第1篇矿山工程矿图概论.pdf

“ “ “ “ 第一篇 矿山工程矿图概论 第一章矿图基础知识 第一节矿图的种类和内容 在矿井设计、 施工和生产管理等工作中， 需要测绘一系列的图纸， 这些图纸， 统称为 矿图。 矿图的种类很多， 一个生产矿井必须具备的图纸一般可分为两大类， 一类是矿井测 量图， 一类是矿井地质图。 一、 矿井测量图 矿井测量图是根据地面和井下实际测量的资料绘制的。由于矿井采掘情况不断变 化， 因而， 矿井测量图是随着矿井的开拓、 掘进和回采等工作的进行， 逐步测量并填绘的。 矿井测量图主要反映矿井地面的地貌、 地物情况， 井下各种巷道的空间位置关系， 煤 层产状和各种地质构造， 井下采掘情况以及井上下相互位置关系等情况。 一个矿井必须具备的矿井测量图主要有 井田区域地形图； 工业广场平面图； 井底车场平面图； 水平主要巷道平面图； 采掘工程图； 第一章矿图基础知识 井上下对照图等。 二、 矿井地质图 在建井前， 根据勘探资料， 对煤层的产状、 大的地质构造和煤炭质量等， 已经基本掌 握， 绘制了各种地质图。在矿井建设和生产过程中， 对煤层产状、 地质构造和煤质等， 又 会有新的发现， 必须对原有地质图纸不断进行补充和修改。因而， 矿井地质图一般是在 矿井测量图的基础上， 将生产过程中收集的地质资料和原有勘探资料， 经过分析推断绘 制而成的。对其推断部分， 以后还要根据实际情况加以修改和补充， 使矿井地质图的精 度不断提高， 为煤矿的设计、 建设和生产提供可靠的依据。 矿井地质图主要反映全矿煤层的产状、 地质构造情况、 地形地质情况、 水文地质情 况、 煤质空间分布等情况。 煤矿常用的矿井地质图主要有 地形地质图； 煤层等高线图； 各种地质剖面图； 各种柱状图； 煤岩对比图等。 矿井地质图和矿井测量图有着密切的联系， 如果没有矿井测量图， 矿井地质图就难 于绘制； 反之， 矿井测量图如果不根据矿井地质图填绘可靠的地质资料， 就说明不了煤层 埋藏的真实情况， 因而将大大降低矿井测量图的实际效用。 在以上两类图纸的基础上， 根据生产的需要， 还可绘制一些其他的图纸。常用的有 采掘计划图； 施工设计图； 通风系统示意图； 运输系统示意图； 排水系统示意图； 供电系统示意图等。 第一篇矿山工程矿图概论 第二节矿图上点位的确定 在矿区内， 地面上各种地形 （即高低起伏的地表形态） 和地物 （包括房屋、 道路、 河流 等） ， 井下各种地质构造和煤层产状， 各种巷道和硐室等， 虽是多种多样的， 但它们的几何 形状和位置， 却是可以由此特征点来确定。例如， 一栋楼房的几何形状和平面位置， 可以 由这栋楼房的一些特征点所连成的房屋轮廓折线来去示， 如图 “ “ 所示。如果能确 定 、 、 、 、 ⋯等特征点的平面位置， 这栋楼房的几何形状和平面位置也就确定了。同 理， 地面高低起伏的变化情况， 可以用地面坡度变化点所组成的折线表示， 如图 “ “ （（, 1） 或’ - “（ （, ） 三、 计算矿石 （或煤） 月产量 一般产量统计， 可用提升到地面的矿车数乘以每一车的吨数就可算出产量， 但还要 根据矿图计算产量的方法来检查。图 , ; 为某采区工作面推进位置图， 欲计算 1 月 的月产量。 图 , ; 设 已知矿石的平均容重为 ， 单位为 1。 （,） 计算月回采面积 *, *- *1 1 0 , - - （, ） 24 第四章采掘工程图 上式表示平均长乘平均宽度。如面积不规则， 可用求积仪求出。 （） 从平面图上或根据实测数据求得矿层平均倾角和平均厚度 。 （“） 三月份工作面产量 “ 为 “ （’ *） 四、 根据采掘工程平面图作沿石门方向的剖面图 图 ’ （,） 上石门 垂直各六、 七、 八、 九大巷， 现需作 的剖面图， 如图 ’ （-） 所示 先画一相应的水平线 ， 按规定比例尺自 点起把 线与各巷道之交 点 ’、 、 、 ⋯⋯*、 量到 线上。然后过各点作垂线， 根据各点高程按垂直比例尺 在垂线上画出各点的实际位置， 最后把相互连通的井巷连接起来， 即得沿石门 的剖 面图 ’ （-） 。 