第二章 矿图基本知识

第16章矿图的基本知识16.1 概述16.1.1 矿图的概念与特点矿图是反映矿井地质条件和井下采掘工程活动情况的煤矿生产建设图的总称。

矿图是煤矿企业中最重要的技术资料，是管理采矿企业和指导生产必不可少的基础图件，它对于正确地进行采矿设计、编制采掘计划、指导巷道的掘进和合理安排回采工作及各种工程需要都具有重要作用。

与其它图纸相比较，矿图具有以下几个特点：（1）矿图的内容要随着采矿工程的进展逐渐增加、补充、修改；（2）矿图的测绘区域随矿层分布和掘进巷道部署情况而定，常常是分水平测绘；（3）矿图所反映的是井下巷道复杂的空间关系，以及矿体和围岩产状与各种地质破坏，测绘内容多，读图较困难；（4）采用实测与编绘的方法，以实测资料为基础，再辅以地质、水文、采掘等方面的技术资料绘制而成。

16.1.2 矿图的分类生产矿井必备的基本矿图包括两大类：一类是矿井测量图，它是根据地面和井下实际情况测绘而成的；另一类是矿井地质图，它是根据矿井地质勘探资料和采掘过程中揭露的地质信息而绘制的。

两类矿图之间存在着密切的关系，矿井测量图是绘制矿井地质图的基础；而矿井测量图上的地质信息则是来源于可靠的矿井地质图。

本章主要介绍矿井测量图。

根据投影方法和投影面的不同，可以将矿图分为平面投影图、竖直面投影图、断面图和立体图。

根据成图方法分为原图和复制图两类。

原图是根据实测、调整或收集的资料直接绘在聚酯薄膜或在原图纸上的矿图，一般情况下原图不应直接用来晒图或使用。

原图的副本称之为二底图。

根据原图或二底图复制或编制而成的矿图称为复制图。

煤矿生产、建设过程中必须具备的主要图纸，称为基本矿图。

《煤矿测量规程》规定的煤矿基本矿图见表16-1。

表16-1 矿井必须具备的基本矿图煤矿测量图采用正方形分幅法或自由分幅法。

正方形分幅及其编号方法与大比例尺地形图相同，这里不再赘述。

对于各种反映井下采矿工程的矿图，普遍采用自由分幅法划分图幅，一般不进行统一的编号，而在图签中加入图名。

任务四 矿图制图基本知识
一、图幅种类及格式
图纸幅面尺寸（GB/T14689-93技术制图图纸幅面和格式）有关规定： （1）绘制技术图样时，应优先采用表1-1所规定的基本幅面。

（2）必要时，也可根据需要选择加长幅面，如表1-2、1-3所示。

表1-1 基本幅面尺寸（mm ） 表1-2 图纸加长尺寸（mm ）
表1-3 图纸加长尺寸（mm ）
二、图框格式及常用比例
图框格式（GB/T14689-93技术制图图纸幅面和格式）规定如下： （1）图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留有装订边和留有装订边两种。

