第一章：礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識(shí)

資環(huán)學(xué)院采礦系《采掘工程圖的識(shí)讀與繪制》第1章礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識(shí)1/31/20231本章主要內(nèi)容第一章礦山工程圖繪制的基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)繪圖基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)繪圖方法第三節(jié)投影基本知識(shí)第四節(jié)礦山工程圖的種類1/31/20232概述一、礦圖的概念礦井在地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、建設(shè)、生產(chǎn)過程中需要繪制和應(yīng)用一系列圖紙，這些圖紙統(tǒng)稱為礦圖。二、礦圖分類一般分為三大類：地質(zhì)測(cè)量圖、設(shè)計(jì)工程圖和生產(chǎn)管理圖。（一）地質(zhì)測(cè)量圖地質(zhì)測(cè)量圖分為地質(zhì)圖和測(cè)量圖。1.地質(zhì)圖根據(jù)地質(zhì)勘查資料和井下地質(zhì)編錄資料經(jīng)分析推斷而繪制的主要反映礦井地質(zhì)情況的圖紙，稱為礦井地質(zhì)圖。1/31/20233常用的地質(zhì)圖有：井田地形地質(zhì)圖、煤層底板等高線圖、各種地質(zhì)剖面圖、各種柱狀圖、煤巖對(duì)比圖、井田水文地質(zhì)圖、和資源儲(chǔ)量計(jì)算圖等。2.測(cè)量圖根據(jù)地面及井下實(shí)際測(cè)量的資料繪制而成的圖紙，稱為測(cè)量圖。測(cè)量圖隨礦井采掘情況的變化而逐步測(cè)量并添繪。

常用的測(cè)量圖有：井田區(qū)域地形圖、工業(yè)場地平面圖、采掘工程圖、水平主要巷道平面圖、井上下對(duì)照?qǐng)D和主要保護(hù)煤柱圖等。（二）設(shè)計(jì)工程圖

由設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)并繪制的一系列圖紙，稱為設(shè)計(jì)工程圖。1/31/20234煤礦設(shè)計(jì)包括礦井初步設(shè)計(jì)、礦井改擴(kuò)建設(shè)計(jì)、礦井水平延深設(shè)計(jì)、采區(qū)設(shè)計(jì)和單項(xiàng)工程設(shè)計(jì)等。每類設(shè)計(jì)須繪制相應(yīng)的圖紙用以說明設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容。（三）生產(chǎn)管理圖

用于指導(dǎo)礦井日常生產(chǎn)工作的主要圖紙稱為生產(chǎn)管理圖，如采掘工程平面圖、采掘計(jì)劃圖和各類安全、生產(chǎn)系統(tǒng)圖。三、礦圖的用途

礦圖是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)的工程技術(shù)語言，煤礦管理人員及工程技術(shù)人員都應(yīng)掌握礦圖知識(shí)。1/31/20235第一節(jié)繪圖基本知識(shí)

一、圖幅種類及格式（一）圖紙幅面尺寸圖紙幅面尺寸有如下規(guī)定1.優(yōu)先選用基本幅面。2.必要時(shí)也可選用加長幅面。

幅面代號(hào)尺寸B×LA0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×297基本幅面尺寸如右圖1/31/20236幅面代號(hào)尺寸B×LA3×3420×891A3×4420×1189A4×3297×630A4×4297×841A4×5297×1051圖紙加長幅面尺寸11/31/20237圖紙加長幅面尺寸2幅面代號(hào)尺寸B×L幅面代號(hào)尺寸B×LA0×21189×1682A3×5420×1486A0×31189×2523A3×6420×1783A1×3841×1783A3×7420×2080A1×4841×2378A4×6297×1261A2×3594×1261A4×7297×1471A2×4594×1682A4×8297×1682A2×5594×2102A4×9297×18921/31/20238（二）圖框格式

