煤矿矿图的基本知识

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图名比例尺说明井田区域地形图1：2000或1：5000—工业广场平面图1：500或1：1000包括选煤厂井底车场平面图1：200或1：500斜井、平硐的井底车场一般可不单独绘制采掘工程平面图1：1000或1：2000须分煤层绘制主要巷道平面图1：1000或1：2000可按每一开采水平或各水平综合绘制。井上下对照图1：2000或1：5000—井筒（包括立井和主斜井）断面图1：200或1：500—主要保护煤柱图一般与采掘工程平面图一致包括平面图和断面图16.1.3矿图的分幅与编号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。自由分幅时，幅面大小和格网方向按下列原则考虑：（1）便于图纸的使用和保存；（2）幅面大小视井田和采区的范围而定。在同一矿井中，图幅大小应尽量相同；（3）坐标格网线可以平行于图边方向，也可与图边斜交。16.2基本矿图的内容及其作用16.2.1井田区域地形图井田区域地形图是全面反映井田范围内地物和地貌的综合性图纸，比例尺为1：2000或1：5000。井田区域地形图的内容与大比例尺地形图基本相同，但增加了各类井口、矿界线、塌陷坑、塌陷台阶、塌陷积水区、矸石山、矸石堆等内容。该图是编绘井上下对照图和采掘工程平面图的基础。16.2.2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。16.2.3井底车场平面图井底车场平面图是反映主要开采水平井底车场的巷道与硐室位置分布以及运输与排水系统的综合性图纸，比例尺为1：200或1：500。井底车场平面图的主要内容包括：（1）井底车场内各井口位置、各个硐室及所有巷道、水闸门、水闸墙和防火门的位置；轨道的坡向和坡度；曲线巷道的要素；巷道交叉和变坡点轨面（或底板）的标高；泵房的各台水泵位置，并注明排水能力、扬程和功率；水仓注明容量等；（2）永久导线点和水准点的位置；（3）附有硐室和巷道的大比例尺横断面图，图上绘出硐室和巷道的衬砌厚度和材质、轨道与排水沟的位置，并标注有关尺寸。井底车场平面图是矿井生产和进行改扩建设计的基础资料。16.2.4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。采掘工程平面图是煤矿生产建设中最基本、最重要的图纸，本章第四节将专门介绍采掘工程平面图的辨读与识别方法。16.2.5主要巷道平面图主要巷道平面图是反映矿井某一开采水平内的主要巷道和地质特征的综合性图纸，其比例尺与采掘工程平面图一致。主要巷道平面图的主要内容与采掘工程平面图基本相同。若矿井仅开采一、二层近距离煤层，水平开拓系统较简单且在采掘工程平面图上已绘有主要巷道平面图所要求的内容，可不必单独绘制主要巷道平面图。主要巷道平面图为矿井安全生产、矿井改扩建设计、掌握巷道进度和煤层分布等提供基础资料。16.2.6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。井上下对照图如图16-1所示。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。3802380260060080080020508200000205088002050738024002002050800020508储400380280020507办公楼17°15°-404.7补12.64-203.3136.191.78机4436.22-232.04-405.1人行下山-400运输大巷炸药库清理斜巷-249.87皮带机道5-399.4-399.061210-369.3-359.8-345.7-249.44176-250运输大巷福利楼内水仓罐-2绞车房-400.0037.50副井-250.002.16234.2637.5037.50250.00主检400.00箕-5外水仓食堂内水仓外水仓主井绞车房库房厂机压风机房图16-1井上下对照图16.2.7井筒断面图井筒断面图是反映在井筒施工和井筒穿越的岩层地质特征的综合性图纸，比例尺为1：200或1：500。井筒断面图一般绘出下列内容：（1）井壁的支护材料和衬砌厚度，壁座的位置和厚度，掘进的月末位置；（2）穿越岩层的柱状描述；（3）地表（锁口）、井底和各中间水平的高程注记；（4）井筒竖直程度；（5）附井筒横断面，绘出井筒内的主要装备和重要设备及井筒的提升方位；（6）在附表中列出井筒中心的坐标、井筒直径、井深、井口和井底高程、井筒提升方位、井筒开工与竣工日期以及施工单位等。井筒断面图主要为矿井开采提供井筒情况的地质资料，为井筒延深设计、井筒设备安装和井筒维修提供资料依据。16.2.8主要保护煤柱图主要保护煤柱图是反映井筒和各种重要建（构）筑物免受采动影响所划定的煤层开采边界的综合性图纸，由平面图和沿煤层走向、倾向的若干剖面图组成，比例尺一般与采掘工程平面和主要巷道平面图相一致，图16-2为煤矿工业广场煤柱图。216.6216.6B-490A3B4b34bAB111b1.保护对象：主副井筒及其绞车房，行政办公大楼，福利大楼，煤仓，高压泵房，煤泥沉淀地，变电所，矿灯房，机修房，锅炉房等CB8B11b13-322副井主井-1272.按煤地字(1978)305号文规定,设计参数采用:φ=40°,δ=62°,γ=67°,β=70°-0.5α3.煤柱作图方法:垂直断面法-3221--1剖面8B-49013CB主井副井-12711--1剖面130.3A3144.1254.859.4143.0BA34aB4b64.8278.3152.516.89aB38.3273.0290.7B6B7B8298.052.1309.3116.232.7B9bB111b10132.232.71184.427.31766.715CC13合计27.3184.41909.1A+B+C煤层煤柱储量表A+B+C+D单位：万t平面图16-2工业广场保护煤柱图图上应绘出下列内容：（1）平面图上绘出受护对象、围护带宽度、煤层底板等高线、主要断层、煤柱各侧面与开采水平（或开采煤层）的交面线的水平投影线；（2）剖面图上应绘出受护对象、围护带宽度、地层厚度、各开采水平的水平线、煤层剖面、主要断层和保护煤柱边界线；（3）附表说明受护对象及其名称和保护级别，煤柱设计所采用的参数及其依据，围护带宽度和各角点的坐标，煤柱内各煤层的分级储量统计，煤柱设计的批准文号等。根据受护对象的轮廓复杂程度和开采煤层的数目以及开采水平的多少，可以采用不同的绘制方法。当受护对象的轮廓比较复杂、开采煤层和开采水平都较多时，宜采用数字标高投影法绘制保护煤柱图。当受护对象轮廓比较简单、开采煤层和开采水平都较少时，可以采用垂直断面法或垂线法。具体方法可参考有关开采沉陷学教材。保护煤柱图主要为矿井改扩建设计、确定开采煤层的开采边界和储量管理提供资料依据。16.3矿图的绘制16.3.1矿图绘制的基本原理矿图是反映矿区范围内地物、地貌及井下巷道、地质构造和煤层空间赋存状态的图件。矿图一般都是根据标高投影的原理绘制的。所谓标高投影，就是采用水平面作为投影面，将空间物体上各特征点垂直投影于该投影面上，并将各特征点的高程标注在旁边，形成平面图。例如，矿井的井筒、钻孔、测量的控制点等就是根据点的标高投影原理而绘制的；巷道的中心、煤岩层面的交线等在局部可视为直线，煤层面、断层面等在局部可视为平面。下面简要介绍点、直线、平面的标高投影的基本方法以及它们间的相互位置关系。16.3.1.1点的标高投影自三维空间的某点向投影面（水平面）作垂线并在垂足处注明点的标高，即得该点的标高投影。如图16-3所示。因此，点在投影面上的位置仅由其平面直角坐标x、y决定，高程位置只能通过注记在旁边的标高数值来确定。α5660xAbOBHOyb-56α60Hx(a)