第一章：矿山工程图绘制的基础知识

资环学院采矿系《采掘工程图的识读与绘制》第1章矿山工程图绘制的基础知识1/31/20231本章主要内容第一章矿山工程图绘制的基础知识第一节绘图基础知识第二节绘图方法第三节投影基本知识第四节矿山工程图的种类1/31/20232概述一、矿图的概念矿井在地质勘探、设计、建设、生产过程中需要绘制和应用一系列图纸，这些图纸统称为矿图。二、矿图分类一般分为三大类：地质测量图、设计工程图和生产管理图。（一）地质测量图地质测量图分为地质图和测量图。1.地质图根据地质勘查资料和井下地质编录资料经分析推断而绘制的主要反映矿井地质情况的图纸，称为矿井地质图。1/31/20233常用的地质图有：井田地形地质图、煤层底板等高线图、各种地质剖面图、各种柱状图、煤岩对比图、井田水文地质图、和资源储量计算图等。2.测量图根据地面及井下实际测量的资料绘制而成的图纸，称为测量图。测量图随矿井采掘情况的变化而逐步测量并添绘。

常用的测量图有：井田区域地形图、工业场地平面图、采掘工程图、水平主要巷道平面图、井上下对照图和主要保护煤柱图等。（二）设计工程图

由设计部门设计并绘制的一系列图纸，称为设计工程图。1/31/20234煤矿设计包括矿井初步设计、矿井改扩建设计、矿井水平延深设计、采区设计和单项工程设计等。每类设计须绘制相应的图纸用以说明设计方案和设计内容。（三）生产管理图

用于指导矿井日常生产工作的主要图纸称为生产管理图，如采掘工程平面图、采掘计划图和各类安全、生产系统图。三、矿图的用途

矿图是煤矿建设和生产的工程技术语言，煤矿管理人员及工程技术人员都应掌握矿图知识。1/31/20235第一节绘图基本知识

一、图幅种类及格式（一）图纸幅面尺寸图纸幅面尺寸有如下规定1.优先选用基本幅面。2.必要时也可选用加长幅面。

幅面代号尺寸B×LA0841×1189A1594×841A2420×594A3297×420A4210×297基本幅面尺寸如右图1/31/20236幅面代号尺寸B×LA3×3420×891A3×4420×1189A4×3297×630A4×4297×841A4×5297×1051图纸加长幅面尺寸11/31/20237图纸加长幅面尺寸2幅面代号尺寸B×L幅面代号尺寸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）图框格式

在图纸上必须用粗实线画出图框，其格式分为不留装订线和留有装订线两种，但同一产品的图样只能采用一种格式。如下图所示。

不留装订边的图纸图框格式1/31/20239

2.留装订边的图纸图框格式1/31/202310

图框尺寸

幅面代号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.图样和技术文件中书写的汉字、数字及字母等必须做到：字体工整、笔画清楚、排列整齐、间隔均匀。2.汉字应写成长仿宋体，字体的宽度约为字体高度的2/3，并应采用国家正式公布推行的简化字。3.字体的号数即为字体的高度（单位为mm）。字体号数共分为八种：20、14、10、7、5、3.5、2.5、1.8，其中汉字高度不应小于3.5mm，如需要书写更大的字，其字体高度应按的比率递增。1/31/2023124.字母和数字分A型和B型。A型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/14，B型字体的笔画宽度（d）为字高（h）的1/10。5.字母或数字可写成斜体或直体。斜体字字头向右倾斜，与水平线约成75°角。6.用作指数、分数、注脚等的数字及字母，一般采用小一号的字体。1/31/202313三、图线及画法（一）图线（1）各种图线的名称、型式、代号宽度以及在图上的应用见表1—8。（2）图线的宽度，分为粗细两种，粗线的宽度b应按图的大小和复杂程度，在0.7～2mm之间选择，细线的宽度约为b/3。（3）图线宽度的推荐系列为：0.25mm，0.35mm，0.5mm，0.7mm，1mm，1.4mm，2mm。1/31/202314（二）图线的画法（1）同一幅图纸中，各图样比例相同时，同类图线的宽度应保持一致。虚线、点划线及双点划线的线段长度和间隔应各自大致相等。（2）波浪线一般可用徒手绘制。其它各种线条一律用仪器绘制。（3）虚线和虚线或者点划线和点划线应交于线段中间，两端应以短线收尾，并应超出物体轮廓界限之外4～5mm。（4）直径小于12mm的图，其中心线可画成实线。（5）虚线成为实线的连接线时，应留出一段空隙，但两者成某一角度相交时，结合处不应留出空隙。1/31/202315四、比例尺（一）比例的表示方法1.数字比例用分数或比例数字的形式表示的比例。