在圖紙上必須用粗實(shí)線畫出圖框，其格式分為不留裝訂線和留有裝訂線兩種，但同一產(chǎn)品的圖樣只能采用一種格式。如下圖所示。

不留裝訂邊的圖紙圖框格式1/31/20239

2.留裝訂邊的圖紙圖框格式1/31/202310

圖框尺寸

幅面代號(hào)A0A1A2A3A4

尺寸B×L（mm×mm）841×1189594×841420×594297×420210×297e/mmc/mma/mm1/31/202311二、字符及字母要求1.圖樣和技術(shù)文件中書寫的漢字、數(shù)字及字母等必須做到：字體工整、筆畫清楚、排列整齊、間隔均勻。2.漢字應(yīng)寫成長仿宋體，字體的寬度約為字體高度的2/3，并應(yīng)采用國家正式公布推行的簡化字。3.字體的號(hào)數(shù)即為字體的高度（單位為mm）。字體號(hào)數(shù)共分為八種：20、14、10、7、5、3.5、2.5、1.8，其中漢字高度不應(yīng)小于3.5mm，如需要書寫更大的字，其字體高度應(yīng)按的比率遞增。1/31/2023124.字母和數(shù)字分A型和B型。A型字體的筆畫寬度（d）為字高（h）的1/14，B型字體的筆畫寬度（d）為字高（h）的1/10。5.字母或數(shù)字可寫成斜體或直體。斜體字字頭向右傾斜，與水平線約成75°角。6.用作指數(shù)、分?jǐn)?shù)、注腳等的數(shù)字及字母，一般采用小一號(hào)的字體。1/31/202313三、圖線及畫法（一）圖線（1）各種圖線的名稱、型式、代號(hào)寬度以及在圖上的應(yīng)用見表1—8。（2）圖線的寬度，分為粗細(xì)兩種，粗線的寬度b應(yīng)按圖的大小和復(fù)雜程度，在0.7～2mm之間選擇，細(xì)線的寬度約為b/3。（3）圖線寬度的推薦系列為：0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm，1.4mm，2mm。1/31/202314（二）圖線的畫法（1）同一幅圖紙中，各圖樣比例相同時(shí)，同類圖線的寬度應(yīng)保持一致。虛線、點(diǎn)劃線及雙點(diǎn)劃線的線段長度和間隔應(yīng)各自大致相等。（2）波浪線一般可用徒手繪制。其它各種線條一律用儀器繪制。（3）虛線和虛線或者點(diǎn)劃線和點(diǎn)劃線應(yīng)交于線段中間，兩端應(yīng)以短線收尾，并應(yīng)超出物體輪廓界限之外4～5mm。（4）直徑小于12mm的圖，其中心線可畫成實(shí)線。（5）虛線成為實(shí)線的連接線時(shí)，應(yīng)留出一段空隙，但兩者成某一角度相交時(shí)，結(jié)合處不應(yīng)留出空隙。1/31/202315四、比例尺（一）比例的表示方法1.數(shù)字比例用分?jǐn)?shù)或比例數(shù)字的形式表示的比例。

1∶M1/M2.圖示比例用圖示形式表示的比例稱為圖示比例。圖示比例可用直線比例尺或斜線比例尺表示，礦圖中常用直線比例尺表示圖樣比例1/31/202316（二）比例的規(guī)定（1）同一幅圖中，各個(gè)視圖應(yīng)采用相同的比例，并標(biāo)注在標(biāo)題欄中的比例欄內(nèi)。當(dāng)各個(gè)視圖需要采用不同的比例時(shí)，應(yīng)在圖名標(biāo)注線下居中位置標(biāo)注，特殊情況亦可在右側(cè)標(biāo)注比例，但每套圖應(yīng)采用一種方法標(biāo)注。（2）繪圖時(shí)所用比例應(yīng)根據(jù)圖紙內(nèi)圖形的復(fù)雜程度，按表1—7采礦圖紙比例選取。（3）在同一視圖中圖樣的縱橫比相差過大，而又要求詳細(xì)標(biāo)注尺寸時(shí)，縱向和橫向可以采用兩種不同的比例繪制，在視圖名稱下方或右側(cè)標(biāo)注比例。（4）說明書中的插圖或用比例繪制有困難的圖樣，可不按比例繪制，但必須注明“×××示意圖”的字樣。1/31/202317（三）.繪圖時(shí)所有比例應(yīng)根據(jù)圖紙內(nèi)圖形的復(fù)雜程度，如下圖所示圖

