论文部分内容阅读
[摘 要]：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。
[关键词]：煤矿 矿图 绘制 识别
中图分类号：X752 文献标识码：X 文章编号：1009―914X（2013）25―0568―01
煤矿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。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。
一、煤矿主要矿图内容及作用：
1、工业广场平面图
工业广场平面图是反映工业广场范围内的生产系统、生产设施和其他自然要素的综合性图纸，比例尺为1：1000或1：500。工业广场平面图的内容包括：
（1）测量控制点、井口十字中线基点，并注明点号、高程等；各种永久和临时建（构）筑物，包括各井口位置、各种交通运输设施、各种管线和垣栅、给排水和消防设施、各种隐蔽工程；
（2）以等高线和符号表示的地表自然形态及由于生产活动引起的地面特有地貌，如塌陷坑、塌陷台阶、积水区、矸石山（堆）等；
（3）保护煤柱围护带，并注明批准文号。工业广场平面图是工业广场规划、改扩建和保护煤柱设计的基础资料。
2、采掘工程平面图
采掘工程平面图是反映开采煤层或开采分层内采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，比例尺为1：1000或1：2000。采掘工程平面图的主要内容包括：
（1）井田技术边界线、保护煤柱边界线及其他技术边界线，并注明名称和批准文号；
（2）本煤层内的巷道以及与本煤层开采有关的邻近巷道，注明主要巷道名称和月末工作面位置，斜巷要注记倾向和倾角，巷道交叉、变坡处以及平巷每50～100m注记轨面或底板高程；
（3）标明回采区、丢煤区和注销或报损区，回采区要绘出月末工作面位置，在每个工作面的适当位置，注记平均采厚、煤层倾角、开采方法、开采年度并绘出煤层小柱状；丢煤区要注明丢煤原因和煤量；注销或报损区要注明批准文号和煤量；
（4）永久导线点和水准点的位置；
（5）勘探资料和标明煤层埋藏条件的资料。如钻孔与勘探线、煤层露头线与风化带、煤层变薄区、尖灭区、陷落柱和火成岩侵入区、煤样点以及褶曲、断层等地质构造；
（6）重要采掘安全资料。如发火区、积水区、煤及瓦斯突出区、冒流沙区等，并注明发生时间、程度和其它情况；
（7）地面上的重要建筑、居民区、铁路、重要公路、大的河流和湖泊等；
（8）井田边界以外100m内的邻近采掘工程和地质资料，井田范围内的小煤窑及其开采范围。
采掘工程平面图主要用于指挥生产、及时掌握采掘进度、了解与邻近煤层的几何关系、进行采区设计、修改地质图纸、安排生产计划、进行“三量”计算等许多方面，并作为编绘其他生产用图的基础。
3、井上下对照图
井上下对照图是反映地面的地物地貌和井下的采掘工程之间的空间位置关系的综合性图纸，比例尺为1：2000或1：5000。图上应绘出下列内容：
（1）井田区域地形图所规定的主要内容；
（2）各个井口（包括废弃不用的井口和小窑开采的井口）位置；
（3）井下主要开采水平的井底车场、运输大巷、主要石门、主要上下山、总回风巷和采区内的重要巷道；回采工作面及其编号；
（4）井田技术边界线、保护煤柱围护带和边界线，并注明批准文号；
井上下对照图主要用来掌握井下回采对地面产生的采动影响，为在井田范围内进行各类工程规划、村庄搬迁、征购土地、土地复垦、矿井防排水以及进行“三下”采煤等提供资料依据。
二、计算机绘制矿图具体要求
计算机辅助绘制矿图实质上就是根据矿图绘制的具体要求，借助于计算机数据库及绘图软件的支持，研制出专门的矿图绘制系统，来完成矿图的自动绘制过程。计算机矿图绘制系统应具备以下基本功能：
（1）图形数据的采集与输入
野外或井下测量数据可采用电子手簿、便携机等设备将观测数据成果记录下来，并传输给主机，也可采用手工记录，键盘输入主机。已有的图件资料可通过扫描仪或数字化仪采集，并输入主机。
（2）图形数据的组织与处理
通过野外或井下采集的图形数据量相当庞大、数据格式既有几何数据，又有属性数据和拓扑关系。因此，需要通过图形数据的组织和处理，经过编码、坐标计算、组织实体拓扑信息，将这些几何信息、拓扑信息、属性数据按一定的存储方式分类存贮，形成基本信息数据库。根据矿图绘制的特点和要求，可将现有图例形成图例库，将巷道、硐室、井筒等矿图基本图素形成图素库，以便于用图素拼接法成图，简化绘图方法，加快成图速度。
（3）图形的编辑与生成
