《礦圖》教學課件

主講：李戰宏

河南理工大學高職學院測量教研室2011年2月教學說明1.課程性質：必修課，技術語言課，信息載體，考查課。2.教學內容：基本知識，投影知識，識圖用圖。3.采用教材：礦圖。4.教學環節：講授（12-2周），繪圖實訓(1周）復習考試（1周）。5.學習方法：聽——看——練（繪圖、讀圖）6.教學目標課程教學目標

愿景加強聯系密切配合互相學習互相監督用心做事共同提高第一章礦圖基本知識一、礦圖的種類和作用二、礦圖的基本規定三、礦圖上點位的確定四、礦圖繪制一、礦圖的種類和作用礦圖——專供煤礦設計、生產、管理使用的一系列圖紙。地質測量圖——基礎圖件設計工程圖——綱領性圖件生產管理圖——應用圖件礦圖的作用1.信息載體2.設計依據3.管理抓手不同的礦圖反映不同的內容，具有不同的作用。1.地質測量圖——了解煤炭資源地質狀況，分析資源的可靠性和經濟性。是編制礦井設計、制定生產計劃、指導采掘生產及礦產資源、儲量管理等的主要依據。2.設計工程圖——了解煤炭資源合理開發方案、煤炭生產環節及生產工藝，分析煤炭開發方案技術上的可行性和經濟上的合理性。是煤炭建設的基礎，是指導礦井建設和生產的綱領。設計的優與差在很大程度上影響著礦井投產后的生產和經濟效益。3.生產管理圖——了解礦井生產現狀、技術裝備水平和安全裝備水平，是科學管理和指揮生產、合理安排生產計劃、制定災害防治措施和方案的必備資料。一套完整的礦圖可以從不同側面反映一個煤炭企業可持續發展的能力和潛力；是展示一個煤炭企業形象的窗口；是評價一個煤炭企業綜合實力的重要資料。礦圖是煤炭行業共同的技術語言。不懂得這門語言，就無法讀懂地質勘察資料；無法掌握某個煤田、礦區、礦井的資源狀況；無法表達自己的設計構想；無法領會別人的設計意圖；無法進行工程技術交流；無法了解和指導礦井生產。所以，作為礦井技術人員，必須學習礦圖知識。二、礦圖的基本規定1.礦圖的比例尺M——比例尺分母（縮小的倍數）礦圖采用大比例尺。1：500；1：10001：2000；1：5000.中比例尺：1:10000;1:50000;1:100000小比例尺：1：300000；1：500000；

1：1000000等2．圖示比例尺最常見的圖示比例尺為直線比例尺如圖所示

優點：便于直接量取長度，并可減小因圖紙伸縮變形而引起的誤差。比例尺的用途（1）繪圖時，把實地水平長度化為圖上應繪長度。即圖上應繪長度=實地水平長度÷M例如：某平巷長185m,在1：1000的采掘工程平面圖上應繪多少厘米？185÷1000×100=18.5cm.某斜巷長280m,傾角30°，在1：2000的采掘工程平面圖上應繪多少厘米？280×cos30°÷2000×100=12.124cm比例尺的用途(2)用圖時，把圖上長度化為實地水平長度。即：圖上長度×M=實地水平長度例如：在1：1000的圖上用直尺量的掘進頭距前方采空區6.8厘米，問掘進頭距采空區多少米？比例尺的精度把圖上0.1mm的線段長所表示的實地水平長稱為比例尺的精度。如：1：100000——10m;1:10000-------1m1：5000——0.5m;1：2000——0.2m1：1000——0.1m;1：500——0.05m比例尺越小，精度越低；比例尺越大，精度越高。例如：1：1000的圖比1：2000的圖精度高。2.礦圖的圖幅尺寸（1）設計圖:采用標準圖幅?；痉?（A0、A1、A2、A3、A4）允許幅面:A3×3、A3×4、A4×5等加長幅面：A0×2、A1×3等（2）地形圖：采用正方形圖幅1：500040cm×40cm4平方公里11：200050×50141：100050×500.25161：50050×500.062564（3）井下生產管理圖：采用自由圖幅。三、礦圖上點位的表示方法點的平面位置用坐標表示，高低位置用高程表示。1.點的地理坐標英國格林尼治天文臺的子午線（首子午線）、赤道和球心構成地理坐標系。我國首都北京：東經116°23′北緯39°54′我國的疆域：東經72°-135°北緯10°-51°31′2.點的平面直角坐標測量坐標與數學坐標測量坐標數學坐標平面直角坐標系的建立1.高斯平面直角坐標系分帶6°帶3°帶高斯投影高斯坐標與國家坐標國家通用坐標值A(4127000,37682000)B(3855000,37363000)高斯坐標與國家通用坐標的換算例：A(4265Km,225Km)為高斯坐標。位于3°帶第38帶。其國家通用坐標為：A(4265Km,38725Km).例：B（3956000m,-125000m)位于3°帶第38帶。其國家通用坐標為：B(3956000m,38375000m).即：X值不變，Y值前兩位是帶號，后6位是加500000m后的值。點的高程點的高低位置用高程表示。1.絕對高程點到大地水準面（海水面）的垂直距離叫絕對高程，簡稱高程。軍事上叫海拔，工程上叫標高（煤礦上也叫水平）。我國采用黃海平均海水面作為國家統一的高程系統。2.相對高程點到假定水準面的垂直距離叫相對高程，也叫假定高程。

