矿山工程图绘制基础知识.ppt 78页

'<<计算机应用基础（采矿工程）>>张凤岩安全工程学院 课程性质、目的与教学要求本课程是一门专业选修课，总学时40，学分2.5。该课程的主要教学内容是在介绍矿图的基础上，主要讲解AutoCAD应用基础。本课程的目：使学生获得利用计算机绘图平台解决课程设计和工程现场的绘图设计的能力，掌握CAD在采矿工程中的应用，能够结合专业课程及毕业设计中的实际问题绘制常用的矿山工程图纸。 第一节绘图基本知识以采区平面图为例 矿图绘图基础知识：1、矿图1）定义：反映矿井地质条件和井下采掘工程活动情况的煤矿生产建设图的总称。2）矿图的作用及特点2、绘图基础知识：1）采矿专业知识背景2）绘制图纸的基础知识(手绘或计算机绘图)3）AUTOcad简介 采矿设计的基础知识1、煤田：在地质历史发展过程中，同一地质时期形成并大致连续发育的含煤岩系分布区。2、矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。3、井田：划分给—个矿井(或露天矿)开采的那一部分煤田。4、井田范围：是指井田沿煤层走向的长度和倾向的水平投影宽度。5、矿井生产能力：指矿井的设计生产能力、以万t／a(或Mt／a，1Mt／a＝100万／a） 矿井设计服务年限(2005/2004)矿井设计生产能力(Mt／a)矿井设计服务年限(a)第一开采水平设计服务年限(a)煤层倾角＜25°煤层倾角25°～45°煤层倾角＞45°6．0及以上70/8035/40----3．0～5．060/7030/35----1．2～2．450/6025/3020/2515/200．45～0．940/5020/2515/2015/15 7、煤矿地下开采，也称井工开采。它需要开凿一系列井巷(包括岩巷和煤巷)进入地下煤层，才能进行采煤。8、采煤工艺按照一定顺序完成回采工作各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。9、采煤系统：采煤巷道之间在时间上的配合以及在空间上的相互位置关系，称为采煤巷道布置系统。也即为采煤系统。10、采煤方法：是采煤工艺与采煤系统在时间上、空间上相互配合的总称。 矿井生产系统示意图 1.矿井巷道的开掘顺序首先自地面开凿主井1、副井2进入地下；当井简开凿到第一阶段下部边界开采水平标高时，即开凿井底车场3、主要运输石门4，然后向井田两翼掘进开采水平阶段运输大巷5；直到采区运输石门位置后，由运输大巷5开掘采区运输石门9通达煤层；到达预定位置后，开掘采区下部车场底板绕道10、采区下部材料车场11；然后、沿煤层自下而上掘进采区运输上山14和轨道上山15。与此同时自风井6、回风石门7，开掘回风人巷8；向煤层开掘采区回风石门17、采区上部车场18、绞车房16；与采区运输上山14及轨道上山15联通。当形成通风回路后，即可自采区上山向采区两冀掘进第一区段的区段运输乎巷20、区段回风平巷23、下区段回风平巷21，当这些巷道掘到采区边界后，即可掘进开切眼24形成采煤工作面。安装好机电设备和进行必需的准备工作后，即可开始采煤。采煤工作面25向采区上山后退回采，与此同时需要适时地开掘第二区段的区段运输平巷和开切眼，保证采煤工作面正常接替。 2.矿井主要生产系统如下：运煤系统通风系统运料排矸系统排水系统 从回来工作面25采下的煤，经区段运输平巷20．采区运输上山14，到采区煤仓12，在采区下部车场10内装车，经开采水平运输大巷5，主要运输石门4，运到并底车场3，内主井1提升到地面。运煤系统 新鲜风流从地面经副井2进入井下，经井底车场3、主要运输石门4、运输大巷5、采区下部材料车场11、采区轨道上山15、区段运输平巷20进入回来工作面25。