紙

類

別常

用

比

例礦區(qū)井田劃分及開發(fā)方式平面1:10000

剖面1:2000井田開拓方式圖、開拓巷道工程圖、采區(qū)年進(jìn)度計(jì)劃圖平面1:5000

剖面1:2000采區(qū)布置及機(jī)械配備圖平面1:2000

剖面1:2000井底車場布置圖平面1:500

剖面1:50安全煤柱圖1:2000井筒1:20,1:50硐室平面1:50,1:100斷面1:50剖面1:50,1:100采區(qū)車場平面1:200

斷面1:50

剖面1:50,1:1001/31/202318五、標(biāo)題欄1.標(biāo)題欄的位置（1）每張圖紙上都必須畫出標(biāo)題欄，應(yīng)位于圖紙的右下角。（2）看圖的方向與看標(biāo)題欄的方向一致。2.標(biāo)題欄的格式3.會(huì)簽欄1/31/202319六、地面點(diǎn)位的確定（一）、點(diǎn)位：點(diǎn)的平面位置－平面直角坐標(biāo)表示點(diǎn)的球面位置－地理坐標(biāo)表示

點(diǎn)的高低位置－（空間位置）－高程（標(biāo)高）

1/31/202320（1）、地理坐標(biāo)系。地面上一點(diǎn)的位置，在地球表面上通常用經(jīng)度、緯度表示，某點(diǎn)的經(jīng)緯度稱為該點(diǎn)的地理坐標(biāo)。地理坐標(biāo)系基本概念

地軸

赤道平面、赤道緯線

子午面、子午線（經(jīng)線）、首子午線；

經(jīng)度、東經(jīng)、西經(jīng)；

緯度、北緯、南緯。1/31/202321（2）平面直角坐標(biāo)表示點(diǎn)位的方法縱坐標(biāo)軸xx軸橫坐標(biāo)軸yy軸坐標(biāo)原點(diǎn)o點(diǎn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限點(diǎn)的坐標(biāo)的表示方法1/31/2023221/31/202323平面直角坐標(biāo)系的建立1.高斯投影方法1/31/2023242.投影帶的劃分6°投影帶3°投影帶1/31/2023253.平面直角坐標(biāo)系1/31/202326（二）點(diǎn)的高低位置點(diǎn)的高低位置，也指該點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的的鉛垂距離。用標(biāo)高表示。大地水準(zhǔn)面：海水有潮汐，時(shí)高時(shí)低，水準(zhǔn)面有無數(shù)多個(gè)，把其中經(jīng)過平均海水面的水準(zhǔn)面，稱為大地水準(zhǔn)面。絕對(duì)高程：地面上某點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的鉛垂距離，用H表示。相對(duì)高程：地面上某點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的鉛錘距離，稱為假定高程，也稱相對(duì)高程，用H’表示。1/31/2023271/31/202328七、方位角和象限角（一）方位角直線定向：確定直線與標(biāo)準(zhǔn)方向線之間的角度的工作，稱為直線定向。一、直線方位角的種類及標(biāo)準(zhǔn)指北方向標(biāo)準(zhǔn)指北方向有三種：坐標(biāo)縱軸方向，真子午線方向，磁子午線方向。方位角：某直線與標(biāo)準(zhǔn)指北方向的水平夾角。方位角分坐標(biāo)方位角、真方位角和磁方位角。1/31/202329坐標(biāo)方位角，正負(fù)方位角在平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)中，從坐標(biāo)縱線的指北方向起，順時(shí)針量至某直線的水平角度，稱為該直線的坐標(biāo)方位角，簡稱方位角。直線前進(jìn)方向的方位角稱為正方位角，其相反方向的方位角稱為負(fù)方位角。

α正＝α負(fù)±180°1/31/202330（二）象限角一直線的象限角是指由坐標(biāo)縱線的北端或南端，順時(shí)針或逆時(shí)針計(jì)算到該直線的水平銳角。用象限角定向時(shí)，以南北方向?yàn)橹?，以東西方向?yàn)檩o，說明象限的名稱和角度。1/31/202331八、坐標(biāo)方格網(wǎng)為了保證繪制出的礦圖能達(dá)到一定的精度要求，首先應(yīng)在圖紙上精確的繪制坐標(biāo)方格網(wǎng)。礦圖上的坐標(biāo)方格網(wǎng)為正交的正方形格網(wǎng)，每個(gè)小方格的邊長為100mm。其精度要求規(guī)定①對(duì)角巷上各交點(diǎn)應(yīng)在一條直線上；②每個(gè)方格邊長的誤差不得超過0.2mm；③圖框邊長和對(duì)角線邊長與理論值之差不得超過0.3mm；

