采掘工程平面图的意义与应用

【任务描述】

采掘工程平面图是采掘工程在水平面上的投影，包括矿井和采区采掘工程平面图、水平主要巷道平面图等，是指导矿井建设和安全生产不可缺少的重要图件之一。通过本课题的学习，使学生从采掘工程平面图中了解井下采掘工程的进展情况、了解煤层的赋存情况和地质构造情况，从而解决矿井建设和安全生产中的一些技术问题，并能计算和估算各种采掘工程量。

【知识学习】

一、概述

1）采掘工程平面图的概念。将开采煤层或开采分层内的采掘工程、地质情况用正投影法投射到水平面上，按一定比例绘制出的图纸称为采掘工程平面图，如图2-27b所示。

图2-27 某矿采掘工程立体示意图和平面图

a）平面投影立体示意图（局部） b）采掘工程平面图（局部）

1—主井 2—副井 3—井底车场 4—上山 5—工作面 6—区段平巷 7—工作面回风巷 8—风井

2）采掘工程平面图的内容。采掘工程平面图包含钻孔、水准点的资料，井田边界，保护煤柱边界线，煤层露头线或风氧化带，煤层底板等高线，较大断层的断煤交线，向斜、背斜的轴线；井筒、硐室、巷道（井筒、主要巷道需标注名称、导线点标高，斜井井筒、斜巷还需标注方位角及倾角）；采、掘工作面的位置，采煤区、掘进区、丢煤区、积水区、煤及瓦斯突出区域的位置和范围；建筑物、道路、河流、湖泊等地物；井田边界以外100m内相邻矿井的采掘工程、地质情况等内容。

3）采掘工程平面图的用途。认识了解本煤层、邻近煤层的地质情况以及采掘工程空间关系，及时掌握采掘进度、采掘接续现状和矿井“三量及可采期”情况，修改地质资料，进行开拓开采设计，安排矿井生产计划等。

4）采掘工程平面图的比例。其一般为1∶1000或1∶2000；巷道贯通掘进等可绘制局部1∶500等的大比例采掘工程平面图。

二、采掘工程平面图上识读巷道的方法

矿井巷道种类繁多，有井筒、井底车场、运输大巷、回风大巷、石门、暗立井、溜煤眼、上下山、区段巷道（顺槽）、开切眼、联络巷等。矿井各个巷道的方向不同、布置层位也不一致，在矿井中组成了一个纵横交错的巷道网。

在采掘工程平面图上，煤层的产状一般是用煤层底板等高线来表示的，因此辨别巷道空间的位置应注意巷道标高与煤层底板标高之间的关系。

1.竖直、倾斜、水平巷道的辨识

立井、暗立井都属于竖直巷道。图2-28表示一个圆形截面的立井图，图2-28a所示是立井的剖面图，图2-28b所示是它的平面图。图中“二号井”是立井的名称，+50.3m是井口标高，-190.5m是井底标高，箭头向里表示进风井。那么井口、井底标高的差值就是立井的深度，即

H=+50.3m-（-l190.5）m=240.8m （2-3）

在采掘工程平面图上，钻孔和立井的符号很相似，容易混淆，读图时要特别注意它们的区别。首先看钻孔的名称，如图2-29所示为常见的几种钻孔符号，图2-29a所示为见煤钻孔，图中+50.2m和-69.5m分别表示钻孔的孔口标高和见煤标高，3表示钻孔编号，2.1表示煤层厚度，单位为m，图2-29b所示为无煤钻孔，图2-29c所示为注浆钻孔；其次注意立井和井下的巷道是连接在一起的，而钻孔一般是孤立的。

图2-28 立井剖面、平面图

a）剖面图 b）平面图

图2-29 钻孔

a）见煤钻孔 b）无煤钻孔 c）注浆钻孔

斜井、暗斜井和上（下）山等巷道属于倾斜巷道。斜井在采掘工程平面图上用专用符号表示。其他巷道是否为倾斜巷道，主要视其名称和顶板高程而定：在采掘工程平面图上，注明了“轨道上（下）山、运输上（下）山”等名称的巷道为倾斜巷道；没有注明巷道名称，但注明了巷道顶板的高程数值，如果一条巷道中各点的高程数值相差较大，则可判定该巷道是倾斜巷道。

平硐、石门、运输大巷、回风大巷等属于水平巷道。平硐在采掘工程平面图上也用专用符号表示。所谓水平巷道，并不是绝对水平的，需要有一定的排水坡度，一般为3‰～5‰。某巷道是否为水平巷道，也要视其名称和顶板高程而定，如果一条巷道中两个导线点的高程数值相差很小，也可判定该巷道为水平巷道。

2.煤巷、岩巷和半煤岩巷的辨别

煤巷是指在煤层中掘进，巷道断面中煤的面积占巷道断面积4/5及以上的巷道，如煤层中的采区上（下）山、区段平巷、开切眼等。当煤层的自燃发火期较长、大巷服务年限比较短时，运输大巷、总回风巷等也可设置在煤层中。

岩巷是指在煤层顶板或底板岩层中掘进的巷道，或在煤层中掘进、巷道断面中岩石的面积占巷道断面积4/5及以上的巷道。这类巷道多为矿井的开拓巷道，如立井、斜井、平硐、井底车场、主要石门、水平运输大巷、回风大巷等服务年限较长的主要巷道。一些为厚煤层或煤层群分组开采服务的采区上（下）山或区段集中运输平巷等，有时也可设置在岩层中。

半煤岩巷是指在煤层中掘进，巷道断面中煤的面积占巷道断面积1/5～4/5的巷道。这类巷道多为开采薄煤层或较薄的中厚煤层，采区上（下）山、区段平巷等在煤层中掘进，煤层厚度达不到巷道运输、通风及安全需要的巷道高度要求时，视情况进行挑顶或卧底掘进的巷道。

