1、第六章 煤矿测绘资料与地质测量信息系统 第一节 基本要求 一、矿井测绘资料的种类和要求煤矿测绘资料按内容和表示方法的不同可分为煤矿测量图、测量原始资料和测量成果计算资料三大类。测绘资料是否完整、齐全和准确，是衡量和考核一个煤矿企业煤矿测量技术和管理水平的重要指标。,各种测绘资料都应按档案化管理要求，做到测绘资料分类集中，分门别类装订成册，按类别编号登记入柜(铁柜)，建卡立账，有目录，有索引，切实做到查找方便，易于管理。各矿山应设置和建立测绘资料档案室，负责统筹、协调、组织管理全部测绘档案与测绘资料，建立完善的使用、保管和保密制度。,矿井、露天矿报废时，应将主要的测绘资料连同目录和说明完整地上交
2、上级煤炭主管部门。上交的资料必须包括煤矿测量规程规定的基本矿图和测量成果计算等，其他要求由各局(矿)自行确定。各矿井、露天矿在新建、恢复、生产、扩建各个阶段，均应绘制完整的矿图，整理出系统的测绘资料，并随着实际情况的变化，及时加以修改、补充和填绘。各种矿图应按照煤矿地质测量图例绘制，地形图部分按照国家测绘总局颁发的有关图式规范绘制。,二 测量原始资料与成果计算资料的内容与要求 (一) 煤矿测量原始资料煤矿测量原始资料是指矿井、露天矿地面和井下(采场内)各种测量工作的野外观测、标定和检查记录或成果，是形成各种测绘产品和文件的最原始的信息资料。,1. 矿井测量原始资料 (1)地面三角测量、导线测量
3、、高程测量、光电测距和地 形测量记录簿； (2) 近井点及井上下联系测量(包括陀螺定向测量)记录簿； (3) 井筒十字中线及提升设备等的标定和检查记录簿； (4) 井下经纬仪导线及水准测量记录簿； (5) 井下采区测量和井巷工程标定记录簿； (6) 重要贯通工程测量记录簿； (7) 回采和井巷填图测量记录簿； (8) 地面各项工程施工测量记录簿； (9) 地表与岩层移动及建(构)筑物变形观测记录簿。,2. 露天矿测量原始资料 (1) 基本控制网点测量记录簿； (2) 工作控制网点测量记录簿； (3) 视距测量、支距测量记录簿； (4) 贮矿场实存量测量记录簿； (5) 各项工程施工测量记录簿；
4、 (6) 采剥、勘探、排水等井巷测量记录簿。,3. 各种测量原始记录簿规定 (1) 封面有名称、编号、单位、日期； (2) 目录有标题及其所在页数； (3) 记录必须清楚、工整、禁止涂改； (4) 绘出草图或工作过程中所需的略图。,(二) 煤矿测量成果计算资料1. 矿井测量成果计算资料 (1) 矿区首级控制和加密点的计算资料和成果台账； (2) 地形测量图根点及水准点的计算资料和成果台账； (3) 近井点和井上、下联系测量的计算资料和成果台账； (4) 井下经纬仪导线和水准测量计算资料和成果台账；,(5) 重要贯通测量的设计书及贯通测量的总结等； (6) 井筒中心、十字中线点、井下永久控制点和
5、重要技术边界角点的平面坐标和高程、立井提升中线、斜井和平硐中心线的坐标方位角以及井筒深度和斜井坡度、长度等资料； (7) 井上、下各种施工测量和标定工作的计算台账。,2. 露天矿测量成果计算资料 (1) 基本控制网点的计算资料和成果台账； (2) 工作控制网点的计算资料和成果台账； (3) 剥离量和采出量计算台账； (4) 各项工程施工测量专用计算台账； (5) 采剥、勘探、排水等井巷测量计算台账。,3. 各种内业计算簿及成果(台账)簿规定 (1) 封面有名称、编号、单位、日期； (2) 目录有标题及其所在页数； (3) 用蓝黑墨水和铅笔工整书写计算数字； (4) 取消和重新计算部分要加以说明
