4. 采掘工程平面图的井巷工程表达
采掘工程平面图是矿井生产中最核心的图件之一,它把三维空间中的井巷工程沿铅垂方向投影到水平面上,用一组约定符号和线条表达井筒、主要巷道、采区巷道、工作面及硐室的位置、形态和相互关系。理解这套表达方法,关键不在于记住符号本身,而在于弄清“空间对象如何被压平到一张图上”以及“压平之后靠什么信息还原空间关系”。本节围绕这一主线,说明各类井巷工程的平面投影表示方法,并给出可操作的绘制要点。
一、投影基准与图面约定
采掘工程平面图采用水平面正投影,即把巷道、井筒等工程对象沿铅垂线方向投影到水平基准面上。投影后,巷道的平面位置由坐标(x,y)确定,而高程信息(z)不能直接显示,必须通过标注来补充。因此图面上通常约定:巷道中心线用细实线或按规定线型绘制,巷道名称、坡度、标高、断面尺寸以注记形式写在巷道一侧;倾斜巷道需标注倾角或坡度,并用箭头表示倾斜方向(一般由高向低)。
需要特别强调的是参照约定的一致性。平面图中的方位通常以上方为北(或按指北针),坐标采用矿井统一平面直角坐标;高程采用矿井统一标高系统。绘制时先确定图幅范围与比例尺(常用 1:2000 或 1:5000),再按坐标展绘控制点,最后逐条绘制巷道。若中途切换参照系(例如局部放大图改用相对坐标),必须在图上明确注明,避免读图时产生方向或位置误判。
二、井筒的平面表示
井筒是连接地面与井下的垂直或倾斜通道,在平面图上表现为一个规定符号加注记。立井(竖井)通常画成带十字或圆圈的圆形符号,符号中心即井筒中心坐标;斜井则画成带箭头的线段,箭头指向井下方向,并标注倾角、长度和井口标高。井筒符号旁应注明井筒名称(如主井、副井、风井)、井口标高、井底标高及直径或净断面尺寸。
绘制井筒时要注意两点:一是井筒位置必须与坐标控制点严格对应,因为它是全矿测量与绘图的基准;二是当井筒穿过多个开采水平时,应在符号旁用文字或分层注记说明各水平马头门的位置与标高,使读图者能判断井筒与各水平巷道的连接关系。对于斜井,其平面投影长度等于实际长度乘以倾角的余弦,绘图时应按投影长度展绘,而不是直接量取实际斜长。
三、主要巷道与采区巷道
主要巷道包括井底车场、主要运输大巷、主要回风大巷、主要石门等,它们构成全矿的运输、通风和排水骨架。在平面图上,主要巷道用较粗的线型绘制,以区别于采区巷道;巷道中心线应连续、圆滑,交叉处按实际连接关系绘制,避免出现无依据的锐角折线。巷道名称、坡度(如 3‰)、支护形式可在巷道旁统一注记。
采区巷道包括采区上山、下山、区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼等,线型相对较细。绘制采区巷道时,最重要的是表达清楚“采区—区段—工作面”的层级关系:上山或下山作为采区内的倾斜通道,连接各區段平巷;区段平巷沿走向布置,两端分别与上山和边界相连;开切眼垂直于区段平巷,是工作面的起始位置。平面图上应通过线条连接和注记,让读者能沿“大巷→石门→上山→区段平巷→开切眼”的路径追踪到具体工作面。
四、工作面与硐室
回采工作面在平面图上通常用一条带箭头的粗线或矩形带表示,箭头指向推进方向,矩形带的宽度对应工作面长度,长度方向对应推进距离。工作面编号、煤层名称、采高、推进度等注记写在带的一侧。对于已采区、正在回采区和准备区,应使用不同线型或填充加以区分,使图面能反映开采的时序状态。
硐室包括井底车场硐室(如中央变电所、水泵房、水仓)、采区硐室(如绞车房、变电所、炸药库)等。平面图上硐室一般用矩形或规定轮廓符号表示,标注硐室名称、尺寸和标高。硐室与巷道的连接关系必须画清楚,尤其是水仓、泵房这类与排水系统相关的硐室,应能看出其进水方向和连接巷道。
五、绘制流程与结果判读
实际绘制可按以下顺序推进:第一步,展绘坐标控制点和井筒中心,确定全图基准;第二步,绘制井底车场和主要大巷,形成骨架;第三步,按采区逐个绘制上山、区段平巷和开切眼;第四步,补充工作面、硐室及各类注记;第五步,检查线型、连接关系和注记完整性。以图中示例为例,主井、副井位于图幅左上,井底车场连接两井并通过石门与运输大巷、回风大巷相通;采区上山自运输大巷向下延伸,分出区段运输平巷和回风平巷,开切眼位于采区边界附近,工作面沿区段平巷推进。读图时可沿这条路径核对各工程是否连通、标高是否衔接、工作面位置是否合理。
需要提醒的是,平面图只能表达水平投影关系,巷道的空间起伏、交叉处的上下关系必须依靠标高注记和剖面图配合判读。当两条巷道在平面图上交叉时,应通过标高判断其上下关系,必要时在交叉处加注“上”“下”或绘制局部剖面示意。只有把平面投影、标高注记和断面/剖面图结合起来,才能完整还原井巷工程的三维空间形态,这也是后续巷道断面图绘制的重要基础。