地面點在大地水準面以上，高程H為正。地面點在大地水準面以下，高程H為負。如圖：HA=166.780mHB=-136.680mA

大地水準面HABHB四、礦圖上的方向

礦圖上反映了井下各種巷道、所有硐室、工作面、采空區、煤層、巖層、各種形態的地質構造----------，他們的位置關系怎樣確定？巷道的掘進方向、煤層、巖層的走向、傾向---------又怎樣確定？在繪制礦圖和看圖用圖時，首先要知道方向。

直線定向

確定直線與標準方向之間的水平角度稱為直線定向。標準方向真子午線方向磁子午線方向坐標縱軸方向

1.真子午線方向（真北）是用天文測量方法或用陀螺經緯儀測定的。陀螺儀GP1-2A2．磁子午線方向（磁北）

磁子午線方向是磁針在地球磁場的作用下，磁針自由靜止時其軸線所指的方向。AP′PP—北極P′—磁北極

磁子午線方向可用羅盤儀測定。

DQL-1型森林羅盤儀DQL-1B型森林羅盤儀3．坐標縱軸方向

我國采用高斯平面直角坐標系，6°帶或3°帶都以該帶的中央子午線為坐標縱軸，因此取坐標縱軸方向作為標準方向。xyoP1P2高斯平面直角坐標系二、直線方向的表示方法1、方位角1）方位角的定義

從直線起點的標準方向北端起，順時針方向量至直線的水平夾角，稱為該直線的方位角；其角值范圍為0°~360°。OA標準方向北端方位角BDCE標準方向真子午線方向磁子午線方向坐標縱軸方向真方位角（A）磁方位角（Am）坐標方位角（α）2磁北真北坐標北AmAα12、象限角

某直線的象限角是由直線起點的標準方向北端或南端起，沿順時針或逆時針方向量至該直線的銳角，用R表示。直線R與α的關系O1O2O3O4（北）（西）y（東）（南）xoⅠⅣⅢⅡRO1RO3RO2RO4αO1αO2αO3αO41234αO1=RO1αO2=180°－RO2αO3=180°＋RO3αO4=360°－RO4五、礦圖的繪制（一）.極坐標法繪制礦圖根據坐標方位角、水平距離繪制例：A-185°78m1-2130°97m2-3222°118m3-4330°56m按1：1000的比例繪圖（二）直角坐標法繪制礦圖1.繪制坐標方格網規格：10cmx10cm精度要求：（1）方格網線粗≤0.1mm.（2）小格邊長誤差≤0.2mm(3)圖框邊長誤差≤0.3mm(對角線長誤差≤0.4mm)正方格網的繪制2.確定指北線3.確定繪圖比例尺4.為方格網注記坐標值5.展繪測量控制點。如：A（768，560）B（943，728）（三）計算機繪圖計算機繪圖是利用專用繪圖軟件根據坐標進行繪圖。計算機繪圖精度高、速度快、整潔美觀，目前已得到普遍使用。斜坐標方格網第二講礦圖投影基本知識第一節投影的概念一、投影現象物體在燈光或陽光照射下，在地面或墻面上產生的影子，稱為投影現象。把投影物體、光線、投影面稱為投影的三要素。二、投影方法1.中心投影投影線交匯于一點的投影稱為中心投影。如：放映電影、幻燈、攝影中心投影的特點：物體的影像與投影中心到投影面的距離有關2.平行投影投影線彼此平行的投影稱為平行投影。平行投影分為：斜投影和正投影。平行投影的特點：影像大小與投影中心到投影面的距離無關，其形狀隨物體與投影面的傾斜位置而變化。3.正投影是應用投影線彼此平行且垂直于投影面的方法所得到的物體的投影。特點：1）.能真實反映物體的形狀和大??；