（2）不留装订边的图纸，其图框格式如图1-9，尺寸如表1-4所示。

（3）留有装订边的图纸，其图框格式如图1-10，尺寸如表1-4所示。

第四节矿图的基础知识在矿井设计、施工和生产管理等工作中，需要测绘一系列的图纸，这些图称为矿图。

一、概述1、矿图的种类矿图的种类很多，生产矿井必备的图纸一般分为两类，一类是矿井测量图，一类是矿井地质图。

各称有：（1）地质地形图；（2）地质剖面图；（3）水平切面图；（4）煤层底板等高线图；（5）煤层立面投影图；（6）地质综合柱状图。

矿井测量图是根据地面和井下实际测量的资料绘制的。

矿井地质图一般是在矿井测量图的基础上，将生产过程中收集的地质资料和原有勘探资料，经过分析推断绘制而成的。

2、矿图的比例尺绘制各种矿图时，不可能将图形按实际尺寸描绘到图纸上，总要经过缩小，才能在图纸上表示出来。

图纸上线段长度与实际相应线段水平长度之比，称为该图的比例尺。

根据对图纸不同的要求，矿图常用的比例尺有：1：500、1：1000、1：2000、1：5000、1：10000。

3、坐标系统（1）地理坐标。

地面上某一点的位置，在地球表面上通常用经度、纬度表示。

某点的经纬度称为该点的地理坐标。

（2）平面直角坐标。

若用地理坐标表示地面点的位置很不方便，常采用平面直角坐标来表示地面点的相对位置。

如图，地面上任一A的位置由该点至纵横坐标轴的垂直距来确定。

(3)高程。

指地面上任一点至水准面的垂直距离；A、绝对高程：指地面上任一点至大地水准面的垂直距离；B、相对高程：指人为设定一水准面，某一点至该水准面的垂直距离，称为该点的相对高程。