1∶M1/M2.图示比例用图示形式表示的比例称为图示比例。图示比例可用直线比例尺或斜线比例尺表示，矿图中常用直线比例尺表示图样比例1/31/202316（二）比例的规定（1）同一幅图中，各个视图应采用相同的比例，并标注在标题栏中的比例栏内。当各个视图需要采用不同的比例时，应在图名标注线下居中位置标注，特殊情况亦可在右侧标注比例，但每套图应采用一种方法标注。（2）绘图时所用比例应根据图纸内图形的复杂程度，按表1—7采矿图纸比例选取。（3）在同一视图中图样的纵横比相差过大，而又要求详细标注尺寸时，纵向和横向可以采用两种不同的比例绘制，在视图名称下方或右侧标注比例。（4）说明书中的插图或用比例绘制有困难的图样，可不按比例绘制，但必须注明“×××示意图”的字样。1/31/202317（三）.绘图时所有比例应根据图纸内图形的复杂程度，如下图所示图

纸

类

别常

用

比

例矿区井田划分及开发方式平面1:10000

剖面1:2000井田开拓方式图、开拓巷道工程图、采区年进度计划图平面1:5000

剖面1:2000采区布置及机械配备图平面1:2000

剖面1:2000井底车场布置图平面1:500

剖面1:50安全煤柱图1:2000井筒1:20,1:50硐室平面1:50,1:100断面1:50剖面1:50,1:100采区车场平面1:200

断面1:50

剖面1:50,1:1001/31/202318五、标题栏1.标题栏的位置（1）每张图纸上都必须画出标题栏，应位于图纸的右下角。（2）看图的方向与看标题栏的方向一致。2.标题栏的格式3.会签栏1/31/202319六、地面点位的确定（一）、点位：点的平面位置－平面直角坐标表示点的球面位置－地理坐标表示

点的高低位置－（空间位置）－高程（标高）

1/31/202320（1）、地理坐标系。地面上一点的位置，在地球表面上通常用经度、纬度表示，某点的经纬度称为该点的地理坐标。地理坐标系基本概念

地轴

赤道平面、赤道纬线

子午面、子午线（经线）、首子午线；

经度、东经、西经；

纬度、北纬、南纬。1/31/202321（2）平面直角坐标表示点位的方法纵坐标轴xx轴横坐标轴yy轴坐标原点o点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限点的坐标的表示方法1/31/2023221/31/202323平面直角坐标系的建立1.高斯投影方法1/31/2023242.投影带的划分6°投影带3°投影带1/31/2023253.平面直角坐标系1/31/202326（二）点的高低位置点的高低位置，也指该点到大地水准面的的铅垂距离。用标高表示。大地水准面：海水有潮汐，时高时低，水准面有无数多个，把其中经过平均海水面的水准面，称为大地水准面。绝对高程：地面上某点到大地水准面的铅垂距离，用H表示。相对高程：地面上某点到假定水准面的铅锤距离，称为假定高程，也称相对高程，用H’表示。1/31/2023271/31/202328七、方位角和象限角（一）方位角直线定向：确定直线与标准方向线之间的角度的工作，称为直线定向。一、直线方位角的种类及标准指北方向标准指北方向有三种：坐标纵轴方向，真子午线方向，磁子午线方向。方位角：某直线与标准指北方向的水平夹角。方位角分坐标方位角、真方位角和磁方位角。1/31/202329坐标方位角，正负方位角在平面直角坐标系统中，从坐标纵线的指北方向起，顺时针量至某直线的水平角度，称为该直线的坐标方位角，简称方位角。直线前进方向的方位角称为正方位角，其相反方向的方位角称为负方位角。

α正＝α负±180°1/31/202330（二）象限角一直线的象限角是指由坐标纵线的北端或南端，顺时针或逆时针计算到该直线的水平锐角。用象限角定向时，以南北方向为主，以东西方向为辅，说明象限的名称和角度。1/31/202331八、坐标方格网为了保证绘制出的矿图能达到一定的精度要求，首先应在图纸上精确的绘制坐标方格网。矿图上的坐标方格网为正交的正方形格网，每个小方格的边长为100mm。其精度要求规定①对角巷上各交点应在一条直线上；②每个方格边长的误差不得超过0.2mm；③图框边长和对角线边长与理论值之差不得超过0.3mm；

④方格网线宽度不超过0.1mm。（一）正方格网的绘制1/31/202332(一)对角线法（1）在正方形或长方形图纸上，先绘出两条对角线AC和BD。（2）以交点O为圆心，以适当长度为半径，用杠规在对角线上截取等长的线段OA、OB、OC、OD，并AB、BC、CD、DA将连接起来即得一矩形ABCD。（3）截取AB、BC、CD、DA各边的中点E、F、G、H，并连接EG、FH，检查其交点是否通过中心O，若不通过，需要重新绘制。（4）在矩形各边上，以100mm长度的距离，用卡规截取各点，联结相应各点，即得坐标方格网。（5）按上述精度要求检查坐标方格网是否合乎要求。1/31/202333对角线法1/31/202334第三节投影的基本知识一、投影的概念人们用投影线通过物体射向平面，在平面上得到物体的图形，将物体的形状在平面上用图形表达出来，这种方法称为投影法，此平面为投影面，其图形为物体在投影面上的投影。1/31/202335二、投影方法分类根据投影线是否相互平行，投影方法分为中心投影法和平行投影法两种。（一）中心投影法投影线相交于一点的投影方法称为中心投影法，用中心投影法绘制的投影称中心投影。中心投影的特征是：投影线都是从投影中心发出，彼此不平行；投影线与投影面斜交；在一定条件下，投影的大小随投影中心距物体的远近或者物体离投影面的远近而变化；投影的形状随物体与投影面的倾斜关系而不同。1/31/202336