2）.便于繪制；

3）.便于度量；

4）.直觀性強。各類工程圖多采用正投影、機械圖多采用正投影中的三面投影，簡稱三視圖。而礦圖采用標高投影。第二講標高投影采用零水平面作為投影面，將空間物體上各特征點垂直投影到該水平面上，以確定各點的平面位置，然后將物體各點的高程（又稱標高）注在各點的投影旁邊，用于說明各點高于或低于零水平面的數值，這種投影稱為標高投影。標高投影是一種正投影。礦圖就是利用標高投影的方法繪制而成的。標高投影的特點1.便于繪制；根據坐標和高程繪制簡單易行。坐標表示投影位置，高程表示與投影面的關系。2.便于度量；方向和角度可用量角器直接度量；距離可用直尺度量；或用三棱尺（比例尺）圖示比例尺直接量出距離不需用比例換算。3.直觀性強。根據標高可直接看出巷道空間形態；巷道與煤層關系。一、點的標高投影點的標高投影及作圖法作圖方法：首先確定投影面，繪出坐標系，然后根據A、B點的x、y坐標值定出點的平面位置，并在點的投影旁邊注明點的標高。例2-1A、B、C三點的坐標分別為(2225)、(44-22)、(2120)，試繪出三點的標高投影。作圖方法如圖二、直線的標高投影

直線的標高投影就是該直線兩端點標高投影的連線。直線平行投影面，投影長度不改變；直線傾斜投影面，投影長度要變短；直線垂直投影面，投影匯聚為一點。

（二）直線要素及相互關系

直線的實際長度稱為直線的實際長度，用L表示；直線在水平面上的投影長度稱為水平長度，用D表示；直線與水平面的夾角（最小的角度）稱為直線的傾角，用δ表示；直線兩端點的高程之差稱為直線的高差，用h表示；直線的高差與平距之比稱為直線的斜率，用i表示（常用百分數或千分數表示）。

（三）直線投影的標高內插

在直線的標高投影上，求出高程為整數的各點的投影位置，稱為標高內插。常用的方法有：解析法、剖面法和平行線法。（四）空間兩直線的相互關系空間兩直線的相互關系有平行、相交和交錯三種。1．兩直線平行若空間兩直線的投影平行、傾斜方向一致、且傾角相等，則空間兩直線平行。2．兩直線相交若空間兩直線相交，其投影比相交，且交點只有一個高程值。3．兩直線交錯（1）若空間兩直線的投影相交，且交點處的標高不等，則空間兩直線交錯；（2）若空間兩直線的投影平行，而傾向相反，則空間兩直線交錯；（3）若空間兩直線的投影平行，傾向相同，但傾角不等，則空間兩直線交錯；兩直線交錯三、平面的標高投影（一）表示方法平面的標高投影是指空間傾斜平面在水平面上的投影，用傾斜平面的等高線在水平面上的投影來表示。（二）平面三要素傾斜平面的標高投影，可以表示傾斜平面的空間狀態，平面的空間狀態用平面的走向、傾向和傾角來表示，稱為平面三要素。走向：等高線的方向為傾斜平面的走向用方位角表示。傾向：在水平面內，垂直等高線標高由高到底的方向，即為傾斜平面的傾向，用方位角表示，與走向相差90°。規定：平面的走向比平面的傾向小90°。圖2-28平面三要素傾角：傾斜平面與水平面所夾的最大銳角或傾斜平面的傾斜線與其在水平面內的傾向線之間的夾角即為傾斜平面的傾角。等高距：相鄰兩條等高線間的高差。稱為等高距。（或等高線間隔）等高線平距：相鄰兩條等高線在水平面上的垂直距離。（三）作圖方法平面標高投影是指在水平面上做出該平面的等高線，作平面的標高投影時，通常遇到以下4種情況：已知不在同一條直線上的3個點；已知一直線和線外一點；已知兩相交直線；已知兩平行直線。不論哪種情況，其作圖均按以下步驟進行：（1）根據已知條件，按一定比例，把直線和點展繪到圖上；（2）在各點所連的直線或已知直線上，按高程值的整倍數進行標高內插；（3）連接高程相等的各點，即得平面等高線的投影，也就是該直線的標高投影。（四）空間兩平面的關系局部區域各煤層間的關系、煤層層面與斷層面的關系的等，都屬于空間平面的位置關系問題?？臻g兩平面的相互關系有下列兩種情況。