4、投影标高标高投影：注明有标高数字的正投影图，如图1-11所示的是某一立井高投影图。

二、等高线图1、地形等高线图等高线是地面上高程相同的若干点所连成的光滑曲线，或者说是水平面与地表面相交的曲线。

将高程不同的等高线投影到平面上，再按一定的比例绘成图，并标明各等高线标高，就得到等高线图。

性质：是反映地面空间形态特征的图件。

特征：①光滑曲线（高程相同点的连线）②比例图：在同一张图上，等高距应一致。

等高距：相邻两条等高线间的高程差。

矿图复习题:第一章1.矿图的种类很多,一个生产矿井必须具备的图纸一般可分为三大类：地质测量图、设计工程图和生产管理图2.矿图是煤矿建设和生产的工程技术“语言”3.作为一个煤矿工程技术人员,必须掌握矿图的基本知识,具备应用和绘制矿图的能力;4.绘制技术图样时,应优先采用GB/T14689-93技术制图图纸幅面和格式规定的基本幅面,必要时也允许选用规定的加长幅面；5.图纸的美观与否和图线的粗细设置有很大关系,图线宽度的推荐系列有：0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1mm、1.4mm和2mm;6.同一幅图纸中,各图样比例相同时,同类图线的宽度应保持一致;虚线、点画线及双点画线的线段长度和间隔应各自大致相等;7.图中所注尺寸数据是确定工程数量的唯一依据,必须与比例尺度量相符;8.图纸上的尺寸数字,规定以mm或m为单位在1:50~1:500比例尺的图纸上采用mm为单位,在1:1000~1:10000比例尺的图纸上采用m为单位,无需写明单位;9.标注标高时一律采用“m”为单位．即零点标高为±；正数标高如＋；负数标高如;10.每张图纸必须画出标题栏,其位置在图纸的右下角,主要填写项目或零件名称,图纸名称,设计人员,比例等;11.图上某直线的长度与地面上相应线段实际的水平长度之比,称为图的比例尺;12.K0001-109-1 为总体可行性研究第1项任务,开拓方式图,第1张图；K1001-109-1为矿井可行性研究第1项任务,矿井开拓方式图,第 1 张图;13.C1003-121-l为矿井初步设计第3项任务,井底车场布置图,第1 张图；S1002-121-1为矿井施工图设计第2 项任务,井底车场布置图,第 1 张图14.C1001GK-116-1为矿井改扩建初步设计第1项任务,副井井筒,第1 张图;15.采矿CAD的工作界面主要由标题栏、下拉菜单栏、工具栏、作图窗口、坐标、坐标系图标、滚动条、命令行窗口和状态栏等组成;16.思考与练习题：2、3、4、7;第二章框图投影的基本知识1.投影线相互平行的投影方法称为平行投影法2.投影线相互平行,并且与投影面垂直的投影方法,称为正投影法;3.正投影法具有哪些性质4.标高投影的应用：点的标高投影,线的标高投影,平面的标高投影；5.直线的要素及相互之间的关系：平距、高差、倾角、坡度；6.标高内插法;7.判断空间二直线的位置关系；平行、相交、交错；8.平面的三要素：走向、倾向、倾角；9.已知点的标高投影,求平面标高投影的作图方法；10.判断两平面的相互位置关系；11.判断空间直线与平面的相互位置；12.课堂练习题13.思考与练习题：2、3、4、6、7;第三章井田区域地形图1.地形图的识读；2.地形图的应用：确定地面某点的高程；确定某点的坐标；确定直线的水平长度、坡度、倾斜长度、坐标、方位角；3.绘制已知方向的剖面图；4.思考与练习题2第四章煤矿地质图1.煤矿地质图件主要有：井田地形地质图、钻孔柱状图、综合柱状图、煤岩层对比图、垂直地质剖面图、水平地址切面图、煤层地板等高线图和煤层立面投影图等；2.不同高程的水平面与煤层底板的交线称为煤层底板等高线；3.煤层底板等高线图在矿井设计、建设、生产各阶段有何用处4.煤层的产状要素同平面的要素；5.单斜构造在煤层底板等高线上有何表现6.褶曲在煤层底板等高线图上的表现7.断层的产状要素同平面的要素；8.断层在煤层底板等高线图的表现；9.煤层底板等高线图的应用：了解煤层产状要素；计算空间资源储量；进行矿井设计；10.如何计算煤层的真面积11.如何确定煤层的平均厚度12.井田地形地质图有何用处13.常见地质构造在地形地质图上的表现：单斜构造、褶皱构造、断层;14.沿某个方向竖直向下将地壳切开,图上反映该剖面上的煤、岩层情况及构造形态的图件称为地质剖面图；15.地质剖面图主要反映哪些内容16.根据煤层底板等高线编制剖面图；17.在井田范围内,设想用一定标高的水平面将大地水平切开,反映该水平切面上全部地质情况及井巷工程分布等内容的图件称为水平切面图;18.水平切面图主要反映哪些内容19.不同地质构造在水平切面图上有何表现20.