图 ’ ./ 第一篇矿山工程矿图概论 第四节主要巷道平面图 在采矿工程中， 一般对矿层进行分水平开采， 每个开采水平都有一套开拓巷道， 如井 底车场、 主要运输大巷和石门等， 将该开采水平内的巷道投影到水平面上， 按规定比例尺 绘出的图， 称为水平主要巷道平面图， 其绘制方法与采掘工程平面图相同， 且绘图比例尺 较大， 通常为 “ 或 “。 水平主要巷道平面图绘制的内容应包括 （） 水平内全部巷道、 井底车场、 运输大巷和石门、 煤层内运输巷。并应注明巷道特 征点的高程。 （） 通过该水平的竖井、 斜井和钻孔。 （） 水平内所有的硐室， 如水泵房、 绞车房、 电车房、 配电所等。 （） 水平内的煤层迹线、 断层线、 应注明煤层倾角、 厚度、 断层编号、 断层面的倾角和 落差。 图 ’ ’ 是某矿井主要巷道立体示意图和平面图。从图 ’ ’ （） 可以看出该 矿由一对竖井开拓， 主井已掘到 ’ * 水平， 副井仅掘到 ’ * 水平， 故分 ’ * 和 ’ * 两个开采水平。在 ’ * 水平上， 开拓井底车场， 再由井底车场开始， 沿煤层走 向掘进运输大巷。然后由运输大巷掘进采区石门穿煤层， 并沿煤层掘进煤巷， 形成该开 采水平的生产系统图 ’ ’ （,） 是 ’ * 水平的主要巷道平面图， 其上有主、 副井、 运 输大巷、 各石门的投影设置。 图 ’ ’ 主要巷道平面图是矿图中最重要的图件之一， 其主要用途为 第四章采掘工程图 （） 作为绘制采掘工程平面图、 地质断面图和矿井主要巷道综合平面图的基础。 （“） 了解本开采水平内的巷道分布和煤层开发情况。 （） 了解煤层走向、 倾角、 厚度及其变化与断层等地质构造情况， 以便指导采矿巷道 的设计与施工， 预测巷道前进方向和深部开采水平可能遇到的断层情况。 （） 丈量主要巷道的长度， 确定煤层的层间距。 第五节井底车场平面图 井底车场平面图是矿井必备的主要矿图之一， 它是联系井上下的总枢纽。 将井底车场范围内的测量控制点， 全部巷道、 硐室投影到水平面上， 按规定的比例尺 绘出的图称为井底车场平面图。比例尺通常为 “ 或 ’。由于该平面图详细反映 出井筒附近的巷道、 硐室、 运输线路和排水系统的布置情况， 所以井底车场平面图可作为 设计车场的改建、 扩建和下水平延深等工程的重要依据。 图 是某矿的井底车场平面图。从图上可看出， 装煤的重车从东、 西运输巷 道进入车场， 经翻笼室 * 后， 煤由主井 提升到地面。空车在车场 处和材料车一起由 电机车拉走。水从巷道内的排水沟流入水仓 或 ’ 中， 再由水泵房 抽排出地面。车场 内还有中央变电所 、 清理斜巷 ,、 候车室 和调度室 等。 图 “, 第一篇矿山工程矿图概论 第五章井上下对照图 将井田范围内地面的地形、 地物和井下各水平的主要巷道综合绘在一张图上， 这种 图称为井上下对照图。它是由井田区域地形图和主要巷道综合下面图复制而成的透明 纸图或聚酯薄膜图， 其比例尺通常为 “ 或 “。有了井上下对照图， 就可对地面 和井下相对应的立体关系一目了然。 图 是某矿井上下对照图的一部分。由图可看出， 矿区北部地形较高， 有两 个小山包， 地势由北向南渐趋平缓， 东南部有一条河流， 自东北流向西南。铁路从矿区北 部通过。地面有两个村庄， 一个已搬迁。矿井开采三层煤， 煤层走向大致为东西向平均 倾角 ’。矿井采用分水平、 水平底板运输大巷和采区石门开拓。第一、 二水平在回采， 第三水平正处在开拓准备阶段。 井上下对照图主要用来了解地下开采区和地面建筑物、 河流和积水区的空间关系。 它的用途如下 （） 了解地面地形、 地物与井下巷道及采空区的相互关系， 为地面建筑和井下开采的 规划设计提供依据。 （） 用于确定井下开采深度， 由采动引起地表移动的范围， 在确保地面建筑物安全的 前提下， 解决建筑物、 铁路和水体下的采矿问题。 （’） 解决矿井防水、 排水问题。 （） 规划矿区地籍管理和环境保护等问题。 ’* 第五章井上下对照图 图 “ “ 第一篇矿山工程矿图概论 第六章其他矿图 生产矿井所需用的图纸， 还有一些是在以上各章所讲图纸的基础上绘制的， 如采掘 计划图、 生产管理用图和回采工作面支架布置图等， 现就其中的几种叙述如下。 