6、； (5) 在备注栏内应绘出必要的略图，写明引用资料或起算数据的由来，列出计算结果的各项闭合差等。所有的测量记录簿、计算簿和成果台账等均应有测量、记录、计算、检查者签字，并注明各项工作开始和完成的日期。,煤矿测量图简称矿图，它是表示地面自然要素和经济现象，反映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。它是煤炭企业中最重要的技术资料，是管理采矿企业和指导生产必不可少的基础图件，它对于正确地进行采矿设计、编制采掘计划、指导巷道掘进和合理安排回采工作及各种工程的需要都具有重要作用。,第二节 煤矿基本矿图的种类及其应用,一、概述 1. 矿图的特点 (1) 矿井测量是随着矿井的开拓、掘进和回
7、采逐渐进行的，矿图的图面内容要随着采掘工程的进展逐渐增加、补充、修改。 (2) 测绘地区随矿层分布和掘进巷道部署情况而定，常常是分水平的成条带状的，不像地形测图那样大面积的测绘。,(3) 矿图所要反映的是较为复杂的井下巷道的空间关系、矿体和围岩的产状以及各种地质破坏，测绘内容较多，读图也比较困难。 (4) 采用实测和编绘的方法，以实测资料为基础，再辅以地质、水文地质、采掘等方面的技术资料绘制而成。,2. 矿图的分类由于矿井井田范围内地面和井下情况复杂多变，煤矿生产和管理对矿图的需求各不相同，因此，矿图的种类有许多。按投影方法和投影面的不同，可以将矿图分为平面投影图、竖直面投影图、断面图和立体图
8、。根据成图方法分为原图和复制图两类。,原图是根据实测、调查或收集的资料直接绘在聚脂薄膜或原图纸上的矿图，它是绘制和复制其他图纸以及保存测量、地质和采矿信息的基础资料，必须长期妥善保存，一般情况下不应直接用来晒图或使用。原图的副本称之为二底图。复制图是根据原图或二底图复制或编制而成的。按用途和性质不同，矿图又可分为基本矿图、专门矿图、日常生产用图和生产交换图四类。,煤矿生产、建设过程中必须具备的主要图纸，称为基本矿图。它是反映煤矿生产建设总体面貌，作为永久技术档案保存，并用以编绘其他生产用图的主要图纸。煤矿测量规程规定，矿井必须具备的主要矿图有八种：1. 井田区域地形图，12000或15000；
9、2. 工业广场平面图，1500或11000，包括选煤厂；3. 井底车场平面图，1200或1500，斜井、平硐的井底车场一般可不单独绘制；,4. 采掘工程平面图，11000或12000，须分煤层绘制； 5. 主要巷道平面图，11000或12000，可按每一开采水平或各水平综合绘制。如开拓系统比较简单，且分层采掘工程平面图上已包括主要巷道，可不单独绘制； 6. 井上、下对照图，12000或15000； 7. 井筒(包括立井和主斜井)断面图，1200或1500； 8. 主要保护煤柱图，一般与采掘工程平面图一致，包括平面图和断面图。,3 .矿图的分幅 煤矿测量图采用正方形分幅法或自由分幅法。自由分幅法
10、划分图幅幅面大小和格网方向按下列原则考虑： (1) 要便于图纸的绘制、使用和保存。 (2) 幅面大小视井田和采区的范围而定。井田范围不大时，可按全井田或井田一翼为一幅，大型矿井采区范围很大时可按采区分幅。,(3) 坐标格网线可平行于图边方向，也可与其斜交。交角视煤层走向和倾向而定，以使图上的煤层走向方向大致平行于图面上的上下图边方向，煤层倾向指向下图边。 (4) 在同一矿井中，矿图的图幅大小应尽量一致，并便于复制。图 幅的长度 一般不超过1.52.0m，如超过2.0m时，应分幅绘制，并绘出接合表。,二、基本矿图的作用及其应表示的主要内容 井田区域地形图：全面反映井田范围内地物和地貌的综合性图纸
11、；工业广场平面图：反映工业广场范围内的生产系统、生活设施和其他自然要素的综合性图纸，作为工业广场规划设计、改扩建和保护煤柱设计的依据；,井底车场平面图：反映主要开采水平的井底车场的巷道与硐室的位置分布以及运输与排水系统的综合性图纸，主要为矿井生产和进行改扩建设计服务；采掘工程平面图：反映采掘工程活动和地质特征的综合性图纸，是矿井生产建设中最基本最重要的图纸，主要用于指挥生产、掌握采掘进度、了解与邻近矿层的空间关系、修改地质图纸等许多方面，并作为编绘其他生产用图的基础；,主要巷道平面图：反映矿井某一开采水平内的主要巷道布置和地质特征的综合性图纸，为安全生产、掌握巷道进度等提供基础资料,矿体、断层