综合柱状图反映哪些内容21.在煤层层数较多、稳定性较差、构造复杂的矿区,煤岩层对比图就更加重要;第五章采掘工程设计图1.井田开拓方式图主要反映哪些内容2.识读图5-6写出识读报告;图5-6 所示为某井田开拓方式平面图,比例尺为1：5000 箭头为指北方向,井田内地质构造简单,煤层赋存稳定,煤层走向大致为12°,倾向210°,煤层厚度平均 5.6m;该井田采用立井多水平开拓方式,划分为3个阶段,阶段垂高分别为160m、155m、135m;设立2个开采水平,水平标高分别为-210m、-365m,回风水平标高为-50m;第一、第二阶段各划分4个采区,第三阶段划分为3个采区;井田内开采顺序自上而下,从井田中央向井田边界开采,两个采区同时生产;3.识读图5-9写出识读报告;思考与练习题1一、选择题每小题2分,本题共10分,阅卷得分1．作为一个煤矿工程技术人员,必须掌握矿图的基本知识,具备D矿图的能力;A 识读B 应用C 绘制D以上都对2．通过地球上某一点的铅垂线和赤道平面所成的夹角,称为该点的B;A 经度B纬度C方位角D无法确定3．图1所示底板等高线图所表现的地质构造是C;A 穹窿B洼地C构造盆地D向斜4．某矿图的编号为C1003GK-116-1,该图是B图1A 井底车场布置图B 矿井改扩建初步设计图C 第116张图D 选煤厂可行性研究图5．图2所示煤层等高线图中,AB为+210m水平轨道大巷穿过煤层的情况,则大巷在C遇到断层A C点B D点C E点D F点二、正误判断题每小题2分,本题共10分,阅卷得分1、在煤层层数较多、稳定性较差、构造复杂的矿区,煤岩层对比图比底板等高线图更为重要;√2、煤层倾角发生变化时,表现为煤层底板等高线之间的水平距离的变化,平距越大,倾角越大；反之,平距越小,图2表示煤层倾角越小; ×3、绘制技术图样时,应优先采用GB/T14689-93技术制图图纸幅面和格式规定的基本幅面,必要时也允许选用规定的加长幅面; √4、在井田范围内,设想用一定标高的水平面将大地水平切开,反映该水平切面上全部地质情况及井巷工程分布等内容的图件称为水平剖面图; ×5、在井上下对照图上,某一点的开采深度可通过该点地面标高和煤层底板标高相减求得; √三、读图填空题每空2分,本题共20分阅卷得分1、下图为某井田开拓方式平面图,比例尺为1:5000,箭头为指北方向,井田内地质构造_简单_,煤层赋存稳定,该井田采用_立井多水平开拓方式,划分为___3___个阶段,设立2个开采水平,水平标高分别为___-210m________、_____-365m______;第三个阶段划分为3个采区;2、下图为某矿局部地区井上下对照图及I、II、II剖面,在井下_-20~-60m__和____-60~-102m等高线间布置了二个采煤工作面,γ是上山移动角,与煤层厚度、_开采深度_、覆盖岩层性质有关,通过A、B、C三点的虚线是_地表受岩层移动影响的范围_,井下开采__不会__危及黄庄的安全;四、简答题每小题10分,本题共20分阅卷得分1. 简述如何确定块段内煤层的真面积;每个要点2分,共6分答：1在划分的每个块段内,先计算煤层的平均倾角;2在底板等高线图上,计算出每个块段水平投影面积S；3将每个块段的水平投影面积S’换算成煤层真面积S参与计算资源储量;2.综合柱状图反映哪些内容每个要点2分,共8分答：综合柱状图反映的主要内容包括地层单位及代号、地层厚度最大厚度、最小厚度和平均厚度,各地质时期岩性组成及地层接触关系,煤层、标志层、含水层和有益矿层的层位、厚度、层间距,岩浆岩体的侵人层位等;3.什么是采掘工程平面图有何用途每个要点2分,共6分答：采掘工程平面图是将开采煤层或开采分层内的实测地质清况和采掘工程情况,采用正投影的原理,投影到水平面上,按一定比例尺绘制出的图件;从采掘工程平面图上,可以了解煤层产状变化、地质构造特征以及煤层的采掘情况;五、计算题本题20分阅卷得分1.图中量的A点到a1和a2的距离分别为55mm和50mm,AB的长度为250mm,B点低于A点25m,求A点的坐标和AB的实际倾斜长度和坡度;解：图中比例为1:1000,即1mm表示1m2分①A点的纬距X=3831700+55=38317552分经距Y=6592300+50=65923502分②AB 的水平长度：250m 2分实际倾斜长度：2.2512525022=+m 2分坡度为25/250= 2分2.