（二）平行投影法投影线相互平行的投影方法称为平行投影法。根据投影线与投影面的角度不同，平行投影法分为斜投影法和正投影法两种。1.斜投影法相互平行的投影线与投影面斜交的投影方法，称为斜投影法（见图2—2a）。2.正投影法相互平行的投影线与投影面垂直的投影方法，称为正投影法（见图2—2b）。用平行投影法所得到的物体的投影，其大小与物体距投影面的远近无关；其形状随物体、投影线与投影面的角度变化而变化。1/31/2023371/31/202338三、正投影正投影是相互平行的投影线与投影面垂直时的投影。具有以下性质：1.物体平面平行于投影面，其投影图形反映平面物体的真实形状和大小；2.物体平面倾斜于投影面，其投影图形的形状和大小随物体平面与投影面的倾斜角度而变化，3.物体平面垂直于投影面，其投影为一条直线。1/31/202339四、标高投影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平面上，以确定各点的平面位置，然后将物体各点的高程标注于各投影点的旁边，用于说明各点高于或低于零水平面的数值。这种投影称为标高投影。标高投影也是一种正投影。矿图就是运用标高投影的方法绘制的。（一）、点的标高投影从该点向零水平面（投影面）作垂线，垂足即正投影点位置，在该处注明该点的标高（即该点至投影面的垂直距离）。投影面上这个垂足及其标高就是该点的标高投影。1/31/202340（二）直线的标高投影1.直线标高投影方法直线的标高投影就是该直线两端点标高投影的连线。2.直线要素及其相互关系直线的实际长度称为直线的实长，以L表示；直线在水平面上投影的长度称为直线的水平长度，亦称平距，以D表示；直线与水平面的夹角（最小的角）称为直线的倾角，以δ表示；空间直线两端点的高程差称为直线的高差，以h表示；空间直线的高差与平距之比称为直线的斜率，亦称坡度，以i表示。1/31/2023411/31/2023421/31/2023431/31/202344直线各要素的相互关系以上各要素之间的关系可由图2—10和以下各公式表示：

h＝HA－HB

（2—1）式中：HA、HB—A、B两点的高程。

L＝（2—2）

I＝（‰）（2—3）

δ＝arctan

（2—4）根据以上关系，在直线标高投影图上，只要确定一些要素后，就能求出另外一些要素的尺寸。1/31/202345直线投影的标高内插1.解析法1)首先求出每米高差的平距2)找出第一个整倍数点的位置3)求其他各整数倍点的位置2.剖面法3.平行线法1/31/202346剖面法1/31/202347平行线法1/31/202348空间两直线的相互位置1.两直线平行;2.两直线相交;3.两直线交错.1/31/2023491.两直线平行1/31/202350

2.两直线相交1/31/202351三、平面的标高投影（一）标高投影中平面的表示方法平面的标高投影一般是以空间平面上的等高线在水平面上的投影来表示。（二）平面三要素走向倾向倾角1/31/2023521/31/2023531/31/202354（三）平面标高投影的作图方法平面标高投影作图是指在水平面上作出该平面的等高线。作平面的标高投影时，通常会遇到以下四种情况：已知不在同一直线上的三点；已知一直线和线外一点；已知相交两直线；已知平行的两直线。不论哪种情况，其作图均按下列步骤进行：（1）根据已知条件，按一定比例，把直线或点展绘于图上；（2）将各点所连的直线，按高程值的整倍数进行标高内插；（3）连接高程相同的各点，便得平面等高线的投影，即该平面的标高投影。1/31/2023551/31/202356（四）空间两平面的相互位置局部地区煤层间的关系、煤层层面与断层面的关系等，都属于空间平面的相互关系问题。空间两平面的相互关系有以下两种情况：1.两平面平行在标高投影图中，两平面等高线平行，倾向相同，平距相等，则空间两平面彼此平行。2.两平面相交空间两平面相交，有以下三种情况：（1）在平面标高投影图上，两平面等高线平行，倾向相反，则空间两平面相交。1/31/2023571/31/2023581/31/202359（2）在平面标高投影图上，两平面的等高线平行，倾向相同，但倾角不等，则空间两平面相交。（3）在平面标高投影图上，两平面的等高线相交，则空间两平面相交。1/31/2023601/31/2023611/31/202362（五）空间直线与平面的相互位置直线与平面的相互位置关系有以下三种情况：1.直线位于平面内直线上有两点在平面内，则此直线在平面内。

2.直线与平面平行空间某直线不在平面内，但与平面内的某直线平行，则此直线与平面平行。3.直线与平面相交直线既不在平面内，又不与平面平行，则此直线与平面相交。1/31/2023631/31/2023641/31/2023651/31/202366第四节矿山工程图的种类煤矿常用的矿井测量图和地质图