采掘工程平面圖圖素庫設(shè)計

對采掘工程平圖紙進(jìn)行分析，無論其圖紙多么復(fù)雜，變化多大，卻總是由一些基本不變的大小不一的圖素組成。因此，可以將整張圖逐級分解成采礦圖形圖素或圖元。采礦圖素庫由采礦圖元或圖元組成，采礦圖元是采礦圖紙中分解出的基本單元，它們是可以程序化的內(nèi)容。根據(jù)各圖素的大小及其可分解和組合性，采礦圖素系統(tǒng)分為三級：一級圖素系統(tǒng)(基本圖素)，二級圖素系統(tǒng)(圖例符號圖素)和三級圖素系統(tǒng)(組圖成圖圖素)

采掘工程平面圖一級圖素

一級圖素為基本圖素，主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)化程度低，設(shè)計繪圖需要的參數(shù)較少，主要包括有點(diǎn)、線、圓、圓環(huán)、矩形和弧形、文字等 。

采掘工程平面圖二級圖素

二級圖素為圖例符號圖素，這類圖素的主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)化程度較高，可以看成是由許多基本圖素組合而成的集合體。主要包括有線型符號、設(shè)備符號、專用地質(zhì)測量符號和專用采礦圖例符號，這類圖素較為復(fù)雜，其中許多圖素是圖塊圖素。

線型符號分為分界線性和巷道線型兩類，其中分界線型有井田邊界線，煤柱邊界線，盤區(qū)分界線，條帶分界線(區(qū)段分界線)。巷道線型有巷道中心線，前期巖巷、后期巖巷和煤巷。

專用采礦圖例符號有通風(fēng)類，井巷類。通風(fēng)符號有風(fēng)門、風(fēng)墻、調(diào)節(jié)風(fēng)窗、風(fēng)橋。井巷類符號有絞車房、變電所、煤倉、火藥庫和井銅。

設(shè)備符號有有通風(fēng)類，工作面類，運(yùn)輸類。通風(fēng)類設(shè)備符號有主扇和局扇兩種。工作面類設(shè)備符號有采、掘、支、運(yùn)和其它設(shè)備。采的設(shè)備有煤電鉆和采煤機(jī)；掘的設(shè)備有煤電鉆、巖石電鉆和掘進(jìn)機(jī)；支的設(shè)備有木支柱、金屬摩擦支柱、單體液壓支柱和液壓支架等；運(yùn)的設(shè)備有可彎曲刮板輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮膠帶輸送機(jī)、裝巖機(jī)和裝煤機(jī)等；其它設(shè)備有乳化液泵站、移動變電站、干式變壓器、小水泵、回柱絞車、調(diào)度絞車、注水泵、探水鉆等。運(yùn)輸類設(shè)備符號有絞車、無極繩絞車、膠帶輸送機(jī)、礦車、單軌吊車和卡軌車等。

地質(zhì)測量符號有鉆孔、陷落柱、等高線、村莊線、斷層線和指北針等 。

采掘工程平面圖三級圖素

三級圖素為組圖成圖圖素，這類圖素的主要特點(diǎn)是數(shù)據(jù)化程度很高，成圖性好，其本身可以完成某一圖形的全部或部分內(nèi)容的設(shè)計繪制，是大量基本圖素和復(fù)雜圖素的集合體。主要包括有單項(xiàng)工程施工圖圖素，標(biāo)準(zhǔn)圖形圖素，標(biāo)準(zhǔn)表格圖素和其它組圖成圖類圖素。這些圖素均以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)自動數(shù)據(jù)化成圖，并可按要求進(jìn)行組合成圖。如圖框、圖簽，水溝、軌道等 。

采掘工程平面圖是將開采煤層或其分層內(nèi)的采掘工程和地質(zhì)情況，采用標(biāo)高投影的原理，按一定比例尺繪制而成的圖紙。圖上必須包括下列內(nèi)容：

a.井田技術(shù)邊界線，保護(hù)煤柱邊界線和其它技術(shù)邊界線，并注明名稱和批準(zhǔn)文號；

b.本煤層內(nèi)的以及與開采本煤層有關(guān)的鄰近巷道，主要巷道須注明名稱和月末工作面位置，斜巷要注記傾向和傾角，巷道交叉變坡處以及平巷每50-100m要注記軌面或底板高程；

c.回采區(qū)、丟煤區(qū)或注銷或報損區(qū)，回采區(qū)要繪出月末工作面位置，在圖上每個工作面的適當(dāng)位置，注記平均采厚、煤層傾角、開采方法、開采年度和繪出煤層小柱狀；丟煤區(qū)要注明丟煤原因和煤量；注銷或報損區(qū)要注明批準(zhǔn)文號和煤量；