在比例尺为1:5000的图中,直线 AB 的标高投影为a 63b 26,两端高程分别为 63m 与26m ,投影的水平长度为90m,试用解析法求出A 点到该直线上40m 标高位置的图上距离;解：首先求出每米高差的平距d 1:2分求出其间高程为40m 的点距a 63水平长度应为：63-40×=55.89m2分比例尺为1:5000, 图上距离1mm 代表5m,2分a 63到40m 标高位置的图上距离为：5=11.178mm2分六、绘图题本题共20分阅卷得分1、已知三点的坐标为 A 9、2、80 、B 6、11、40、C 2 、1、60括号内的三个数为平面坐标x 、y 及高程值,单位为m ,求三点所定平面的标高投影;本题10分2、作出图中AB 方向的剖面;本题10分思考与练习题2一、选择题每小题2分,本题共10分1．右图中是AB 、CD 和EF 三条直线的标高投影,则直线A 的关系是平行的A AB 与CD B AB 与EFC EF 与CD D 不能确定2．左图中是平面的标高投影图,比例尺为1：2000,试判断图中P1和P2平面的相互位置关系是AA 平行B 相交C交错D无法确定3．关于井筒方位角α的标注,D是错误的;A BDC4．某矿图的编号为C1003-121-1,该图是AA 井底车场布置图B 矿井施工图C 第121张图D 改扩建设计图5．由矿图中测得线段AB的长度为25cm,比例为1:2000,则其实际水平长度是DA 250mmB 250mC500mm D 500m二、正误判断题每小题2分,本题共10分1、地形地质图是地形图和地质图重叠在一起绘制而成的,主要反映井田范围内地层、地质构造和地物、地质等情况;√2、采区巷道布置图是将采区巷道布置投影到竖直面上绘制出的图件;×3、井田开拓方式图按投影原理可分为正投影井田开拓方式图及井田开拓方式立体示意图;√4、综合柱状图是根据井田范围内全部钻孔资料和实测剖面资料,经过全面分析,将各岩层的平均真厚度,按照地层时代的先后生成顺序自上而下排列起来绘制成的柱状图件;√5、井巷工程施工图是为各项单位井巷工程施工而绘制的图件√三、填空题每空2分,本题共20分阅卷得分1、下图为某矿带区巷道布置图,按照图中所示,工作面煤炭运输路线为__工作面→13→3→5→6→7→1__,带区煤柱宽度为__15_m,图中标号15是__掘进工作面_,东部断层最大落差为,是__逆_断层;2、下图为综合机械化采煤工作面布置图,其回采工作面长度为___152__m,最小控顶距为,作业方式采用__三八制_,超前支护长度为__20m__,工作面运输巷宽度为;四、简答题本题共20分1、井上下对照图有哪些方面的应用每个要点2分,共8分①确定地表移动范围；②确定井下开采深度；③考虑铁路下、建筑物下和水体下采煤的问题；④确定钻孔位置;2、煤层底板等高线图在设计、建设和生产阶段起到了什么作用每个要点2分,共12分① 在矿井设计阶段,煤层底板等高线图是选择矿井工业场地位置、确定井田开拓方式和开采水平的划分、布置大巷、布置采区等都离不开的重要资料;② 在矿井建设阶段,是指导井巷工程施工的主要依据之一;③ 在矿井生产阶段,是控制煤量、布置开拓巷道及采煤工作面、编制生产计划以及安排采掘生产的重要依据; ④ 在安全管理工作中,分析预测瓦斯富集部位、老窑积水部位,地下含水层的危害程度；⑤分析煤层顶底板的稳定程度；⑥为制定瓦斯抽放、老窑积水排放和地下水疏放等方案提供依据;五、计算题本题20分如图所示,比例尺为l ：5000,已知B 点高程为202m,标注长度为测的图纸上尺寸单位mm,按图完成以下作业： ① 求出A 点的坐标和高程；② 求出直线AB 的水平长度和实际倾斜长度；③ 求出直线BA 的方位角和坡度；解：①A 点的纬距X=3739500+×5000/1000=2分经距Y=+×5000/1000=.12分高程Z=140m ；2分②AB 的水平长度：×5000/1000=2分高差：202-140=62m 2分实际倾斜长度：3.9806235.97822=+m 4分③AB的方位角：51°+180°=231°3分坡度：62/=3分六、绘图题本题共20分1、图中是平面P及直线AB、CD的标高投影图,比例尺为1：2000;①求直线AB上的整数高程点等高距为10m；②试判断各直线和平面的关系,如相交,求出直线和平面的交点;解：①见图②AB与平面P相交,交点高程为35；CD与平面P平行；2、下图所示为某煤层底板等高线图,沿＋210m水平开掘AB方向的岩石平巷,标出该巷道遇煤点和遇断层点的位置,并说明哪些巷道在煤层的顶板还是底板;本题共12分解：如图,作+210m等高线,连接断煤交线与+210m等高线交点得到+210m断层面；E点为遇断层点,C、D、F 为遇煤层点;AB与+210等高线交点为CDEF,AC、FB、DE在煤层顶板,CD和EF在煤层底板中;3、如图所示为某矿煤层底板等高线图,作沿剖面线I一I方向的剖面示意图,标出-220m见煤交点;8分。

