井巷工程AutoCAD作图设计法探讨.pdf

第 2 7卷第 1 期 2 0 0 8 年 1 月 煤炭技术 C o a l Te e h n o l o V o 1 ． 2 7 ． No ． 1 J a n． 2 o o 8 井巷工程 A u t o C A D作图设计法探讨 张峰 淮北矿业集团公司 石台煤矿 ，安徽 淮北 2 3 5 0 5 3 摘要 A u t o C A D是目前世界上最为流行的绘图软件 ， 文中阐述了将 A u t o C A D用于井巷工程设计的“ 井巷工程 A u t o C A D作图设计法” 的优点， 并列举实例说明该方法在设计工作中的应用 ， 为井巷工程设计工作提出了新的思路。 关键词 井 巷工程 ；设计 ；A u t o C A D 中图分类号 T P 3 9 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 8 0 1 0 1 4 8 0 3 Di s c u s s i o n a b o u t Ro a d wa y En g i n e e r i ng Au t o CAD De s i g n Dr a wi n g ZHANG F e n g S h i t a i C o a l M i n e ， H u a i b e i M i n i n g I n d u s t r y G r o u p C o m p ． ， H u a i b e i 2 3 5 0 0 0 C h i n a Ab s t r a c t Au t o CAD i s t h e wo r l d’ S mo s t p o p u l a r g r a p h i c s s o f t wa r e．T h i s p a p e r wi U b e u s e d f o r r o a d wa y e n g i ． n e e r i n g d e s i g n Au t o CAD ’ ’ S h a f t E n g i n e e ri n g Au t o CAD d r a wi n g d e s i gn ” me ri t s．Ci t i n g e x a mp l e s o f t h e me t h o d o f d e s i g n w o r k ．Th i s r o a d w a y p mi e c t d e s i gn wo r k for t h e p rop o s e d n e w i d e a s ． Ke y wo r d s roa d wa y e n g i n e e fi n g；d e s i g n；Au t o CAD 0 前言 图 法。 计算 法 精确 度高， 但 计 算量 繁重； 尺 规 作图 法 形象直观但精确度差 ， 而且所绘设计图不能重复利 以往井巷工程设计方法一般为计算法和尺规作 用， 设计者常要付出大量的重复劳动， 这两种方法的 、 ＼ ； 形成 3个 3 m以上的厚煤带 ， 一般煤厚 3 m， 厚的可 达 5 ～6 m， 个别处可达 1 0 ～1 3 m左右， 说 明西部地 壳降沉幅度为 2 3 ～2 6 m左右时， 植物遗体 的堆积速 度与地壳沉降速度能够较为长期 的保持一致 ， 是最 有利厚煤带形成。 中部坳陷区， 分别与 4个次级坳陷的位置也基 本一致 ， 形成 4个 3 m 以上厚煤带， 最厚可达 8 ． 9 1 m，对于中部坳陷区来说 ， 地层厚度为 1 8～2 3 m时， 为成煤较好的沉降幅度， 但个别处出现反常现象， 如 G一1 孔附近 ， 二 煤地层厚度为 1 7 ． 3 5 m， 煤厚 2 ． 7 8 m， 其伪顶炭质泥岩厚达 1 ． 4 6 m。这是由于二 煤 的 泥炭层堆积时， 该处覆水程度逐渐变深 ， 而形成了炭 质泥岩， 所以煤层较薄。 东部坳陷区 ， 分别与 2个次级坳陷的位置也基 本一致 ， 形成 2个 3 m以上厚煤 带， 最厚可达 6 m 多 ， 对于东部坳陷区来说 ， 地层厚度为 1 7～2 2 m时 ， 为成煤较好的沉降幅度。在此条件下， 利于二 煤 的泥炭层堆积 ， 形成厚煤带。 3 ． 