12、及表面形态,STRINGS ARE CONNECTED COORDINATES THAT CAN THEN BE MADE INTO WIREFRAMES,露天采矿设计,由用户控制： 坡角 平台宽度 运输道路宽度 运输道路坡度 道路个数,露天三维采坑设计,露天采， 采坑及表面形态,将采坑通过布尔运算转化成DTM,露天采矿和坑下采矿,井上下对照图：反映地面的地物地貌和井下的采掘工程之间的空间位置关系的综合性图纸；主要用来掌握井下施工、生产和地面之间的影响，为在井田范围内进行各类工程规划、村庄搬迁、征购土地、土地复垦、矿井防排水等提供资料依据；,井筒断面图：反映井筒施工和井筒穿越的岩层地质特征的综
13、合性图纸，为矿井井筒设备安装和井筒维修等提供资料依据；主要保护煤柱图：反映井筒和各种重要建筑物和构筑物免受采动影响所划定的煤层开采边界综合性图纸，由平面图和沿煤层走向、倾向的若干剖面图组成，为矿井改扩建设计、确定开采边界和指挥生产提供资料依据。,水文地质记录,矿图的读法,因此，首先必须熟悉地质测量图例、矿井地质测量图技术管理规定与煤矿地质测量图例实施补充规定等相关概念、规定和要求；熟悉地层构造概念和特点及其空间几何关系，此外应充分利用颜色和注记来帮助判读。判读矿图，主要依靠地物的颜色、符号、说明和注记。,平面显示全部斜井和平巷,由点联线生成实线线框,坑下采矿水平开拓工程和竖井,爆破面设计,长壁
14、采矿盘区,坑下回采计划,矿图的编绘,矿图采用实测和编绘的方法。以实测资料为基础，再辅以地质、水文地质、采掘等方面的技术资料绘制而成。传统的矿图绘制方法是根据野外或井下实测数据，手工制图。目前，计算机绘制矿图正在逐渐取代传统的手工绘制矿图。,第三节 矿图的填绘与计算机辅助绘制矿图,为了满足煤炭生产建设的需要，矿山测量人员必须及时绘制准确、完整、美观的矿图。所谓及时就是测绘工作要先行，为矿井的规划设计与各项生产建设迅速提供必要的测绘资料；随着巷道开拓掘进与煤炭资源回采工作的进展，测量人员要及时填绘矿图，以保证矿图的现势性。准确包括原始资料准确、展点画线准确及图例符号使用正确等。完整包括每个矿井必须
15、具有一套完整的矿图，每张图上的内容应完整无缺。美观包括所绘内容布置适当，线条光滑，着色均匀，字体工整。,传统的矿图绘制方法是手工制图。劳动强度大，成图速度较慢，已越来越不适应矿山生产建设的要求。随着计算机技术的飞速发展，计算机及其外围设备的逐渐普及，特别是计算机绘图软件的不断完善与功能的日益强大，计算机绘制矿图将逐渐取代传统的手工绘制矿图。关于绘图片基，一般有纸质片基、裱糊后的涤棉布以及聚酯薄膜几种。,为了便于绘图和读图，矿图必须采用统一的颜色、符号、说明和注记来表示绘图的对象，通称为图例。1977年和1987年，煤炭工业部先后对1955年颁发的矿山测量图图例进行了两次修改，增加了煤田地质、矿
16、井地质和水文地质图件的内容，并于1989年7月由能源部以煤矿地质测量图例正式颁布执行。1991年，中国统配煤矿总公司制定了煤矿地质测量图技术管理规定，与煤矿地质测量图例实施补充规定配合执行。,一、 手工绘制矿图的一般步骤 1 绘方格网 2. 用铅笔绘图 3. 着色与上墨 4. 绘图框和图签着色、上墨、写字、注记完毕后，应进行最后的检查。确认没有错误和遗漏之处后，就可绘图框和图签。,二、 聚酯薄膜绘图 (一) 毛面聚酯薄膜绘图聚酯薄膜经机械或喷砂打毛后，由光面薄膜成为毛面薄膜。在毛面聚酯薄膜上的绘图方法和在绘图纸上的绘图方法基本相同。但因薄膜表面比较坚硬，各种绘图工具磨损较为严重，故宜选用或自制