④方格網(wǎng)線寬度不超過0.1mm。（一）正方格網(wǎng)的繪制1/31/202332(一)對(duì)角線法（1）在正方形或長方形圖紙上，先繪出兩條對(duì)角線AC和BD。（2）以交點(diǎn)O為圓心，以適當(dāng)長度為半徑，用杠規(guī)在對(duì)角線上截取等長的線段OA、OB、OC、OD，并AB、BC、CD、DA將連接起來即得一矩形ABCD。（3）截取AB、BC、CD、DA各邊的中點(diǎn)E、F、G、H，并連接EG、FH，檢查其交點(diǎn)是否通過中心O，若不通過，需要重新繪制。（4）在矩形各邊上，以100mm長度的距離，用卡規(guī)截取各點(diǎn)，聯(lián)結(jié)相應(yīng)各點(diǎn)，即得坐標(biāo)方格網(wǎng)。（5）按上述精度要求檢查坐標(biāo)方格網(wǎng)是否合乎要求。1/31/202333對(duì)角線法1/31/202334第三節(jié)投影的基本知識(shí)一、投影的概念人們用投影線通過物體射向平面，在平面上得到物體的圖形，將物體的形狀在平面上用圖形表達(dá)出來，這種方法稱為投影法，此平面為投影面，其圖形為物體在投影面上的投影。1/31/202335二、投影方法分類根據(jù)投影線是否相互平行，投影方法分為中心投影法和平行投影法兩種。（一）中心投影法投影線相交于一點(diǎn)的投影方法稱為中心投影法，用中心投影法繪制的投影稱中心投影。中心投影的特征是：投影線都是從投影中心發(fā)出，彼此不平行；投影線與投影面斜交；在一定條件下，投影的大小隨投影中心距物體的遠(yuǎn)近或者物體離投影面的遠(yuǎn)近而變化；投影的形狀隨物體與投影面的傾斜關(guān)系而不同。1/31/202336

（二）平行投影法投影線相互平行的投影方法稱為平行投影法。根據(jù)投影線與投影面的角度不同，平行投影法分為斜投影法和正投影法兩種。1.斜投影法相互平行的投影線與投影面斜交的投影方法，稱為斜投影法（見圖2—2a）。2.正投影法相互平行的投影線與投影面垂直的投影方法，稱為正投影法（見圖2—2b）。用平行投影法所得到的物體的投影，其大小與物體距投影面的遠(yuǎn)近無關(guān)；其形狀隨物體、投影線與投影面的角度變化而變化。1/31/2023371/31/202338三、正投影正投影是相互平行的投影線與投影面垂直時(shí)的投影。具有以下性質(zhì)：1.物體平面平行于投影面，其投影圖形反映平面物體的真實(shí)形狀和大?。?.物體平面傾斜于投影面，其投影圖形的形狀和大小隨物體平面與投影面的傾斜角度而變化，3.物體平面垂直于投影面，其投影為一條直線。1/31/202339四、標(biāo)高投影采用水平面作為投影面，將空間物體上各特征點(diǎn)垂直投影于該平面上，以確定各點(diǎn)的平面位置，然后將物體各點(diǎn)的高程標(biāo)注于各投影點(diǎn)的旁邊，用于說明各點(diǎn)高于或低于零水平面的數(shù)值。這種投影稱為標(biāo)高投影。標(biāo)高投影也是一種正投影。礦圖就是運(yùn)用標(biāo)高投影的方法繪制的。（一）、點(diǎn)的標(biāo)高投影從該點(diǎn)向零水平面（投影面）作垂線，垂足即正投影點(diǎn)位置，在該處注明該點(diǎn)的標(biāo)高（即該點(diǎn)至投影面的垂直距離）。投影面上這個(gè)垂足及其標(biāo)高就是該點(diǎn)的標(biāo)高投影。1/31/202340（二）直線的標(biāo)高投影1.直線標(biāo)高投影方法直線的標(biāo)高投影就是該直線兩端點(diǎn)標(biāo)高投影的連線。2.直線要素及其相互關(guān)系直線的實(shí)際長度稱為直線的實(shí)長，以L表示；直線在水平面上投影的長度稱為直線的水平長度，亦稱平距，以D表示；直線與水平面的夾角（最小的角）稱為直線的傾角，以δ表示；空間直線兩端點(diǎn)的高程差稱為直線的高差，以h表示；空間直線的高差與平距之比稱為直線的斜率，亦稱坡度，以i表示。1/31/2023411/31/2023421/31/2023431/31/202344直線各要素的相互關(guān)系以上各要素之間的關(guān)系可由圖2—10和以下各公式表示：

