立面图在开采急倾斜煤层中的应用

【摘要】平面图在开采急倾斜煤层中的不适用性。通过立面图与平面图的立体关系分析，确定巷道的长度、坡度及测点坐标在两图上的对应公式，为绘制立面图提供方便。

【关键词】立面图；平面图；对应关系；特点；填图

开采急倾斜煤层时，由于煤层倾角较大，各种巷道和采区在平面图上的变形较大，有的甚至会重叠，这时，平面图已无法明白无误地反映巷道之间的关系，阅读和使用均极为不便。因此，开采这类煤层时，除绘制采掘工程平面图外，还应加绘立面投影图。

《生产矿井储量管理规程》上也规定：煤层倾角大于60°时，应在立面投影图或立面展开图上计算储量。

1.立面图的基本特点

1.1煤层底板等高线。在立面图上，煤层地板等高线表现为一组等间距的水平线。其间距由立面图比例及等高距决定，与煤层倾角无关。

1.2立面图上所反映的巷道长度、倾角与真实值的关系。如图1，立面M与水平面N相交于OW，任意巷道AB交面M于B，交面N于A，AB在面M上的投影为CB，在面N上的投影为AD。令巷道AB的真倾角中为β，巷道AB的水平投影线AD与立面的水平投影线OW之间的夹角为γ，巷道AB的实际长度AB=ι，则：

① 巷道AB在立面M上的投影长度ι2：

② 巷道AB在立面M上所反映的倾角α：

③巷道AB在立面M上所反映的高差h'：

于是，立面图上所反映的巷道长度，倾角均通过该巷道的水平投影线与立面的水平投影线之间的夹角γ与真实值联系起来。

2.坐标填图

这样，便可以根据公式（4）、公式（5），将已知点的平面直角坐标（X。、Y。）及高程ZO，通过立面的水平投影线的方位角δ，换算成立面图上坐标系OWZ中的立面坐标（W、Z），从而，在立面图上填绘相应的点。

3.根据采掘工程平面图绘制立面图

某回采工作面平面图如4所示，巷道AB为开切眼，AC、BD为上、下平巷。从上述平面图可以得出：煤层走向为75°，倾角68°；巷道AB斜长87.34米，倾角34°55′，方位55°；A、B二点平面直角坐标及高程为A（50、120、150），B（92、178、200）。根据平面图绘制立面图的步骤：①确定立面位置，令立面水平投影线OW平行于煤层走向δ=75°。②画出立面坐标系OWZ及煤层底板等高线。③根据公式（4）、公式（5）计算立面坐标。

对于A点：

对于B点：

④填绘图。由于平巷AC、BC沿煤层走向布置，故在立面图上反映等长度。见图5

⑤根据立面图求巷道AB的几何要素。根据图5直接量得：巷道AB的立面长度ι2=83.5米，立面倾角α=36°30′。根据公式（1）和公式（2），求巷道AB的实长ι和真倾角β，必须先算出巷道AB的水平投影线与立面的水平投影线的夹角γ。根据平面图，γ=75°-55°=20°

显然，不能单独根据立面图推算出某一巷道的实际长度、真倾角及方位。这也说明矿井在绘制立面图时为何还要绘制平面图的道理。

4.立面图在落雁山煤矿的使用

湖北长阳落雁山煤矿是一个核定生产能力15万吨/年的矿井，现实际生产能力8万吨/年左右。急倾斜煤层，其中南翼煤层倾角60°～ 80°，平均68°。矿井采用斜坡采煤法。多年来，一直使用平面图，因巷道在图上显得过于拥挤，采掘情况很难清晰地在图上反映出来。今年以来，该矿开始在平面图的基础上尝试绘制立面图，结果，各巷道的关系在图上变得清晰了，使用起来极为方便。

下面以南翼IV采区为例说明立面图的绘制方法：该采区煤层走向101°20′，倾角70°，沿煤层走向剖面，δ=101°20′，立面图选用与平面图相同的比例M1：1000。（1）按比例作高程线，并注上高程数据。（2）画一直线与高程线平行的剖面投影线，将其作为W轴，并按比例划等份，注上坐标数据。（3）填绘图：①对于经纬仪测量结果，可先将平面坐标换算成立面图坐标，然后填图。根据公式（4）：

为简化计算，将立面坐标原点向右平移36108472.78米，则：

5.束语

本文介绍的立面图绘制方法，最计算较繁琐，但成图精度高，能有效地指导生产，且由于不依赖平面图而独立成图，可与平面图对照，相互检查，特别适合于电算化普遍使用的今天，亦可编程由电脑绘图，实现绘图自动化。