礦井投影知識(shí)

礦井投影知識(shí)第1頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(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；

第2頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(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(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。第3頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月如某幅1∶5000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=20km，y=60km，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、?。ɑ颌?、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；1∶1000的圖是在其所在1∶5000的圖的編號(hào)后加1、2…16；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。第4頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月但一般應(yīng)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(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5頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)標(biāo)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(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)第6頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月由一束光照射物體，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、投影的分類第7頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月A

B

CabcS投影之后線段的長度或線間的夾角會(huì)發(fā)生變形。二、中心投影

第8頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月2、平行直線的投影仍然是平行直線。BADCbdHca第10頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月HABCabc3、直線上各線段之比等于其相應(yīng)的投影之比。第11頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月四、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AH面投影用小寫字母，如a第12頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月BXYZ6056AabOHXYOa60b-56H第13頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月3、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表示。XYa30α0.7XYb10a20α第14頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)直線的要素及其相互關(guān)系直線的要素：直線的實(shí)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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

求直線段AB的實(shí)長以及它對(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(yīng)的標(biāo)高數(shù)3和5，得點(diǎn)A和B。AB的長度，就是所求實(shí)長。AB與a3b5間的夾角α，就是所求的傾角。第16頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月帶有小數(shù)的標(biāo)高求直線AB的實(shí)長及傾角。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。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)長和它對(duì)H面的傾角。（下圖）第17頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)直線的水平距離為一單位時(shí)的高差，或者說，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，它的長度，即AB的水平距離為L，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)，其水平投影長度或者說，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第18頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月由此可見，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?。粌A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(lǐng)=4-2=2，于是第19頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月直線的標(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。第21頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月解：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)

第22頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月得于是，點(diǎn)C的標(biāo)高應(yīng)為26.4-6=20.4。第23頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月例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(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。

5040a601:1000α1α2a60第24頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)兩直線的標(biāo)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(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。第25頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月直線的相對(duì)位置

第26頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月如果兩直線的標(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第27頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月五、平面的標(biāo)高投影平面的標(biāo)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(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。第28頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第29頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月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(duì)H的傾角。第30頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月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(biāo)高數(shù)字增大或減小的方向一致。第31頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（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求作三點(diǎn)所定的平面標(biāo)高投影。1:20006020305040c40b60a20δ

第33頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(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(biāo)高投影第34頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月如上圖所示，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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月兩平面相交時(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。x5040504035QQ’P1P2yo403050ABDKCbadckabkcd兩相交平面的投影第36頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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)的投影第37頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月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。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AB，直線AB與平面P平行。xy第38頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月（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，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(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50100mm應(yīng)注記軌面或底板的高程；第40頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(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100m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。

第41頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月

可分為設(shè)計(jì)圖和測(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

主要是通過煤層底板等高線和有關(guān)礦圖符號(hào)來識(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求取。煤層的地質(zhì)構(gòu)造則需要通過煤層底板等高線結(jié)合有關(guān)礦圖符號(hào)一起來識(shí)讀。第42頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)各種巷道間相互關(guān)系的識(shí)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(hào)來表示的，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巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)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(biāo)高與巷道內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的標(biāo)高間的關(guān)系來區(qū)分。若二者標(biāo)高很相近，則為煤巷，否則為巖巷；也可通過巷道名稱來區(qū)分一部分煤巷和巖巷。第43頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月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。第44頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月采掘工程平面圖第45頁，課件共49頁，創(chuàng)作于2023年2月１、用于求巷道的長度和傾角

要求巷道AB的實(shí)際長度LＡＢ和傾角δ。首先用比例尺量取AB兩點(diǎn)