清洗工作面后，污风经区段回风平巷23、采区回风石门17、回风大巷8、回风石门7，从风井6排出井外。通风系统 上图所示的巷道系统，按其作用和服务的范围不同，可把矿山井巷分为开拓巷道、准备巷道和回采巷道三种类型。开拓巷道的作用在于形成新的或扩展原有的阶段或开采水平。准备巷道的作用在于准备新的采区。回采巷道的作用在于切割出新的采煤工作面并进行生产。 一般说来，为全矿井、若干个水平或若干采区服务的巷道，如井筒、井底车场、主要石门、运输大巷和回风大巷(或总回风道)、主要风井，称为开拓巷道。开拓巷道是从地面到采区的通路．这些通路在-个较长时期内为全矿井或阶段服务，服务年限一船在10一30a以上。为整个采区或数个区段服务的巷道，如采区上下山、采区车场、采区硐室称为准备巷道。准备巷道是在采区范围内从已开掘好的开拓巷道起到达区段的通路。这些通路在一定时期内为全采区服务，服务年限一般在3-5a以上。仅为采煤工作面生产服务的巷道，如区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼(形成韧始采场的巷道)叫做回采巷道。回采巷道服务年限较短，一股在0.5-1.0a左右。 采矿工程毕业设计是采矿工程专业学习的最后一个教学环节。学生通过毕业设计，使学生对所学的基础理论知识和专业理论知识进行一次系统地总结，并结合实际条件加以综合运用，以巩固和扩大所学的知识，巩固和发展学生的运算和绘图的工程技能，培养和提高学生分析和解决实际问题的能力和素质，丰富学生的生产实际知识。在毕业设计中，通过对某一理论或生产实际问题的深入分析研究，培养、锻炼和提高学生的科技论文写作能力和科研能力。毕业设计任务（矿井初步设计） 毕业设计分一般部分和专题部分一般部分是按实习矿井的地质条件，完成一个矿井的初步设计主要内容，毕业设计一般部分必须按照毕业设计大纲的要求进行，完成大纲规定的全部工作量。设计中必须贯彻党和政府的规定，遵守国家颁布的《煤矿安全规程》以及其他有关的规范、规定、决议和技术政策。 毕业设计中要因地制宜地采用现代采矿新技术，尽可能地简化生产系统、缩短建井工期和减少初期工程量，提高采掘工作面单产和单进，尽可能地提高劳动生产率、降低原材料消耗，以期获得较好的技术经济指标，实现矿井高产高效，尽可能地提高煤炭资源采出率。毕业设计成果包括一份说明书和图纸: 设计内容章节目录示例如下：1矿井概况及井田地质特征1.1矿井概况1.2井田地质特征1.3煤层特征2井田境界及储量2.1井田境界2.2井田工业储量2.3井田可采储量3矿井工作制度和设计生产能力3.1矿井工作制度3.2矿井设计生产能力及服务年限4井田开拓4.1井田开拓的基本问题4.2矿井基本巷道5采区巷道布置5.1采区煤层地质特性5.2采区巷道布置及生产系统5.3采区车场形式选择5.4采区采掘接替计划6井筒延深方案7矿井及首采区主要技术经济指标表 1．矿井开拓平面图：比例1：5000~1：10000，图中要求有主采煤层底板等高线，座标网，指北方向，矿井边界，地质构造，矿井生产初期开拓工程，矿井生产后期开拓工程，工业场地保护煤柱线，矿井开拓剖面图剖面位置线，开采水平、采区或带区(分带)边界线，首采区或带区简化的巷道布置，达到设计产量时回采工作面位置，其他采区上下山开掘位置，图题栏，井巷标号及名称等。2．矿井开拓剖面图：比例为1：5000~2000。3．