h＝HA－HB

（2—1）式中：HA、HB—A、B兩點(diǎn)的高程。

L＝（2—2）

I＝（‰）（2—3）

δ＝arctan

（2—4）根據(jù)以上關(guān)系，在直線標(biāo)高投影圖上，只要確定一些要素后，就能求出另外一些要素的尺寸。1/31/202345直線投影的標(biāo)高內(nèi)插1.解析法1)首先求出每米高差的平距2)找出第一個(gè)整倍數(shù)點(diǎn)的位置3)求其他各整數(shù)倍點(diǎn)的位置2.剖面法3.平行線法1/31/202346剖面法1/31/202347平行線法1/31/202348空間兩直線的相互位置1.兩直線平行;2.兩直線相交;3.兩直線交錯(cuò).1/31/2023491.兩直線平行1/31/202350

2.兩直線相交1/31/202351三、平面的標(biāo)高投影（一）標(biāo)高投影中平面的表示方法平面的標(biāo)高投影一般是以空間平面上的等高線在水平面上的投影來表示。（二）平面三要素走向傾向傾角1/31/2023521/31/2023531/31/202354（三）平面標(biāo)高投影的作圖方法平面標(biāo)高投影作圖是指在水平面上作出該平面的等高線。作平面的標(biāo)高投影時(shí)，通常會(huì)遇到以下四種情況：已知不在同一直線上的三點(diǎn)；已知一直線和線外一點(diǎn)；已知相交兩直線；已知平行的兩直線。不論哪種情況，其作圖均按下列步驟進(jìn)行：（1）根據(jù)已知條件，按一定比例，把直線或點(diǎn)展繪于圖上；（2）將各點(diǎn)所連的直線，按高程值的整倍數(shù)進(jìn)行標(biāo)高內(nèi)插；（3）連接高程相同的各點(diǎn)，便得平面等高線的投影，即該平面的標(biāo)高投影。1/31/2023551/31/202356（四）空間兩平面的相互位置局部地區(qū)煤層間的關(guān)系、煤層層面與斷層面的關(guān)系等，都屬于空間平面的相互關(guān)系問題。空間兩平面的相互關(guān)系有以下兩種情況：1.兩平面平行在標(biāo)高投影圖中，兩平面等高線平行，傾向相同，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，有以下三種情況：（1）在平面標(biāo)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。1/31/2023571/31/2023581/31/202359（2）在平面標(biāo)高投影圖上，兩平面的等高線平行，傾向相同，但傾角不等，則空間兩平面相交。（3）在平面標(biāo)高投影圖上，兩平面的等高線相交，則空間兩平面相交。1/31/2023601/31/2023611/31/202362（五）空間直線與平面的相互位置直線與平面的相互位置關(guān)系有以下三種情況：1.直線位于平面內(nèi)直線上有兩點(diǎn)在平面內(nèi)，則此直線在平面內(nèi)。

2.直線與平面平行空間某直線不在平面內(nèi)，但與平面內(nèi)的某直線平行，則此直線與平面平行。3.直線與平面相交直線既不在平面內(nèi)，又不與平面平行，則此直線與平面相交。1/31/2023631/31/2023641/31/2023651/31/202366第四節(jié)礦山工程圖的種類煤礦常用的礦井測(cè)量圖和地質(zhì)圖