2 冲刷作用对煤厚的影响 煤层和煤系形成后 ， 伴随地壳缓慢上升和河流 的发育 ， 煤层和煤系常常遭受河流的切割剥蚀 ， 在本 井 田内二 煤层及其上覆 的泥岩全部遭到不 同程度 的建造内冲刷作用 ， 由于一些地方遭受的冲刷较弱 ，才保留了 2 ～3 m厚的泥岩或 5 m以下的炭质泥岩 伪顶。因此 ， 二 煤除 了个别地方外 ， 大都不 同程度 的遭受了建造内冲刷作用。 在本井田遭受到严重 冲刷 的 6个主要条带 ， 它 们都呈近 E W 向不规则的条带状分布， 使二 煤层成 为薄煤带或不可采带 ， 个别处成了无煤带。 通过有 限的资料分析 ， 在井 田内二 煤的泥炭 堆积时， 主要 由于沉积环境的影响， 形成了 3 m以下 的煤层或薄煤层不可采地带 ， 其它地 区一般都应当 形成 4～5 m的厚煤层以及个别地区的特厚煤层 ， 这 就是 由于建造内冲刷作用以及有些地方遭受到不同 程度 的后期构造 的影响 ， 使二． 煤层在剖 面上呈豆 荚状和藕节状 ， 以及二 煤层顶断底不断和底断顶 不断 的断裂构造现象 出现， 造成了现在的二， 煤层 赋存的厚薄变化状态。 4 结论 1 二 煤层在整个井 田内普遍发育， 分布面积 广 ， 但煤厚变化无论沿走 向或倾 向， 均变化急剧 ， 在 平面图上呈骆驼状、 葫芦状 、 螃蟹状等出现， 而在剖 面图上呈豆荚状。大的薄煤带、 无煤带具有一定的 方 向性 ， 大致为北西 一 南东向， 相距 5 0 0 ～8 0 0 m。由 采掘巷道和工作面所控制的不可采地段 ， 不可采区 块形态多为近椭圆形 、 近三角形和条带状 ， 也有一些 哑铃形和不规则形态。 2 本井 田二 煤泥炭层堆积时期处 于泥炭坪 环境， 东部较为平坦， 沉降速度较慢， 而西部则沉降 速度较快， 为本井田内小型坳陷的沉积中心。 3 二 煤的极厚煤带处于本井 田坳 陷中心 ， 在 井田内二 煤段沉积后 ， 由于遭受建造内河流 的冲 刷改造 ， 使得厚度变化趋势于复杂。 参考文献 [ 1 ] 曹窑煤矿生产地质报告 [ R] ． 河南地质勘察研究院 ， 2 0 0 4 ． [ 2 ] 尹国勋 ． 含煤岩 系沉积环境 与聚煤特 点分析 [ P] ． 焦作 矿业学 院， 1 9 8 4 ． 收稿日期 2 0 0 7 0 9 2 7 ； 修订日期 2 0 0 7 1 1 1 3 作者简介 张峰 1 9 7 9一 ， ， 安徽萧县人 ， 淮北矿业集团公司石台煤矿技术科技术员， T e l 0 5 6 1 4 9 3 4 6 9 7 。 维普资讯 第 1 期 张峰 井巷工程 A u t o C A D作图设计法探讨 1 4 9 工作效率都较低。 目前部分专业机构编程开发了一些专用的井巷 工程设计程序 ， 虽然可以 自动设计并绘制部分规则 标准的矿图， 但是 由于井巷工程 的复杂性 、 多样性 ， 尤其是众多中小型矿井、 老矿井自身条件的特异性， 专用设计程序做不到面面俱到， 生成的设计图不完 全符合实际情况， 不能满足生产需求。 A u t o C A D是美国 A u t o d e s k 公司于 1 9 8 2年推出的 交互式通用微机绘图软件包， 目 前已发展多个版本， 它功能强大 ， 操作方便 ， 体系结构开放 ， 是 当今世 界 上最为流行 的绘 图软件。“ A u t o C A D作图设计法” 就 是在明确所设计对象 、 线条的现实关系、 特征 的前提 下， 利用 A u t o C A D程序 的精确绘 图功能将设计对象 如实绘出， 再通过其强大的查询 和标注功能直接从 图形中获取相关几何参数的设计方法。 将 A u t o C A D用 于井 巷工 程设计 的 “ 井巷 工 程 A u t o C A D作图设计法” ， 具有快速 、 灵活 、 简单 、 直观 、 精确 、 高效的特点 ， 一改以往人工计算和尺规作图设 计的繁琐 、 粗略弊端 ， 能够出色地完成多种井巷工程 设计任务 ， 而且 A u t o C A D具有强大的编辑修改功能， 令设计者避免了大量的重 复劳动 ， 这一切都令设计 工作的效率产生了跨越式的飞跃 。 l A u t o C A D 应用、 1 ． 