目前国内外大多数专题绘图软件是在AUTOCAD环境下开发的。其成图方法可分两种类型。一是在AUTOCAD环境下成图，即在外部利用高级语言形成AUTOCAD的可识文件，再回到AUTOCAD环境下成图，或者直接使用AUTOCAD 的内部语言编程并生成图形。二是在外部高级语言环境下，在进行数据处理的同时直接生成AUTOCAD的图形文件。
（4）矿图的动态修改
矿图要随矿井采掘活动的进程不断修改与填绘，才能保证其现势性。因此矿图绘制系统应具备随时修改数据库中的数据、及时地修改和填绘矿图的功能。
（5）矿图的存贮、显示和输出
在矿图绘制过程中，各类矿图的图形数据来源、图形结构类型以及计算机绘图工艺特点各有不同，许多矿图内容都有重叠，一些矿图可由其他矿图派生或编绘出来。例如，各类矿图的图框、图名、图例和坐标格网的注记等的格式基本类似，主要巷道平面图可由采掘工程平面图编绘而成，井上下对照图可由井田区域地形图和采掘工程平面图编绘而成。因此，可将不同类型的图素分层存放，通过层间组合形成多个图种。同时，可将矿图绘制集中在几种基本图纸上，其他图纸可由基本图纸派生与编绘而成，以减少绘图工作量。
三、矿图的识读
在各种基本矿井测量图中，采掘工程平面图是最有代表性的重要基础矿图。识读采掘工程平面图主要是搞清煤层的产状要素和地质构造以及井下各种巷道间的相互位置关系。
（1）竖直巷道、水平巷道和倾斜巷道的辨别
水平巷道和倾斜巷道主要是通过巷道内导线点的标高来辨别，若巷道内导线点标高变化不大，则为水平巷道，否则为倾斜巷道。此外，也可利用巷道名称来辨别，如斜井、上山、下山等为倾斜巷道、平硐、石门、运输大巷等一般均为水平巷道。
（2）煤巷和岩巷的辨别
煤巷和岩巷的辨别主要是通过巷道处煤层底板等高线的标高与巷道内导线点标高间的关系来区分。若二者标高很近，则为煤巷，否则为岩巷；也可通过巷道名称区分一部分煤巷和岩巷，如石门、围岩平巷是岩巷，开切眼、运输顺槽、工作面回风巷等则大多为煤巷。
（3）巷道相交、相错或重叠区分巷道相交和相错主要是通过两条巷道内导线点标高间的关系。在采掘工程平面图上两条巷道相交，若交点标高相同（没有注明时，可通过内插标高的方法求得），则它们是相交的，否则它们是相错的。
重叠巷道是指两条标高不同的巷道位于同一竖直面内。此时，在采掘工程平面图上，它们是重叠在一起的，但通过巷道内导线点的标高可区分出上部巷道和下部巷道。
[关键词]：煤矿 矿图 绘制 识别
中图分类号：X752 文献标识码：X 文章编号：1009―914X（2013）25―0568―01
煤矿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。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。
一、煤矿主要矿图内容及作用：
1、工业广场平面图
工业广场平面图是反映工业广场范围内的生产系统、生产设施和其他自然要素的综合性图纸，比例尺为1：1000或1：500。工业广场平面图的内容包括：
（1）测量控制点、井口十字中线基点，并注明点号、高程等；各种永久和临时建（构）筑物，包括各井口位置、各种交通运输设施、各种管线和垣栅、给排水和消防设施、各种隐蔽工程；
（2）以等高线和符号表示的地表自然形态及由于生产活动引起的地面特有地貌，如塌陷坑、塌陷台阶、积水区、矸石山（堆）等；
（3）保护煤柱围护带，并注明批准文号。工业广场平面图是工业广场规划、改扩建和保护煤柱设计的基础资料。
2、采掘工程平面图
采掘工程平面图是反映开采煤层或开采分层内采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，比例尺为1：1000或1：2000。采掘工程平面图的主要内容包括：
（1）井田技术边界线、保护煤柱边界线及其他技术边界线，并注明名称和批准文号；
（2）本煤层内的巷道以及与本煤层开采有关的邻近巷道，注明主要巷道名称和月末工作面位置，斜巷要注记倾向和倾角，巷道交叉、变坡处以及平巷每50～100m注记轨面或底板高程；
（3）标明回采区、丢煤区和注销或报损区，回采区要绘出月末工作面位置，在每个工作面的适当位置，注记平均采厚、煤层倾角、开采方法、开采年度并绘出煤层小柱状；丢煤区要注明丢煤原因和煤量；注销或报损区要注明批准文号和煤量；
（4）永久导线点和水准点的位置；
（5）勘探资料和标明煤层埋藏条件的资料。如钻孔与勘探线、煤层露头线与风化带、煤层变薄区、尖灭区、陷落柱和火成岩侵入区、煤样点以及褶曲、断层等地质构造；