1．兩平面平行在標高投影中，兩個平面的等高線相互平行，平距相等，則空間兩平面彼此平行。

2．兩平面相交空間兩平面相交有下列3兩種情況。（1）在平面標高投影圖上，兩平面等高線平行，傾向相反，則空間兩平面相交；（2）在平面標高投影圖上，兩平面等高線平行，傾向相同，但傾角不等，則空間兩平面相交；（3）在平面標高投影圖上，兩平面的等高線相交，則空間兩平面相交；兩平面平行兩平面相交兩平面相交兩平面相交（五）空間直線與平面的相互關系局部區域煤層與直線巷道的位置關系，即屬于直線與平面的相互位置關系問題。直線與平面的相互位置關系有下列3種情況。

1．直線位于平面內直線有兩點位于平面內，則該直線位于平面內。如煤巷。

2．直線與平面平行空間某直線不在平面內，但與平面內的某直線平行，則此直線與平面平行。如平行與煤層的巷道。

3．直線與平面相交直線既不在平面內，又不與平面平行，則此直線與平面相交。如穿煤巖巷。1．直線位于平面內

2．直線與平面平行

3．直線與平面相交

四、曲面的標高投影曲面的標高投影同樣采用曲面上等高線的投影來表示。將曲面上的等高線投影到水平面上，并按比例縮小繪制成圖，這些曲線的標高投影就是該地表面的標高投影，即表示該地域的地貌。地面的地貌、井下的煤層產狀等都是用曲面的標高投影來表示的。第三講井田區域地形圖一.井田區域地形圖繪制內容：井田范圍內的所有地物和地貌。1.地物（自然地物和人工地物）地物符號：比例符號；非比例符號；線狀符號；注記說明。2.地貌（地面高低起伏的形態）地貌符號：地貌用地形等高線表示。二、地形圖的識讀與應用.識圖方法與步驟：圖名——指北線——比例尺——坐標高程系統——測圖日期——測圖單位——圖例——地貌概況——地物類別及分布。.作用：礦井規劃建設、編制井田地形地質圖、井上下對照圖。.應用第四講煤層底板等高線圖

煤層底板面與不同高度水平面的交線稱為煤層底板等高線。將煤層底板等高線，用標高投影的方法，投影到水平面上，按照一定比例繪出的圖紙，稱為煤層底板等高線圖。煤層底板等高線圖的作用該圖以等高線的形式反映了某一煤層的空間地質形態特征，它有助于了解煤層產狀變化和地質構造變化，是煤礦最重要的圖件之一。它是進行礦井井田、采區和工作面設計，編制礦井生產計劃，指導井巷工程施工，以及安排指揮采掘生產等重要依據；也是分析、判斷、預測地質構造規律及形態，布置礦井勘探工程，繪制地質剖面圖，以及進行儲量計算的基礎資料。煤層底板等高線圖主要包括以下內容。

1.坐標格網線、指北針、圖名、圖鑒、比例和比例尺。

2.通過該煤層的所有井巷工程、鉆孔、探井、生產小窯、老窯，以及它們的名稱和編號；勘探線及編號。3.各勘探工程及井巷工程的見煤點位置，或煤層厚度測量點位置、煤層厚度及底板標高。4.煤層底板等高線及標高值，斷層上下盤斷面交線及斷層名