，則此直線位于平面內。yox50403020pa50b20直線位于平面內的投影第37頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二60504030pdca100b60直線平行于平面內的投影假如直線與平面平行，必須是在平面內能做出平行于直線的直線。當兩直線平行時，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AB，直線AB與平面P平行。xy第38頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二（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39頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二第三節(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50100mm應注記軌面或底板的高程；第40頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二(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100m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。

第41頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二

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生產，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、采掘工程平面圖的識讀

搞清煤層的產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)煤層的產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。第42頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二(二)各種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。第43頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二3、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。

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、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的重要資料，同時還可利用它來繪制生產計劃圖、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。第44頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二采掘工程平面圖第45頁，共49頁，2023年，2月20日，星期二１、用于求巷道的長度和傾角

要求巷道AB的實際長度LＡＢ和傾角δ。首先用比例尺量取A