17、刚性强的画线工具。还因薄膜的憎水性能并未完全改变，故应选用或自制吸附力强的墨水。,(二) 化学涂层聚酯薄膜绘图化学涂层聚酯薄膜是一种在聚酯薄膜上涂上一层中间结合层、在中间结合层上再涂上一层化学绘图层的绘图薄膜。中间结合层由成膜物质、加固剂和稳定剂等组成，其作用在于使化学涂层与薄膜牢固结合。化学绘图层由成膜物质、填充材料、溶剂等成分组成。其中，成膜物质是聚乙烯醇缩丁醛，其作用在于成膜后使填充材料与中间结合层牢固连接。填充材料是陶土和白炭黑，其作用在于使涂层表面成为毛面，便于铅绘和上墨。,化学涂层聚酯薄膜具有毛面聚酯薄膜的特性，如图纸变形甚微，表面粗涩亲水性良好，易于携带和保存，酸、碱、盐类和有机
18、溶剂对薄膜无影响或影响甚微，表面比较坚硬等。因此对绘图工具和绘图墨水的要求，与对毛面聚酯薄膜的要求一样。,(三) 光面聚酯薄膜绘图在未经打毛的聚酯薄膜上直接绘图称为光面聚酯薄膜绘图。光面聚酯薄膜表面光亮透明，可以双面绘图，但有憎水特点，上墨和着色都比较困难，因而对绘图墨汁和绘图工具有特殊要求。,三、 计算机辅助绘制矿图与传统的手工绘图相比，计算机绘制矿图可以任意进行矿图的分解或合成，随时动态修图和填图，图件可按要求任意放大或缩小，可随时复制，图件资料可数字化存贮、保存，可通过网络传输图形信息，实现信息资源的共享，具有无可比拟的优越性。,计算机辅助绘制矿图实质上就是根据矿图绘制的具体目标和任务要
19、求，利用计算机及其外围设备等硬件设施，借助于空间数据管理及计算机绘图软件等工具的支持，开发研制出矿图绘制的专业性应用软件，从而形成计算机绘图系统，并利用该系统完成矿图绘制的工作过程。,(一) 计算机辅助绘图系统的运行环境 1. 硬件配置根据矿图绘制要求和软件要求来配置。一般应具备：微型计算机、VGA彩显、A0或A1幅面数字化仪、A0或A1幅面的绘图仪、激光或喷墨打印机、电子记录手簿等。如果要进入计算机网络系统，还要配备网络文件服务器、调制解调器、网卡等硬件设备。,2. 软件配置根据计算机绘制矿图应用软件的要求以及具体的应用条件，可选择配置相应的DOS操作系统，具有中文界面的操作系统UCDOS、
20、X-WINDOWS、MS-WINDOWS等；通用绘图软件，如AUTOCAD等；通用关系数据库，如Foxpro、Oracle、Paradox等；网络软件3C+、Novel等。,(二) 计算机辅助绘制矿图软件系统计算机辅助绘制矿图软件系统是根据矿图的特点及其绘制的具体要求，借助于通用的空间数据管理及计算机绘图软件，或地理信息系统软件，开发研制的计算机矿图绘制系统。无论用何种手段开发，计算机矿图绘制系统都应具备以下基本功能。1. 图形数据的采集与输入2. 图形数据的组织与处理3. 图形的编辑与生成4. 矿图的动态修改5. 矿图的存贮、显示和输出,第四节 地质测量信息系统,矿井地质测量信息系统就是以采
21、集、存贮、管理和描述矿井范围内有关矿井地质和测量数据的空间信息系统。包括：利用现有地质测量资料（数据）建立矿床数字模型，实现采矿规划、工程设计及实时监控管理的计算机化；以及对后续资源开采进行分析评价与建立地表变形数学模型等；,建立矿区地面数字高程模型（DEM），可对现有图数字化、矢量化，输出地形图或各种立体景观图以及预演地表变形景观，土方量、积水淹没区预测等；并用实测资料对矿区地面数字高程模型（DEM）进行动态修改，在DEM的基础上进行各种分析、计算。,矿井地质测量工作为矿井生产建设提供完备的地质信息、几何数据和图形信息，矿井地质测量空间信息是整个矿区资源环境空间信息的主要来源和核心。因此，矿
22、井地质测量信息系统是矿区资源环境信息系统的基础。,它具有如下特点： (1) 基础性。 (2) 三维空间特性。 (3) 动态性。 (4) 不确定性和随机性。在进行矿井地质测量信息系统设计、实施过程中要充分考虑以上特点。,二、 矿井地质测量信息系统的基本组成矿井地质测量信息系统是在国内外现有的通用GIS软件的基础上，根据矿井地质测量的空间数据特点和矿井生产建设的需要，进一步扩展和再开发出的专用软件。与通用GIS软件一样，矿井地质测量信息系统的主要组成。,1.数据输入与格式转换 2.数字高程模型DEM,DTM 3.空间数据管理系统 4.空间数据分析系统 5.智能专家系统工具 6.数据显示、输出系统,