采区或带区巷道布置平面图：比例为1：2000，图中要求有采区范围内的煤层底板等高线，座标网，指北方向，采区边界，地质构造，采区内主要准备巷道和硐室，正在生产的工作面及回采巷道，为接替工作面掘进的巷道，工作面停采线，区段或分带的划分线，与采区准备巷道相连接的一部分开拓巷道，相应地点配备的采掘、运输及通风设备，采区生产系统，图题栏，井巷标号及名称等。 4．采区或带区巷道布置剖面图：比例为1：2000或1：10005．采煤方法图：比例为1：50，图中要求有工作面层面图，最大与最小控顶距剖面图，加强支护段两巷剖面图，正规作业循环图，劳动组织表，主要技术经济指标表，工作面设备标号及名称，图题栏等。毕业设计图纸应满足以下要求：（1）正确反映设计的内容和意图；（2）设计符合《采矿制图标准》的各项要求；（3）图面布置整齐、均匀、清洁、美观；（4）线条清楚，尺寸准确，比例标准；（5）字体工整。毕业设计图纸采用铅笔或计算机绘制。 一、图纸幅面尺寸（GB/T14689-2008）基本幅面：A0、A1、A2、A3、A4加长幅面：基本幅面的短边乘整数倍图框格式：不留装订线e和留有装订线a幅面代号A0A1A2A3A4尺寸（B×L）841×1189594×841420×594297×420210×297e2010c105a25 第一节绘图基本知识以采区平面图为例 二、字符及字母字符及字母应符合规定：长仿宋体、计量单位和字母应采用国家正式公布的符号或中文名称三、图线宽度b：0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4和2mm图线宽度分为粗、细两种：细线宽度约为b/3 四、比例尺在同一幅中，各个视图应采用相同的比例尺，并标注在标题栏中的比例栏中；特殊情况必须在各视图中标注。图名比例尺井田区域地形图1：2000或1：5000矿井开拓平面图1：10000或1：5000矿井开拓剖面图1：2000或1：5000工业广场平面图1：500或1：1000井底车场平面图1：200或1：500采掘工程平面图1：1000或1：2000主要巷道平面图1：1000或1：2000井上下对照图1：2000或1：5000井筒（包括立井和主斜井）断面图1：200或1：500井巷施工图1:200、1：100、1：50 五、标题栏每张图纸上必须画出标题栏，标题栏的位置应位于图纸的右下角。标题栏格式：设计单位和毕业设计 六、坐标系统地理坐标系：地面上一点的位置用经度、纬度表示，该点的经纬度称为该点的地理坐标。平面直角坐标：坐标系的纵轴x与地球子午线方向一致，表示南北方向，坐标的横轴y表示东西方向。 六、坐标系统高程：地面任一点至水准面的垂直距离称为该点的高程。相对高程和绝对高程：HA、HB-绝对高程；Hc-相对高程 方位角由标准方向的北端顺时针方向到某条直线所夹的水平角，称为该直线的方位角。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ-象限；-方位角；-象限角象限角：由直线起点的标准方向北端或南端起，沿顺时针或逆时针方向至该线所夹的锐角称为象限角。象限角的取值范围为 七、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：对角线上各交点应在一条直线上；每个小方格的边长误差不得超过0.2mm；图框边长和对角线边长与理论值之差不得超过0.3mm；方格网线宽度不超过0.1mm。 一、手工绘图图板、丁字尺、三角板、圆规和分规、曲线板、铅笔等第二节绘图仪器 计算机辅助绘制计算机辅助绘制矿图实质上就是根据矿图绘制的具体要求，借助于计算机数据库及绘图软件的支持，研制出专门的矿图绘制系统，来完成矿图的自动绘制过程。 图形数据的采集与输入已有的图件资料可通过扫描仪或数字化仪采集，并输入主机。