第一节采掘计划图 为了保证矿井生产按计划进行， 必须保持矿井巷道掘进和回采两大生产环节的协调 和平衡。为此， 应很好地安排掘进和回采计划， 制定合理的采掘计划图， 按采掘计划图指 挥和安排生产。 煤矿的采掘生产计划图包括每一个开采水平的开拓掘进计划图和每一个煤层或分 层的采掘计划图。 一、 水平开拓掘进计划图 水平开拓掘进计划图是根据水平主要巷道平面图、 煤层底板等高线图和矿井开拓设 计图编绘的。其编绘程序如下 （） 根据水平主要巷道平面图绘出已经开拓的巷道； （“） 根据煤层底板等高线图和矿井开拓系统图绘出今后计划开拓的巷道； （） 根据该矿的生产实际情况， 如掘进速度、 回采速度、 掘进队和回采队的数目、 设备 第六章其他矿图 情况和矿井其他生产技术等条件， 以保证采区间和水平间的正常衔接为基本原则， 合理 编制水平主要巷道的开拓掘进计划， 在图上绘出各个巷道的掘进起止日期。 图 “ “ 为某矿的水平开拓掘进计划图。图中实线表示已掘出的巷道， 虚线表示 设计的开拓掘进巷道， 并表示了不同日期各巷道掘进工作面应在的位置。 图 “ “ 水平开拓掘进计划图的主要用途是 （） 作为编制年度计划掘进投资和器材计划的依据； （） 作为安排开拓掘进施工力量的依据； （） 用于指挥生产、 检查年度内开拓掘进完成的情况， 以便及时采取必要的措施； （） 用于分析与检查采区和水平衔接平衡关系等。 二、 煤层采掘计划图 煤层采掘计划图是根据煤层采掘工程平面图、 煤层底板等高线图和煤层采区设计方 案图编绘的， 其绘制程序如下 （） 根据煤层采掘工程平面图绘出已经回采的工作面和已经掘出的采区巷道； （） 根据底板等高线图和采区设计方案图绘出未采掘的部分， 其中包括采区的划分、 回采工作面的布置、 需要掘进的采区各巷道等； （） 根据该矿生产的实际情况， 国家下达的任务、 矿井生产技术条件 （包括人力、 物力 和设备等因素） 编制煤层采掘计划， 如安排掘进工作面的掘进日期、 位置， 各回采工作面 的回采日期、 顺序和位置， 采、 掘工作面的接替顺序等。 图 “ “ 为某矿一个煤层的采掘计划图的一部分。图中表示了以上所述内容， 虚 线表示未掘进的巷道。此外， 还应在图的下部， 按回采工作面的编号编制表格， 表中列出 煤层倾角、 煤层厚度、 容重、 可采煤量、 采煤方法、 回收率、 掘进进尺、 巷道断面、 平均日产 ’ 第一篇矿山工程矿图概论 量、 总回采煤量以及工作面接替顺序等。 图 “ “ 煤层采掘计划图的主要用途是 （） 作为编制年度计划产量和回采设备预算的依据； （） 作为安排掘进和回采力量的依据； （） 了解计划年度的准备煤量和回采煤量， 掌握采区和工作面的衔接； （） 了解煤巷计划进尺和计划工作面长度等。 第二节各种生产系统示意图 为了便于生产管理， 生产矿井往往还需绘制各种生产系统示意图， 如通风系统示意 图、 运输系统示意图、 排水系统示意图和供电系统示意图等。这类图纸是在采掘工程平 面图的基础上绘制的 （有时可直接在采掘工程平面图上填绘各种符号而构成生产系统 图） 。绘示意图时不严格按比例尺和投影关系， 而是用示意的方法表示各种生产系统。 一、 通风系统示意图 通风系统示意图是表示全矿井各个煤层、 各开采水平和各采区的通风线路、 通风设 备、 通风构筑物和风量分配等情况的综合图纸。 ’ 第六章其他矿图 通风系统图有时直接在采掘工程平面图上填绘各种符号而成的； 有时则参照采掘工 程平面图绘制成示意图的。一个矿井可能有几个水平、 几个煤层， 绘制通风系统图应当 把有关煤层和水平的所有巷道画在一张图上， 为了避免各个煤层和各个开采水平的许多 巷道形成的彼此重叠和交错， 绘图时可不严格按照各巷道的实际位置和比例尺， 而将其 相互错开， 使图纸能清楚地表示出各巷道在通风系统中的相互关系。图 “ “ 所示， 为某矿的通风系统示意图。 图 “ “ 主平峒 ’*； 东大巷 ,*’； 一西大巷 ’’； ,西 “ 下山 ’’； ’西 “ 轨道上山 ’’； 东一轨道上山 ,； -东 “ 下山 ； .