23、三、矿井地质测量系统的功能 1.数据的采集与输入功能 2.图形处理功能(1)制图(2)矿图自动修改与更新(3)专业图件自动生成(4)图数互查互访。 3.地质测量数据库管理功能 4.数据处理与分析功能,3.地质测量数据库管理功能 (1) 数据库的建立与维护。根据地质测量的原始数据、计算成果、应用模型等分别建立原始资料库、成果库、图例库、模型库等。数据库建立后，需要维护，以确保其安全和效率。 (2) 数据库的操作。应能从数据库中检索出满足条件的数据，可以向数据库中插入新数据，可以修改、删除数据库中的数据。 (3) 通讯功能。可以向上级主管部门或其他有关部门发送数据库中的数据或图形，也可以接收到其他
24、数据库中的数据，实现信息的共享。,4. 数据处理与空间分析功能(1) 根据数据库的资料进行设计。如控制网优化设计、贯通测量预计、开采沉陷预计、煤柱设计等。(2) 进行数值计算。如地面控制网平差、井下导线的平差计算、各级储量的计算、资源损失量计算、开采沉陷观测资料的分析计算等。(3) 根据地质测量数据库提供的信息，利用智能专家系统工具，对矿井地质现象进行推断。诸如工作面前方地质构造预测，煤层顶底板岩石稳定性预报，综采工作面小断层预报等。,1矿山信息系统（MIS） 中南大学 2矿山资源评价与管理决策支持系统 中国矿业大学（徐州） 3MAPGIS储量管理系统 兖州矿业集团 4矿山环境评价分析软件 中
25、国地质大学 5地测空间管理信息系统 北京大学 6地测信息系统 煤炭科学院西安分院 7AutoCAD储量计算系统 山东科技大学 8矿山地理信息系统（TT-MGIS2000） 中国矿业大学（北京）,矿井地测空间管理信息系统 （1）地质数据库子系统 主要功能：完成地层、勘探线、钻孔、煤层资料、断层数据等的管理、查询，同时为动态成图提供适时数据。,（2）测量数据库子系统 主要功能：实现对井上、下测量基础数据的计算、管理；标定解算；动态查询以及为填图提供动态数据,（3）水文数据库子系统 主要功能：实现对矿井涌水量、突水资料、长观孔水源井、抽水与水质与防治水数据资料的管理、查询，以及为图形的绘制提供所需的
26、数据，并自动打印出表；,（4）三量数据库子系统 主要功能：实现对矿井探煤厚资料、月末回收率分析表、月末出煤及损失量分析、开拓煤量平衡表、准备煤量平衡表、回采煤量平衡表、期末三个煤量表、出煤量及损失量分析表和季末采区回收率等数据录入与查询，并自动打印出表；,由煤炭科学研究总院唐山分院研制的煤矿测量数据与图形信息传递系统(MSW)就是一种矿井地质测量信息系统。MSW由系统维护、测量信息管理、储量信息管理、地质信息管理、水文信息管理、调度查询、系统共享软件、远程信息传递等模块构成。可以完成矿井地质、测量、水文、储量等信息的采集、处理、计算与管理以及矿图的自动绘制，并能完成煤矿生产中局、矿之间，矿、矿
27、之间，地测科室与调度室之间数据与图形的相互传递，共享全局地测系统的软、硬件资源。,拉铲挖掘机 - 系列3监控系统 - DragNav - Dutymeter - Tightline - UDD,ShovelPro - 称重系统 OreNav Bench & Grade 控制,车队管理系统(FMS) 矿井控制，实现车队优化和混合,遥测(数据和RTK) - 900Mhz SS 115K & - 450Mhz 2400频段,推土机监控系统 HPGPS和LPGPS,集成矿山系统,GPS追踪,集成到LAN、WAN、VPN和电子邮件,生产力和分析,徕卡 技术 中心 在线 支持,钻机监控系统 - HPGPS,钻机系统,卡车系统,模块化硬件平台,为什么使用监控系统？,矿井显示屛幕,S3拉铲挖掘机监控系统,S3拉铲挖掘机监控系统及选件,
