立面圖在開采急傾斜煤層中的應(yīng)用

【摘要】平面圖在開采急傾斜煤層中的不適用性。通過立面圖與平面圖的立體關(guān)系分析，確定巷道的長度、坡度及測點坐標(biāo)在兩圖上的對應(yīng)公式，為繪制立面圖提供方便。

【關(guān)鍵詞】立面圖；平面圖；對應(yīng)關(guān)系；特點；填圖

開采急傾斜煤層時，由于煤層傾角較大，各種巷道和采區(qū)在平面圖上的變形較大，有的甚至?xí)丿B，這時，平面圖已無法明白無誤地反映巷道之間的關(guān)系，閱讀和使用均極為不便。因此，開采這類煤層時，除繪制采掘工程平面圖外，還應(yīng)加繪立面投影圖。

《生產(chǎn)礦井儲量管理規(guī)程》上也規(guī)定：煤層傾角大于60°時，應(yīng)在立面投影圖或立面展開圖上計算儲量。

1.立面圖的基本特點

1.1煤層底板等高線。在立面圖上，煤層地板等高線表現(xiàn)為一組等間距的水平線。其間距由立面圖比例及等高距決定，與煤層傾角無關(guān)。

1.2立面圖上所反映的巷道長度、傾角與真實值的關(guān)系。如圖1，立面M與水平面N相交于OW，任意巷道AB交面M于B，交面N于A，AB在面M上的投影為CB，在面N上的投影為AD。令巷道AB的真傾角中為β，巷道AB的水平投影線AD與立面的水平投影線OW之間的夾角為γ，巷道AB的實際長度AB=ι，則：

① 巷道AB在立面M上的投影長度ι2：

② 巷道AB在立面M上所反映的傾角α：

③巷道AB在立面M上所反映的高差△h'：

于是，立面圖上所反映的巷道長度，傾角均通過該巷道的水平投影線與立面的水平投影線之間的夾角γ與真實值聯(lián)系起來。

2.坐標(biāo)填圖

這樣，便可以根據(jù)公式（4）、公式（5），將已知點的平面直角坐標(biāo)（X。、Y。）及高程ZO，通過立面的水平投影線的方位角δ，換算成立面圖上坐標(biāo)系OWZ中的立面坐標(biāo)（W、Z），從而，在立面圖上填繪相應(yīng)的點。

3.根據(jù)采掘工程平面圖繪制立面圖

某回采工作面平面圖如4所示，巷道AB為開切眼，AC、BD為上、下平巷。從上述平面圖可以得出：煤層走向為75°，傾角68°；巷道AB斜長87.34米，傾角34°55′，方位55°；A、B二點平面直角坐標(biāo)及高程為A（50、120、150），B（92、178、200）。根據(jù)平面圖繪制立面圖的步驟：①確定立面位置，令立面水平投影線OW平行于煤層走向δ=75°。②畫出立面坐標(biāo)系OWZ及煤層底板等高線。③根據(jù)公式（4）、公式（5）計算立面坐標(biāo)。

對于A點：

對于B點：

④填繪圖。由于平巷AC、BC沿煤層走向布置，故在立面圖上反映等長度。見圖5

⑤根據(jù)立面圖求巷道AB的幾何要素。根據(jù)圖5直接量得：巷道AB的立面長度ι2=83.5米，立面傾角α=36°30′。根據(jù)公式（1）和公式（2），求巷道AB的實長ι和真傾角β，必須先算出巷道AB的水平投影線與立面的水平投影線的夾角γ。根據(jù)平面圖，γ=75°-55°=20°

顯然，不能單獨根據(jù)立面圖推算出某一巷道的實際長度、真傾角及方位。這也說明礦井在繪制立面圖時為何還要繪制平面圖的道理。

4.立面圖在落雁山煤礦的使用

湖北長陽落雁山煤礦是一個核定生產(chǎn)能力15萬噸/年的礦井，現(xiàn)實際生產(chǎn)能力8萬噸/年左右。急傾斜煤層，其中南翼煤層傾角60°～ 80°，平均68°。礦井采用斜坡采煤法。多年來，一直使用平面圖，因巷道在圖上顯得過于擁擠，采掘情況很難清晰地在圖上反映出來。今年以來，該礦開始在平面圖的基礎(chǔ)上嘗試?yán)L制立面圖，結(jié)果，各巷道的關(guān)系在圖上變得清晰了，使用起來極為方便。

下面以南翼IV采區(qū)為例說明立面圖的繪制方法：該采區(qū)煤層走向101°20′，傾角70°，沿煤層走向剖面，δ=101°20′，立面圖選用與平面圖相同的比例M1：1000。（1）按比例作高程線，并注上高程數(shù)據(jù)。（2）畫一直線與高程線平行的剖面投影線，將其作為W軸，并按比例劃等份，注上坐標(biāo)數(shù)據(jù)。（3）填繪圖：①對于經(jīng)緯儀測量結(jié)果，可先將平面坐標(biāo)換算成立面圖坐標(biāo)，然后填圖。根據(jù)公式（4）：

為簡化計算，將立面坐標(biāo)原點向右平移36108472.78米，則：

5.束語

本文介紹的立面圖繪制方法，最計算較繁瑣，但成圖精度高，能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)，且由于不依賴平面圖而獨立成圖，可與平面圖對照，相互檢查，特別適合于電算化普遍使用的今天，亦可編程由電腦繪圖，實現(xiàn)繪圖自動化。