（6）重要采掘安全资料。如发火区、积水区、煤及瓦斯突出区、冒流沙区等，并注明发生时间、程度和其它情况；
（7）地面上的重要建筑、居民区、铁路、重要公路、大的河流和湖泊等；
（8）井田边界以外100m内的邻近采掘工程和地质资料，井田范围内的小煤窑及其开采范围。
采掘工程平面图主要用于指挥生产、及时掌握采掘进度、了解与邻近煤层的几何关系、进行采区设计、修改地质图纸、安排生产计划、进行“三量”计算等许多方面，并作为编绘其他生产用图的基础。
3、井上下对照图
井上下对照图是反映地面的地物地貌和井下的采掘工程之间的空间位置关系的综合性图纸，比例尺为1：2000或1：5000。图上应绘出下列内容：
（1）井田区域地形图所规定的主要内容；
（2）各个井口（包括废弃不用的井口和小窑开采的井口）位置；
（3）井下主要开采水平的井底车场、运输大巷、主要石门、主要上下山、总回风巷和采区内的重要巷道；回采工作面及其编号；
（4）井田技术边界线、保护煤柱围护带和边界线，并注明批准文号；
井上下对照图主要用来掌握井下回采对地面产生的采动影响，为在井田范围内进行各类工程规划、村庄搬迁、征购土地、土地复垦、矿井防排水以及进行“三下”采煤等提供资料依据。
二、计算机绘制矿图具体要求
计算机辅助绘制矿图实质上就是根据矿图绘制的具体要求，借助于计算机数据库及绘图软件的支持，研制出专门的矿图绘制系统，来完成矿图的自动绘制过程。计算机矿图绘制系统应具备以下基本功能：
（1）图形数据的采集与输入
野外或井下测量数据可采用电子手簿、便携机等设备将观测数据成果记录下来，并传输给主机，也可采用手工记录，键盘输入主机。已有的图件资料可通过扫描仪或数字化仪采集，并输入主机。
（2）图形数据的组织与处理
通过野外或井下采集的图形数据量相当庞大、数据格式既有几何数据，又有属性数据和拓扑关系。因此，需要通过图形数据的组织和处理，经过编码、坐标计算、组织实体拓扑信息，将这些几何信息、拓扑信息、属性数据按一定的存储方式分类存贮，形成基本信息数据库。根据矿图绘制的特点和要求，可将现有图例形成图例库，将巷道、硐室、井筒等矿图基本图素形成图素库，以便于用图素拼接法成图，简化绘图方法，加快成图速度。
（3）图形的编辑与生成
目前国内外大多数专题绘图软件是在AUTOCAD环境下开发的。其成图方法可分两种类型。一是在AUTOCAD环境下成图，即在外部利用高级语言形成AUTOCAD的可识文件，再回到AUTOCAD环境下成图，或者直接使用AUTOCAD 的内部语言编程并生成图形。二是在外部高级语言环境下，在进行数据处理的同时直接生成AUTOCAD的图形文件。
（4）矿图的动态修改
矿图要随矿井采掘活动的进程不断修改与填绘，才能保证其现势性。因此矿图绘制系统应具备随时修改数据库中的数据、及时地修改和填绘矿图的功能。
（5）矿图的存贮、显示和输出
在矿图绘制过程中，各类矿图的图形数据来源、图形结构类型以及计算机绘图工艺特点各有不同，许多矿图内容都有重叠，一些矿图可由其他矿图派生或编绘出来。例如，各类矿图的图框、图名、图例和坐标格网的注记等的格式基本类似，主要巷道平面图可由采掘工程平面图编绘而成，井上下对照图可由井田区域地形图和采掘工程平面图编绘而成。因此，可将不同类型的图素分层存放，通过层间组合形成多个图种。同时，可将矿图绘制集中在几种基本图纸上，其他图纸可由基本图纸派生与编绘而成，以减少绘图工作量。
三、矿图的识读
在各种基本矿井测量图中，采掘工程平面图是最有代表性的重要基础矿图。识读采掘工程平面图主要是搞清煤层的产状要素和地质构造以及井下各种巷道间的相互位置关系。
（1）竖直巷道、水平巷道和倾斜巷道的辨别
水平巷道和倾斜巷道主要是通过巷道内导线点的标高来辨别，若巷道内导线点标高变化不大，则为水平巷道，否则为倾斜巷道。此外，也可利用巷道名称来辨别，如斜井、上山、下山等为倾斜巷道、平硐、石门、运输大巷等一般均为水平巷道。
（2）煤巷和岩巷的辨别
煤巷和岩巷的辨别主要是通过巷道处煤层底板等高线的标高与巷道内导线点标高间的关系来区分。若二者标高很近，则为煤巷，否则为岩巷；也可通过巷道名称区分一部分煤巷和岩巷，如石门、围岩平巷是岩巷，开切眼、运输顺槽、工作面回风巷等则大多为煤巷。
（3）巷道相交、相错或重叠区分巷道相交和相错主要是通过两条巷道内导线点标高间的关系。在采掘工程平面图上两条巷道相交，若交点标高相同（没有注明时，可通过内插标高的方法求得），则它们是相交的，否则它们是相错的。
重叠巷道是指两条标高不同的巷道位于同一竖直面内。此时，在采掘工程平面图上，它们是重叠在一起的，但通过巷道内导线点的标高可区分出上部巷道和下部巷道。