第一章矿图基本知识教学目的：使学生理解矿图在矿业生产中的重要意义，掌握看图的基本方法，能以图纸为依据详细掌握生产情况，正确指挥生产。

重点： 1、平面直角坐标系的建立；2、直线定向标准方向线的种类及其相互关系；3、直线及平面标高投影。

4、掌握看图的方法和步骤。

难点：1.矿图的形成原理2.矿图的常用画法矿图是矿山企业和相关管理部分对矿山地质测量图和其它矿用图的简称。

它是采矿工业中必不可少的重要图纸，是地质、采矿和测量的信息库，没有这些信息，采矿工作就无法进行。

种类很多：金属矿山开采中有矿区地形地质图、中段开拓图、采矿方法图等；煤矿开采中有煤层底板等高线图、工业广场平面图、开拓系统图、采掘工程平面图、通风系统图、排水系统图、水文地质图、井上下对照图，部分高瓦斯矿山还有瓦斯抽放系统图等。

矿山设计人员、管理人员和工程技术人员，为了正确的进行矿山设计与指挥生产，必须准确了解矿床的埋藏条件、矿物的质量和数量，采准生产情况，而矿图是获得这些信息的基本和首要途径。

第一节矿图比例尺比例尺（缩尺）：矿区地面上的地物形状、位臵以及矿床的地质构造、为生产服务的地下工程等信息要清楚准确地表示在矿图中，而矿图中不可能也没有必要将这些图形画成和实物一样大小，因此必须缩小多少倍才能进行绘图。

这个缩小的程度叫做比例尺或缩尺。

表示方法：分数，分子是1，分母是几十、几百或几千，例如：1：1000、1/1000，分子表示图上的长度，分母表示实际长度，即绘图时的缩小倍数。

（教材举例：图1、图2、图3）。

比例尺越大，图中的单位尺寸表示的实际尺寸越小。

有了比例尺，就可以准确地掌握图中尺寸和实际尺寸的关系。

例题：在一张1：2000的图纸上量得某一巷道A、B两点间的长度是124.5mm，求A、B两点间巷道的实际水平长度？三棱比例尺（三棱尺、缩尺）图4：专门用于简便迅速量图用的尺子，尺上刻度按一定的尺寸缩小，刻有六种比例。

三棱比例尺使用方法：从尺上找出和图纸比例尺相同的一面进行度量，直接从尺上读出实际水平长度。

《矿图》课程教学大纲一、本大纲适用专业本大纲适用于采矿工程(高职专科)专业二、编写本教学大纲的说明（一）本课程的性质和任务《矿图》课程是为采矿类专业开设的一门专业基础课，它是为该专业学生更好的学习《井巷工程》、《煤矿开采方法》与《煤矿通风与安全》等主干课程，也是为他们的课程设计和毕业设计打下基础；特别是学生将来进入矿山从事采矿设计、生产指挥和安全管理，矿图是其必须具有的基本技能。

讲授这门课，要向学生完整介绍矿图的相关知识、作图方法和识图技巧，使学生掌握矿图的识读方法，了解矿图所反映的信息。

通过运用相关资料，能设计所需要的矿图，掌握作图的相关技巧和方法。

（二）本课程教学的基本要求1、正确认识课程的性质、任务及意义，全面了解课程的知识体系和能力结构的构成。

2、掌握学科的基本概念、掌握作图与识读矿图的基本技巧和方法，能运用矿图解决矿山安全生产管理中的实际问题。

3、紧密联系实际，通过教材示图和举例，把学科理论的学习融入矿山的实际工作中，提高解决问题的能力。

（三）本课程的重点与难点本课程的重点是直线的方位角和象限角，煤矿地质图和采掘工程工程平面图。

难点是煤矿地质图的识读图和运用，如何构建起各种地质构造的空间形态，平巷如何合理穿越各种地质构造以更好实现采矿目的。

（四）本课程与其它相关课程和后续课程的关系本课程是一门综合知识的课程，它的知识结构中包含制图知识与技巧、煤矿地质与测量、矿山机电、井巷工程、煤矿开采方法和煤矿通风与安全等。

在学习它之前应当先学习《工程制图》、《煤矿地质》、《矿山测量》、《矿山供电》、《矿山采掘机械》等课程，并且与《井巷工程》、《煤矿开采方法》、《煤矿通风与安全》存在互补关系，既为它们的学习提供识图技巧、增强空间概念之帮助，同时也需要它们的知识提高识读图和运用图的能力。

（五）学时、学时分配安排本课程总学时为48学时，均为理论讲授。

（六）教学方法与教学形式建议1、要系统、全面、准确地阐述矿图的基本知识与作图、识读矿图的基本技巧和方法，在讲授了矿图基本知识与作图、识读矿图的基本技巧与方法后，通过具体矿图的制作和识读以提高他们的动手能力和识读矿图的能力。