3. 采掘工程平面图的地物与地貌表达

采掘工程平面图虽然以井下巷道为主体,但它同时是一张“井上下对照图”。井下每一条巷道、每一个工作面,都必须能在地面上找到对应的位置,才能判断开采对地表的影响、核算保护煤柱、布置钻孔和防治水害。因此,地物与地貌要素不是可有可无的装饰,而是与巷道同等重要的图面内容。本节要解决的核心问题是:这些地表要素用什么符号画、注记写什么、画在哪个位置,以及如何把一张地形图或地面测量成果上的地物正确转绘到采掘工程平面图上。

一、地物要素的符号体系与分类

煤矿常用图例一般把地表要素分为三类:边界类(井田边界、矿区范围、采区边界)、线状地物类(河流、沟渠、道路、铁路、输电线路、管线)、点状与面状地物类(建筑物、钻孔、水体、保护煤柱)。符号的绘制遵循“比例符号、半比例符号、非比例符号”三种基本形式:河流、道路、井田边界这类有实际宽度的用比例或半比例符号;钻孔、井口、测量控制点这类尺寸很小的用非比例符号,符号中心即真实点位。

井田边界是图面上最“重”的要素之一,通常用粗点划线或带短齿的专用线型表示,并在转折处标注拐点坐标。需要特别注意的是,井田边界往往与煤层露头线、断层、河流保护线重合,此时应按“重要要素压次要要素”的原则处理,不能两条线并行画成双线,否则读图时容易误判为两条独立边界。

二、线状地物的表达与注记

河流、沟渠用蓝色双线或单线加流向箭头表示,箭头指向下游;季节性河流用虚线,并在注记中注明“季节性”。道路分铁路、公路、乡村道路三级,铁路用黑白相间的粗线,公路用双线加中间填充,乡村道路用细实线。所有线状地物都应注记名称,名称沿线的走向书写,字头朝上或朝左,避免倒字。

这里有一个容易被忽视的规则:线状地物的宽度在图上小于0.5 mm时,一律用单线表示,不按比例画双线。例如一条实际宽3 m的沟渠,在1:2000图上只有1.5 mm,可以画双线;但在1:5000图上只有0.6 mm,接近临界值,应简化为单线并加注“宽3 m”。这一规则保证了图面清晰,也避免了不同比例尺图之间的视觉混乱。

三、建筑物与钻孔的表达

建筑物用其轮廓的实线表示,并加绘阴影线或涂色区分工业建筑与民用建筑。村庄、工厂等建筑群可只画外轮廓并注记名称与层数,例如“王家村(3层)”。钻孔是采掘工程平面图上极其重要的点状要素,用带十字的小圆圈表示,孔口中心即坐标点,旁边注记孔号、孔口标高和终孔深度,格式一般为“孔号/孔口标高/孔深”,如“B-12/+85.6/420”。钻孔按用途还可分为地质孔、水文孔、瓦斯孔,可用不同填充区分,水文孔常加注“水”字。

钻孔的转绘精度要求较高。实际操作中,应先根据钻孔的X、Y坐标在图上展点,再用符号模板套绘,符号中心必须与展点重合,偏差不得大于0.2 mm。注记应放在符号右上方,避免压盖其他地物;当钻孔密集时,可引出线标注,但引出线不得穿越巷道符号。

四、保护煤柱的表达

保护煤柱是本节的重点,也是识读与转绘中最容易出错的部分。保护煤柱的范围由围护带和移动角共同确定:先在受保护对象(如河流、建筑物、井筒)外围画出围护带,再按各岩层的移动角向下推算,得到煤柱边界。图上用带斜线的封闭多边形表示煤柱范围,边界线用中实线,内部填充45°斜线,并在中心注记“××保护煤柱”。

转绘煤柱时,关键是把地面受保护对象的轮廓准确落到图上,再按本矿实测的移动角参数作图。以某矿为例,假设地表有一条宽20 m的河流需要保护,围护带宽度取15 m,冲积层移动角取45°、基岩移动角取70°,煤层埋深300 m,则煤柱边界需要按沉陷学方法逐侧推算。这类计算属于示例性说明,实际参数必须以本矿实测或经批准的“三下”开采设计为准。图上煤柱边界与巷道的关系必须清楚:巷道进入煤柱边界以内即为违规开采,读图时应重点核对。

地物要素符号与转绘关系示意(1:2000 局部) 井田边界(粗点划线,拐点注坐标) 清水河(流向→) 矿区公路 王家村(3层) B-12/+85.6/420 水-3(水文孔) 河流保护煤柱 回采巷道(不得进入煤柱) 图例与注记规则 井田边界 河流(箭头指下游) 公路(双线) 钻孔:孔号/标高/孔深 保护煤柱(45°斜线) 转绘顺序:展绘控制点 → 展绘钻孔与地物点 → 连绘线状地物 → 绘井田边界 → 按围护带与移动角作保护煤柱 → 注记校核 校核要点:符号中心与坐标点重合、注记不压盖巷道、煤柱边界与巷道无交叉

五、识读与转绘的实际操作

转绘不是“照着描”,而是有严格顺序的坐标传递过程。以一张1:2000采掘工程平面图为例,可按下述步骤操作:

  1. 建立图面控制。先在图上展绘测量控制点,作为所有地物点的定位基准。控制点用三角符号表示,注记点号与高程。
  2. 展绘点状地物。按钻孔、井口、测量点的X、Y坐标逐点展绘,用符号模板套绘,符号中心对准展点。
  3. 连绘线状地物。河流、道路按测点连线,注意保持走向和弯曲特征,宽度按比例尺换算后决定用单线还是双线。
  4. 绘井田边界。按拐点坐标连线,线型用粗点划线,拐点处注记坐标或编号。
  5. 作保护煤柱。先画受保护对象轮廓,再向外偏移围护带宽度,最后按移动角推算煤柱边界,封闭成多边形并填充斜线。
  6. 注记与校核。检查注记是否压盖巷道、符号中心是否与坐标点重合、煤柱边界与巷道是否交叉。
转绘中最常见的三类错误:一是钻孔符号中心偏离展点,导致孔位失真;二是把井田边界与煤层露头线画成两条平行线,读图时误判;三是保护煤柱只画了围护带、没有按移动角推算,煤柱范围偏小。校核时应逐项对照。

六、读图判断的要点

拿到一张采掘工程平面图,读地物要素时应带着问题看:河流下方是否有保护煤柱?煤柱边界与回采巷道是否留有安全距离?钻孔的孔口标高与终孔深度是否与所在位置的地层条件相符?建筑物下方的煤柱是否按层数、结构类型分别确定围护带宽度?这些判断都依赖符号与注记的准确识读。例如,看到“B-12/+85.6/420”,应能读出这是12号钻孔、孔口标高85.6 m、孔深420 m,进而结合煤层底板等高线判断该孔是否见煤、见煤深度是否合理。

需要强调的是,保护煤柱的移动角、围护带宽度等参数具有强烈的矿山专属性,不同矿区、不同岩性、不同煤层埋深差异很大。本节给出的数值仅为示例性说明,实际绘图必须采用本矿经批准的“三下”开采设计参数。转绘练习的目的,是让读者建立“地面对象—围护带—移动角—煤柱边界—巷道位置”这条完整的空间对应关系,而不是记住某一组数字。

练习时建议选取本矿一张已有地物要素的采掘工程平面图,遮住图例,先自行判读各符号含义,再对照图例核对;然后选取一段河流或一栋建筑物,按上述步骤重新转绘保护煤柱,最后用原图校核边界偏差。偏差控制在图上0.5 mm以内,即可认为转绘精度满足要求。