d.永久導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的位置；

e.勘探和表明煤層埋藏的資料，如鉆孔和勘探線區(qū)；

f.重要采掘安全資料，如發(fā)火區(qū)、積水區(qū)、煤及瓦斯突出區(qū)等，并注明發(fā)生時間、程度和其他有關(guān)情況；

g.地面重要工業(yè)建筑、居民區(qū)、鐵路等；

h.井田邊界以外1 OOm內(nèi)的鄰礦采掘工程和地質(zhì)資料。

為了快速將采掘工程平面圖錄入計算機(jī)內(nèi)，必須建立采掘工程圖形圖素系統(tǒng)，以柔性數(shù)據(jù)化圖素形式自動組合成圖 。

采掘圖作為存儲礦山信息的載體，應(yīng)便于維護(hù)和盡量減少數(shù)據(jù)冗余，同時還要滿足不同用戶層的需求。采掘圖上的要素可以概括為點(diǎn)、線、面和體四種類型的實(shí)體，任一實(shí)體都具有一定的空間位置和屬性?？臻g位置用來描述實(shí)體的分布，屬性數(shù)據(jù)描述實(shí)體的特征，二者密不可分，相互依存，其中空間位置是關(guān)鍵，屬性附屬于空間位置，只有有了空間位置，屬性才有意義和存在的價值。任何復(fù)雜的對象均是由這四種實(shí)體或部分實(shí)體構(gòu)成的有序集合 。

點(diǎn)狀實(shí)體的空間位置由((x } Y)表示，線狀實(shí)體的位置由一列坐標(biāo)的有序集表示，即[( x₁， y₁)( x₂， y₂)。。。。。。( x_n， y_n)]，而面狀實(shí)體是由一封閉曲線或多邊形加內(nèi)點(diǎn)表示，即[( x₁， y₁)( x₂， y₂)。。。。。。( x_n， y_n)( x₀， y₀)]，立體實(shí)體是由閉合的面加內(nèi)點(diǎn)表示。

采掘圖的實(shí)體屬性具有屬性值，如點(diǎn)狀實(shí)體可分為實(shí)體點(diǎn)、注記點(diǎn)、內(nèi)點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)及角點(diǎn)等，線狀實(shí)體具有線的長度，彎曲度和方向性，面狀實(shí)體的性質(zhì)包括面積、周長、相鄰性及重疊性等，立體實(shí)體的特征包括體積、周長及島等 。

近年中國諸多煤礦企業(yè)進(jìn)入老舊礦井的開采階段，井下條件復(fù)雜，開采層位過多，并且大部分煤礦企業(yè)的采掘工程管理工作仍然以采掘工程平面圖作為主要管理工具。在采掘工程平面圖卜進(jìn)行采掘工程設(shè)計、計劃、填圖、修改和補(bǔ)圖等管理工作。完全手工在圖板上進(jìn)行管理工作的管理方式己經(jīng)逐步淘汰，普遍的管理方式是機(jī)助繪圖人機(jī)交互式完成，即通過地質(zhì)測量部門提供采掘工程平面圖電子圖，設(shè)計人員通過CAI)圖形平臺在采掘工程平面圖上完成設(shè)計和計劃工作。但是管理起來依然是一個巨大的工程 。

采掘工程管理方式存在很多缺點(diǎn)，不能較好反映采掘工程的動態(tài)特性。煤礦企業(yè)采掘生產(chǎn)系統(tǒng)是隨著時間推移而不斷改變的空間立體系統(tǒng)。要準(zhǔn)確無誤的實(shí)現(xiàn)對采掘生產(chǎn)工程的決策管理，必須能夠即時掌握地下采掘生產(chǎn)工程的變化情況，管理發(fā)放難以保證信息的實(shí)時性 。

傳統(tǒng)的地質(zhì)信息的表達(dá)方式是采用平面圖(地形地質(zhì)圖、底板等高線圖、地層/煤層等厚線圖等)和剖面圖(勘探線地質(zhì)剖面圖、鉆孔柱狀圖等)以及透視和軸側(cè)圖。煤礦的采掘工作就是以地質(zhì)測量工作成果為基礎(chǔ)進(jìn)行的。傳統(tǒng)的采掘設(shè)計工作圍繞煤礦采掘工程平面圖展開，采掘設(shè)計計劃要通過采掘工程平面圖反映，采掘測量成果要對采掘工程平面圖進(jìn)行填繪和補(bǔ)充。而采掘設(shè)備和采掘安全技術(shù)等工作一般在采掘工程平面圖上只能出現(xiàn)很少的內(nèi)容，絕大部分工作無法反映。煤礦采掘工程平面圖被稱為“交換圖”，是指揮管理煤礦生產(chǎn)的核心。