在采掘工程平面图上，一般可根据巷道名称来辨别巷道是岩巷还是煤巷。在多数情况下，可根据巷道高程和煤层底板高程、巷道高度和煤层厚度之间的关系来辨别。在同一点上，若巷道高程和煤层底板高程大致相同，则说明巷道是在煤层中掘进的，煤层厚度大于巷道高度为煤巷，煤层厚度小于巷道高度为半煤岩巷；在同一点上，若巷道高程和煤层底板高程相差较大，且高程差大于煤层厚度时，则说明该巷道是岩巷。

图2-30a所示为巷道立体示意图，图2-30b所示为其相对应的采掘工程平面图，在图中绘制了煤层底板等高线和巷道，并给出了巷道各关键点的标高。如图2-30b所示，在标高-240m水平开掘一条巷道ABCD，CD段巷道和煤层走向一致，其巷道标高和煤层底板等高线的标高大致相等，由此可以判断该巷道是沿煤层走向开掘的煤层平巷；DE段巷道从E点标高（-240.7m）和l230m等高线看，DE段巷道为从煤层到底板岩层的一段石门；BC段巷道因B点到C点巷道标高相差甚微，可见是一段平巷，从B点标高（-240.1m）和相同点-250m煤层底板等高线标高看，BC段巷道为从顶板岩层到煤层的一段石门；同理，AB段巷道是在煤层顶板岩层中掘进的与煤层走向一致的岩石平巷。

图2-30 巷道在煤岩层中的位置

a）巷道立体示意图 b）对应的采掘工程平面图

三、采掘工程平面图的识读(www.xing528.com)

识读采掘工程平面图要求搞清楚两个问题：一是从煤层底板等高线、地质要素来分析煤层产状、地质构造；二是从巷道标高识别各种巷道的空间位置。

1.采掘工程平面图的识读顺序

1）看清图名、坐标、方位、比例尺。

2）看清井田边界、井田范围。

3）根据煤层底板等高线和地质要素搞清楚煤层的大致产状以及主要地质构造。

4）按从井口位置到井底车场，经石门、主要水平运输大巷到采区巷道的顺序识读矿井开拓开采的巷道布置和采掘情况。

5）把平面图与剖面图对照起来识读。

2.采掘工程平面图识读举例

按范围的不同，采掘工程平面图分为三种：矿井煤层采掘工程平面图、采区煤层采掘工程平面图、回采工作面采掘工程平面图。

（1）识读矿井煤层采掘工程平面图

【例2-2】 图2-31所示为某矿某煤层采掘工程平面图（局部），箭头标出了指北方向，比例尺为1∶5000。

图2-31 某矿某煤层采掘工程平面图（局部）

1—主井 2—副井 3—井底车场 4—水平运输大巷 5—采区下部车场 6—行人进风斜巷 7—轨道上山 8—运输上山 9—区段运输平巷 10—区段回风平巷 11—中部车场 12—采区回风石门 13—总回风大巷 14—总回风石门 15—回风井 16—采区煤仓 17—绞车房 18—开切眼

其煤层赋存及地质构造情况如下：井田内煤层赋存较稳定，走向大致为北东75°，煤层平均倾角13°，平均厚度2.2m，中间有0.1～0.15m的夹矸；地质构造简单，在井田中部有一正断层F₁，断层落差2.5m，井田以断层为界划分为两个采区。

该矿井采用了立井多水平分区式开拓，图2-31中仅表示出矿井一个生产水平（-300m水平）两个采区范围内的采掘情况。主井井口标高为50.2m，井底标高为-320.8m，井筒深度为371m；在-300m水平掘进井底车场，从煤层底板等高线可以分析出，井底车场位于煤层底板岩层中；在大致沿煤层走向方向掘进-300m水平主要运输大巷。矿井通风方式为中央边界式，在-50m水平井田上部边界开掘总回风大巷，两个采区共用一个风井。总回风大巷位于煤层底板岩石中，以采区回风石门与采区相连。

自-300m水平主要运输大巷掘进采区下部车场及车场绕道和斜巷进入煤层，然后沿煤层掘进采区轨道上山和采区运输上山。采区下部车场采用顶板绕道式，中部车场采用顶板绕道式，采区车场掘进形成后沿煤层走向掘进区段运输平巷和区段回风平巷，这两条巷道掘至采区边界处，沿煤层倾斜方向掘进开切眼使两条巷道贯通后，即形成回采工作面。

（2）识读回采工作面采掘工程平面图

【例2-3】 如图2-32所示为某回采工作面采掘工程平面图（局部），比例尺为1∶2000。从图中可以看出，煤层赋存稳定，构造简单，有一小断层F₁，煤层平均厚度2.2m，煤层倾角为18°～20°，图中注明了巷道各特征点底板标高及某年2月、3月的回采位置等。

图2-32 某工作面采掘工程平面图

1—轨道上山 2—运输上山 3—工作面回风巷 4—工作面运输巷 5—辅助运输巷

【任务考评】

本课题考评表见表2-3。

表2-3 任务考评表

【思考与练习】

1.采掘工程平面图包含的内容有哪些？

2.怎样识读采掘工程平面图？

3.图2-33所示为某煤层的底板等高线图，沿60m水平设计水平巷道ABCDEF，试说明该巷道是在煤层内开掘、还是在顶板或底板岩层内开掘。

图2-33 巷道的位置

4.利用Auto CAD软件绘制如图2-34所示的采区采掘工程平面图。

图2-34 采区采掘工程平面图

1—工作面回风巷 2—工作面运输巷 3—辅助运输巷 4—轨道上山 5—运输上山 6—大巷装车站