图形数据的组织与处理根据矿图绘制的特点和要求，可将现有图例形成图例库，将巷道、硐室、井筒等矿图基本图素形成图素库，以便于用图素拼接法成图，简化绘图方法，加快成图速度。 图形的生成与编辑一是在AUTOCAD环境下成图；二是直接使用AUTOCAD的内部语言或外部高级语言编程并生成图形。 AutoCAD是Autodesk公司的产品。AutoCAD作为CAD工业的旗舰产品和工业标准，一直以其独特的优势而为全球的设计工程师所采用。CAD的含义(ComputerAidedDesign)CAD并不是指一个CAD软件，而泛指一种使用计算机进行辅助设计的技术。 AutoCAD的基本功能AutoCAD自1982年问世以来，已经经历了十余次升级，其每一次升级，在功能上都得到了逐步增强，且日趋完善。也正因为AutoCAD具有强大的辅助绘图功能，因此，它已成为工程设计领域中应用最为广泛的计算机辅助绘图与设计软件之一。绘制与编辑图形标注图形尺寸输出与打印图形 绘制与编辑图形AutoCAD的“绘图”菜单中包含有丰富的绘图命令，使用它们可以绘制直线、圆及圆弧、点、矩形、样条曲线、多线、多段线等基本图形，借助于“修改”菜单中的修改命令，可以精确绘制出各类采矿二维图形，功能全面，满足采矿专业制图要求。图1-1夹矸工作面开采示意图 图1-2区段运输平巷超前支护范围的巷道断面图（找出错误）标注图形尺寸尺寸标注是向图形中添加测量注释的过程，是整个绘图过程中不可缺少的一步。AutoCAD的“标注”菜单中包含了一套完整的尺寸标注和编辑命令，使用它们可以在图形的各个方向上创建各种类型的标注，也可以方便、快速地以一定格式创建符合行业或项目标准的标注。 标注图形尺寸标注显示了对象的测量值，对象之间的距离、角度，或者特征与指定原点的距离。在AutoCAD中提供了线性、半径和角度3种基本的标注类型，可以进行水平、垂直、对齐、旋转、坐标、基线或连续等标注。此外，还可以进行引线标注、公差标注，以及自定义粗糙度标注。标注的对象可以是二维图形或三维图形。 输出与打印图形AutoCAD不仅允许将所绘图形以不同样式通过绘图仪或打印机输出，还能够将不同格式的图形导入AutoCAD或将AutoCAD图形以其他格式输出。因此，当图形绘制完成之后可以使用多种方法将其输出。例如，可以将图形打印在图纸上，或创建成文件以供其他应用程序使用。 1.2AutoCAD2007的经典界面组成中文版AutoCAD2007为用户提供了“AutoCAD经典”和“三维建模”两种工作空间模式。对于习惯于AutoCAD传统界面用户来说，可以采用“AutoCAD经典”工作空间。主要由菜单栏、工具栏、绘图窗口、文本窗口与命令行、状态行等元素组成。标题栏菜单栏与快捷菜单工具栏绘图窗口命令行与文本窗口状态行 AutoCAD2007的经典界面组成 标题栏标题栏位于应用程序窗口的最上面，用于显示当前正在运行的程序名及文件名等信息，如果是AutoCAD默认的图形文件，其名称为DrawingN.dwg(N是数字)。单击标题栏右端的按钮，可以最小化、最大化或关闭应用程序窗口。标题栏最左边是应用程序的小图标，单击它将会弹出一个AutoCAD窗口控制下拉菜单，可以执行最小化或最大化窗口、恢复窗口、移动窗口、关闭AutoCAD等操作。 菜单栏与快捷菜单中文版AutoCAD2007的菜单栏由“文件”、“编辑”、“视图”等菜单组成，几乎包括了AutoCAD中全部的功能和命令。快捷菜单又称为上下文相关菜单。在绘图区域、工具栏、状态行、模型与布局选项卡以及一些对话框上右击时，将弹出一个快捷菜单，该菜单中的命令与AutoCAD当前状态相关。使用它们可以在不启动菜单栏的情况下快速、高效地完成某些操作。 