21世紀(jì)的最大特點(diǎn)之一就是全球市場的統(tǒng)一，市場競爭更加激烈。在這種特殊背景下，市場需求要求企業(yè)不斷地提高管理水平和生產(chǎn)效率，深化技術(shù)創(chuàng)新，以管理促生產(chǎn)，以生產(chǎn)促效率。在市場經(jīng)濟(jì)大潮的沖擊下，煤礦企業(yè)正在面臨著一場全面的革命。要立足、生存和發(fā)展，就必須改革落后的管理方式 。

煤礦采掘工程平面圖動態(tài)管理系統(tǒng)是眾多學(xué)科領(lǐng)域的交義結(jié)合，它涉及傳統(tǒng)的煤礦地質(zhì)、測量、采礦和安全等領(lǐng)域，是一個規(guī)模龐大的系統(tǒng)工程。在CAD技術(shù)、GIS技術(shù)和可視化技術(shù)高度發(fā)展的今天，將傳統(tǒng)的煤礦采掘工程管理與現(xiàn)代技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合才能真正實(shí)現(xiàn)煤礦采掘工程動態(tài)管理 。

采掘工程立面圖是指傾斜巷道的投影卻比真實(shí)巷道小，煤層傾角較大，整個圖形較大時，急傾斜煤層以正面投影為主的投影圖。從投影原理可知“水平投影真形現(xiàn)，傾斜投影形改變”。

采掘工程立面圖是指傾斜巷道的投影卻比真實(shí)巷道小，煤層傾角較大，整個圖形較大時，急傾斜煤層以正面投影為主的投影圖。從投影原理可知“水平投影真形現(xiàn)，傾斜投影形改變”。水平巷道與水平面平行，它在采掘工程平面圖中能夠反映巷道的真實(shí)長度、方向和位置。2100433B

1、帶有礦區(qū)范圍的地形地質(zhì)圖。

2、主要可采煤層底板等高線及資源儲量估算圖。

3、主要勘探線剖面圖。

4、開拓方式平面圖（生產(chǎn)礦井為采掘工程平面圖）。

5、采區(qū)巷道布置及機(jī)械配備平面圖（生產(chǎn)礦井為采礦方法標(biāo)準(zhǔn)圖）。

以上圖件按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用計算機(jī)制圖。

在主要巷道中，為了配合巷道施工，一般應(yīng)先布設(shè)30"或45"導(dǎo)線，用以指示巷道的掘進(jìn)方向。巷道每掘進(jìn)30-200m時，測量人員應(yīng)按該等級的導(dǎo)線要求進(jìn)行導(dǎo)線測量。完成外業(yè)工作后即進(jìn)行內(nèi)業(yè)計算，將計算結(jié)果展繪在采掘工程平面圖上，供有關(guān)部門了解巷道掘進(jìn)進(jìn)度、方向、坡度等，以便作出正確的決策。若測量人員填繪礦圖之后，發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)工作面接近各種采礦安全邊界，例如積水區(qū)、發(fā)火區(qū)、瓦斯突出區(qū)、采空區(qū)、巷道貫通相遇點(diǎn)以及重要采礦技術(shù)邊界等，應(yīng)立即以書面形式向礦領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)負(fù)責(zé)人報告，同時書面通知安全檢查、施工區(qū)、隊(duì)等有關(guān)部門，避免發(fā)生事故。

每當(dāng)巷道掘進(jìn)300-800m時，就應(yīng)布設(shè)基本控制導(dǎo)線，并根據(jù)基本控制導(dǎo)線成果展繪基本礦圖。這樣做，不僅可以起檢核作用，而且能保證礦圖精度，提高巷道施工的質(zhì)量。

在煤礦建設(shè)中，當(dāng)井田一翼長超過5km時，應(yīng)布設(shè)7"導(dǎo)線作為基本控制，布設(shè)30"或45"導(dǎo)線作為采區(qū)控制；當(dāng)井田一翼小于5km 時，根據(jù)礦區(qū)井田范圍大小等具體條件，可以選擇7"或15"導(dǎo)線作為基本控制，布設(shè)30"或45"導(dǎo)線作為采區(qū)控制；井田一翼長度小于1km的小煤礦，則可布設(shè)30"或45"導(dǎo)線作為基本控制，相應(yīng)的采區(qū)控制等級更低。由此可見，井下巷道平面控制測量的等級是根據(jù)井田范圍的大小來決定的。不僅如此，井下巷道測量精度還必須與工程要求相適應(yīng)，例如上述導(dǎo)線不能滿足工程要求時，應(yīng)另行選擇更高的導(dǎo)線等級，這樣才能保證井下巷道的正確施工，避免不必要的返工浪費(fèi) 。