1 工作面 巷道 设计 以往工作面 巷道 设计在确定设计方案后 ， 通 常要经过大量的导线点坐标计算 、 闭合计算和反复 的验算来确定巷道的准确位置， 计算量非常繁重， 稍 有不慎就会出错 ， 效率很低 。利用 A u t o C A D作 图设 计法进行设计步骤如下 步骤一 建立测量坐标系。选择“ 格式／ 单位” 中 “ 顺时针” ， 以“ 北” 为基准角度。 步骤二 从原采掘工程平面图 底 图 上截取所 需部分 ， 检查相关导线点坐标是否于测量资料一致 ， 可根据需要补绘相关导线点。 步骤三 建立巷道中线图层 ， 以巷道 中线 单线 绘制新巷道 ， 调整修剪后查询长度 、 方向角并标注。 步骤四 建立新巷道图层 ， 以双线绘制新巷道。 步骤五 关闭巷道 中线图层 ， 修剪层位关系， 添 加生产系统图例 、 断面图、 文字说明及标题栏等。 1 ． 2 U型钢支架设计 如图 1 ， 在该矿二水平南大巷改造工程 中需使 用 2 9 U型钢支架 ， 为增强支架抗侧压能力 ， 将 U型 钢支架腿设计成 8 5 。 扎角 ， 无论是尺寸计算还是绘图 都很繁琐， 但是使用 A u t o C A D作图设计法， 只需将支 架按实际关系和实际尺寸精确绘出 ， 然后使用查询 、 标注功能直接从图形中获取相关参数即可。 图 1 U型钢 支架设计 图 1 ． 3 C A D模拟技术应用于复杂交岔点改扩棚设计 Ⅱ3 1 1 5工作面是该矿 首个大综采工作面， 在准 备过程 中遇到了各种前所未有 的难题 ， 进架线路交 岔点改扩棚设计就是其 中一个重要问题 ， 液压支架 装车后长度达 6 m ， 在这种情况下如何对进架路线 中的交岔点进行改扩棚没有经验可循， 很多人没有 把握 ， 但是 ， 利用 A u t o C A D作图模拟液压支架装车后 的运行状态 ， 依据运行内、 外缘轨迹进行设计就可以 顺利解决这一难题。这里 以 2 3 1 1 5风巷 1 联巷交 岔点为例说明 A u t o C A D作 图模拟技术在复杂交岔点 改扩棚问题 中的应用 ， 如图 2 。 概况 石台煤矿 2 3 1 1 5风巷为工字钢支架支护， 腿 X梁 X腿 2 ． 8 m X 3 ． 0 m X 2 ． 8 m， 棚腿扎角 7 8 o ， 1 联巷为工字钢支架 支护 ， 腿 X梁 X腿 2 ． 6 m X 2 ． 4 m X 2 ． 6 m， 棚腿 扎角 7 8 。 ， 两巷夹角 9 0 。 ， 矿车轴 距 0 ． 9 m， 轮距 0 ． 6 m， 液压支架居中装车 ， 装车后尺 寸 长 X宽 X高 6 ． 0 m X 1 ． 5 m2 ． 3 5 m， 弯道半径 选择 4 ． 5 m。 步骤一 收集基础资料 矿车轮 、 轴距 ， 支架装车 方式 、 尺寸 ， 巷道夹角 ， 弯道半径等 。绘制轨道 中心 线 、 装架矿车模型。 步骤二 将装架矿车模型移至弯道上 轮轴中心 点落在弯道 中心线上 ， 使用矩阵命令 以弯道圆心为 中心密集模拟弯道行 车状态， 再绘 出进入弯道前后 的两个临界状态 ， 构成完整的模拟行车状态。 步骤三 使用 圆弧命令任取外缘三点勾 画装架 矿车外缘轨迹 ， 使用圆弧命 令近似勾画装架矿车内 缘轨迹 ， 删除行车状态或复制提取轨道中心线、 内外 缘轨迹等要素。 步骤四 依据轨道 中心线和内、 外缘轨迹设计改 扩棚方案。 1 ． 4 甩车场设计 维普资讯 1 5 0 煤炭技术 第 2 7 卷 轨中 壁 互里 图 2 C A D模拟技术在 复杂 交岔点的改扩棚设计 正规甩车场严格按照斜面线路和竖曲线线路进 获取相关参数 ， 从 而确定甩车场巷道位置、 坡度 ， 如 行设计 ， 计算公式繁多 ， 计算量惊人 ， 然而利用 A u t o 一 图 3 ， 单道起坡二次回转斜面和竖曲线线路图。 答 譬 至 2结 束 语 精 确 绘 制 出 线 路 模 型 ，就可直接从图形中查询 、 标注 一 图 3 甩车场设计示意图 “ 井巷工程 A u t o C A D作图设计法” 已经普遍应用 于各项井巷工程设计 ， 其高速的效率 、 准确的数据和 精美的绘图质量均得到普遍认可。A u t o C A D程序价 格低廉 ， 计算机 、 打印机 目前 已是普及的办公用品， 投资成本少 ， 工作效益好 ， 大大提高了设计工作者的 工作效率和质量。 维普资讯