工具栏工具栏是应用程序调用命令的另一种方式，它包含许多由图标表示的命令按钮。在AutoCAD中，系统共提供了二十多个已命名的工具栏。默认情况下，“标准”、“属性”、“绘图”和“修改”等工具栏处于打开状态。如果要显示当前隐藏的工具栏，可在任意工具栏上右击，此时将弹出一个快捷菜单，通过选择命令可以显示或关闭相应的工具栏。 绘图窗口在AutoCAD中，绘图窗口是用户绘图的工作区域，所有的绘图结果都反映在这个窗口中。可以根据需要关闭其周围和里面的各个工具栏，以增大绘图空间。如果图纸比较大，需要查看未显示部分时，可以单击窗口右边与下边滚动条上的箭头，或拖动滚动条上的滑块来移动图纸。在绘图窗口中除了显示当前的绘图结果外，还显示了当前使用的坐标系类型以及坐标原点、X轴、Y轴、Z轴的方向等。默认情况下，坐标系为世界坐标系(WCS)。绘图窗口的下方有“模型”和“布局”选项卡，单击其标签可以在模型空间或图纸空间之间来回切换。 命令行与文本窗口“命令行”窗口位于绘图窗口的底部，用于接收用户输入的命令，并显示AutoCAD提示信息。在AutoCAD2007中，“命令行”窗口可以拖放为浮动窗口。“AutoCAD文本窗口”是记录AutoCAD命令的窗口，是放大的“命令行”窗口，它记录了已执行的命令，也可以用来输入新命令。在AutoCAD2007中，可以选择“视图”|“显示”|“文本窗口”命令、执行TEXTSCR命令或按F2键来打开AutoCAD文本窗口，它记录了对文档进行的所有操作。 状态行状态行用来显示AutoCAD当前的状态，如当前光标的坐标、命令和按钮的说明等。在绘图窗口中移动光标时，状态行的“坐标”区将动态地显示当前坐标值。坐标显示取决于所选择的模式和程序中运行的命令，共有“相对”、“绝对”和“无”3种模式。状态行中还包括如“捕捉”、“栅格”、“正交”、“极轴”、“对象捕捉”、“对象追踪”、DUCS、DYN、“线宽”、“模型”(或“图纸”)10个功能按钮。 1.3图形文件管理在AutoCAD2007中，图形文件管理包括创建新的图形文件、打开已有的图形文件、关闭图形文件以及保存图形文件等操作。创建新图形文件打开图形文件保存图形文件关闭图形文件 创建新图形文件选择“文件”|“新建”命令(NEW)，或在“标准”工具栏中单击“新建”按钮，可以创建新图形文件，此时将打开“选择样板”对话框。在“选择样板”对话框中，可以在“名称”列表框中选中某一样板文件，这时在其右面的“预览”框中将显示出该样板的预览图像。单击“打开”按钮，可以以选中的样板文件为样板创建新图形。 打开图形文件选择“文件”|“打开”命令(OPEN)，或在“标准”工具栏中单击“打开”按钮，可以打开已有的图形文件，此时将打开“选择文件”对话框。选择需要打开的图形文件，在右面的“预览”框中将显示出该图形的预览图像。默认情况下，打开的图形文件的格式为.dwg。在AutoCAD中，可以以“打开”、“以只读方式打开”、“局部打开”和“以只读方式局部打开”4种方式打开图形文件。当以“打开”、“局部打开”方式打开图形时，可以对打开的图形进行编辑，如果以“以只读方式打开”、“以只读方式局部打开”方式打开图形时，则无法对打开的图形进行编辑。如果选择以“局部打开”、“以只读方式局部打开”打开图形，这时将打开“局部打开”对话框。可以在“要加载几何图形的视图”选项组中选择要打开的视图，在“要加载几何图形的图层”选项组中选择要打开的图层，然后单击“打开”按钮，即可在视图中打开选中图层上的对象。 图1-4图形打开界面 保存图形文件在AutoCAD中，可以使用多种方式将所绘图形以文件形式存入磁盘。