东二下山 ； 东二上山 ； *东翼回风巷 ； 西翼回风巷 ’’； 中央回风平峒 ’*； 火药库； ,安全出口； ’东翼工作面 ,； 西翼各工作面 -- 在通风系统图上， 应表示出以下内容 （） 新鲜风流和污风流的路线； （） 风流所通过的各种巷道的断面、 风速、 风量； （） 井下通风设备和通风构筑物的位置； （,） 各段巷道的长度、 负压消耗。 通风系统示意图主要的用途是 .. 第一篇矿山工程矿图概论 （） 了解井下通风设备位置、 通风构筑物位置和风流路线， 以便发生通风问题时， 能 够及时处理； （“） 从图上审查通风路线和风量分配是否合理， 以便对风量进行调整， 纠正通风系统 中的不合理现象； （） 根据各段负压消耗， 决定各段巷道的修理和改建程序和工作量； （） 作为编制年度通风计划和远景规划的基础资料。 二、 运输系统示意图 运输系统示意图是表示井下运输情况的综合图纸。像通风系统示意图一样， 为了表 示全矿各个水平和各煤层的运输与提升系统， 同样采用示意图形式把全矿井有关运输线 路画在一张图上， 如图 所示为某矿的运输系统示意图。 图 主斜井； ’“ 米强力胶带运输机， 能力为 “ 吨*时； “副斜井， 轨距 吨矿车， 运输能力为 万吨*年； 主井井底车场， 通过能力为 万吨*年； 副井井底车场， 通过能力为 , 万吨*年； ,煤仓， 容量为 , 吨； 运输大巷， 轨距， 吨矿车； 上山绞车道， 运料， 绞车能力为 -.； 下山运输道， ’/ 米强力胶带运输机， 能力为 “/ 吨*时 在运输系统示意图上， 应表示出以下主要内容 （） 各段巷道内的运输提升方式和运输设备的分布情况， 如链板运输机、 无极绳、 绞 / 第六章其他矿图 车和电机车等， 在图上要注明这些设备的主要技术规格， 画出其位置； （） 各段巷道的运输距离、 巷道的坡度、 通过能力； （“） 井底车场的通过能力； （） 井筒的提升方式、 提升设备和提升能力。 运输系统示意图的主要用途是 （） 根据井下运输线路、 运输设备、 运输方式和通过能力等情况指挥井下运输工作 （） 分析与审查井下运输线路、 运输方法和运输设备的布置是否合理， 以便简化运输 系统， 缩短运输距离， 提高运输效率； （“） 作为编制年度运输计划及远景规划的基础资料； （） 作为运输图表管理的参考图纸。 三、 排水系统示意图 排水系统示意图是表示井下各开采水平和地段的排水线路、 涌水量、 水仓容量、 排水 设备及其位置、 管路规格和排水量的综合性示意图， 如图 ’。 图 ’ 副井； 管子道； “中央泵房， 焊接钢管“ ； ’无缝钢管“ ； 无缝钢管“’ * , 第一篇矿山工程矿图概论 排水系统示意图的主要用途是 （） 反映井下排水线路、 排水设备和排水能力等情况， 供主管人员了解排水情况、 分 析和解决井下排水问题； （“） 审查排水线路和排水设备的布置是否合理， 以便采取措施， 改进排水工作； （） 作为编制矿井年度计划和长远规划的基础资料； （） 作为井下防水、 处理井下水害的参考图纸。 四、 供电系统图 在井下供电系统示意图上， 不表示井下各巷道系统的关系， 只是表示井下供电线路、 供电设备、 电缆规格等情况， 供井下主管供电人员了解井下供电情况， 研究和解决井下供 电问题。 图 为某矿井下供电系统图。 图 第三节回采工作面支架布置图 为了了解回采工作面支架布置情况和回采情况， 还应绘制回采工作面支架布置图， 在图中表明工作面长度、 各种支护的布置、 各种采煤设备的布置等情况。 ’ 第六章其他矿图 回采工作面支架布置图是一种层面图， 在图上可用比例尺直接量出沿走向和倾斜的 各种尺寸。 图 “ “ 所示为某回采工作面支架布置图。图中柱距为 米， 排距为 ’ 米和 米间隔支护， 每次截割深度为 ’ 米， 每截割三次放顶一次。放顶步距为 ’ 米， 最 大控顶距 米， 最小控顶距 米。上煤龛长 米， 下煤龛长 * 米， 煤龛宽 ’ 米， 工作面长 米。 图 “ “ 第一篇矿山工程矿图概论