例如，可以选择“文件”|“保存”命令(QSAVE)，或在“标准”工具栏中单击“保存”按钮，以当前使用的文件名保存图形；也可以选择“文件”|“另存为”命令(SAVEAS)，将当前图形以新的名称保存。在第一次保存创建的图形时，系统将打开“图形另存为”对话框。默认情况下，文件以“AutoCAD2004图形(*.dwg)”格式保存，也可以在“文件类型”下拉列表框中选择其他格式，如AutoCAD2000/LT2000图形(*.dwg)、AutoCAD图形标准(*.dws)等格式。 关闭图形文件选择“文件”|“关闭”命令(CLOSE)，或在绘图窗口中单击“关闭”按钮，可以关闭当前图形文件。如果当前图形没有存盘，系统将弹出AutoCAD警告对话框，询问是否保存文件。此时，单击“是(Y)”按钮或直接按Enter键，可以保存当前图形文件并将其关闭；单击“否(N)”按钮，可以关闭当前图形文件但不存盘；单击“取消”按钮，取消关闭当前图形文件操作，即不保存也不关闭。如果当前所编辑的图形文件没有命名，那么单击“是(Y)”按钮后，AutoCAD会打开“图形另存为”对话框，要求用户确定图形文件存放的位置和名称。 使用鼠标操作执行命令在绘图窗口，光标通常显示为“十”字线形式。当光标移至菜单选项、工具或对话框内时，它会变成一个箭头。无论光标是“十”字线形式还是箭头形式，当单击或者按动鼠标键时，都会执行相应的命令或动作。在AutoCAD中，鼠标键是按照下述规则定义的。拾取键：通常指鼠标左键，用于指定屏幕上的点，也可以用来选择Windows对象、AutoCAD对象、工具栏按钮和菜单命令等。回车键：指鼠标右键，相当于Enter键，用于结束当前使用的命令，此时系统将根据当前绘图状态而弹出不同的快捷菜单。弹出菜单：当使用Shift键和鼠标右键的组合时，系统将弹出一个快捷菜单，用于设置捕捉点的方法。对于3键鼠标，弹出按钮通常是鼠标的中间按钮。 演练:直线的绘制直线是各种绘图中最常用、最简单的一类图形对象，只要指定了起点和终点即可绘制一条直线，是绘制采矿二维图形的基本要素，是必须掌握的知识内容。1命令使用1.1命令调用方式◆下拉菜单：【绘图】→【直线】◆工具栏：【绘图】→直线按钮◆命令行：Line（L）快捷形式：L1.2操作步骤简图绘制演示教学 1单体液压支柱断面绘制 考试实例1梯形巷道断面绘制 第三节投影概述及方法 中心投影平行投影斜投影正投影 正投影的基本特性图1-21点的正投影直线投影平面投影 所谓标高投影，就是采用大地水准面（或假定水准面）作为投影面，然后将物体垂直投影于该投影面上，并将物体各点的高程值（标高）标注于各点的投影旁边，用以说明各点高于或低于大地水准面（或假定水准面）的数值，形成的平面图。可见标高投影图就是注明有标高数字的正投影图。矿山工程图通常采用标高投影图。标高投影 点的标高投影 直线的标高投影可以用直线上两点的标高投影的连线表示，也可用直线上一点与标明该直线倾角（或斜率）的射线表示。 两直线平行 两直线相交 两直线交错 平面标高投影 走向线倾斜线倾向线平面的三要素倾角 两平面平行空间两平面的等高线相互平行、倾向相同、倾角相等则它们彼此平行 倾向相反的两平面相交等高线平行，但倾向方位角a1、a2相差180o，即倾向相反 倾向相同的两平面相交两平面的等高线平行，倾向相同，但倾角不等。 在平面标高投影图上，两平面的等高线相交 直线位于平面内、直线与平面平行 若直线既不在平面内又不与平面平行，则直线与平面相交。 曲面的标高投影采用曲面上等高线的投影来表示。 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