1、 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
2、础知识采矿设计的基础知识 1、煤田：、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：、矿区：统一规划和开发的煤田或其一部分。3、井田：、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：、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、矿井生产能力：指矿井的设计生产能力、以万ta(或Mta，1Mta100万a）矿井设计服务年限矿井设计服务年限(2005/2004)矿井设计生产能力(Mta)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2545煤层倾角4560及以上70/8035/40-30
3、5060/7030/35-122450/6025/3020/2515/200450940/5020/2515/2015/15 7、煤矿地下开采煤矿地下开采，也称井工开采井工开采。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、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，称为采煤工艺艺。9、采煤系统：、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。也即为采煤系统采煤系统。10、采煤方法：、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矿井生产系统示意图 2.矿井主要生产系统如下
4、：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。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。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
5、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。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10一30 a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。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
6、区段运输平巷、区段回风平巷、开切眼(形成韧始采场的巷道)叫做回采巷道采巷道。回采巷道服务年限较短，一股在0.5-1.0 a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。毕业设计分一般部分和专题部分毕业设计分一般部分和专题部分 一般部分是按实
7、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：设计内容章节目录示例如下：1 矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征 1.1
8、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 井筒延深方案井筒延深方案7 矿井及首采区主要技术经济指标表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1：50001：10000
9、，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1：50002000。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
10、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1：1000 5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、图纸幅面尺寸一、图纸幅面尺寸（G
11、B/T14689-2008）基本幅面：基本幅面：A0、A1、A2、A3、A4加长幅面：加长幅面：基本幅面的短边乘整数倍基本幅面的短边乘整数倍图框格式图框格式：不留装订线不留装订线e和留有装订线和留有装订线a LBcca周 边标 题 栏图 框 线周 边 界 线c幅面代号A0A1A2A3A4尺寸（BL）8411189594841420594297420210297e2010c105a25 第一节 绘图基本知识 以采区平面图为例二、字符及字母二、字符及字母字符及字母应符合规定字符及字母应符合规定：长仿宋体长仿宋体、计量单位和字母应采用国家正式公布的符号或、计量单位和字母应采用国家正式公布的符号或中文
12、名称中文名称三、图线三、图线 宽度宽度b：0.25、0.35、0.5、0.7、1、1.4和和2 mm 图线宽度分为粗、细两种图线宽度分为粗、细两种：细线宽度约为细线宽度约为 b/3四、比例尺四、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；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。特殊情况必须在各视图中标注。图名图名比例尺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
13、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、标题栏五、标题栏 每张图纸上必须画出标题栏，标题栏的位置应位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。于图纸的右下角。标题栏格式：标题栏格式：设计单位和毕业设计设计单位和毕业设计比例1：5000设计人指导教师评阅教师完成日期评阅日期评阅日期华北科技学院安全工程学院xxx矿开拓平面图754016040404040六、坐标系统六、坐标系统 地理坐标系地理坐标
14、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。的地理坐标。平面直角坐标平面直角坐标：坐标系的纵轴坐标系的纵轴x与地球子午线方向一致，表示南北方向，坐标与地球子午线方向一致，表示南北方向，坐标的横轴的横轴y表示东西方向。表示东西方向。六、坐标系统六、坐标系统 高程高程：地面任一点至水准面的垂直距离称为该点的高程地面任一点至水准面的垂直距离称为该点的高程。u相对高程和绝对高程相对高程和绝对高程：HA、HB-绝对高程；绝对高程；Hc-相对高程相对高程 方位角方位角 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
15、线的方位角。、-象限；象限；-方位角；方位角；-象限角象限角 象限角：象限角：由直线起点由直线起点的标准方向北的标准方向北端或南端起，端或南端起，沿顺时针或逆沿顺时针或逆时针方向至该时针方向至该线所夹的锐角线所夹的锐角称为象限角。称为象限角。象限角的取值象限角的取值范围为范围为 七、坐标方格网七、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100 mm。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0.2 mm；图框边长和对角线边长与理论值之差不得超过0.3 mm；方格网线宽度不超过0.1 mm。0DACBHFEGAB123123一、手工绘图
16、一、手工绘图 图板、丁字尺、三角板、图板、丁字尺、三角板、圆规和分规、曲线板、铅圆规和分规、曲线板、铅笔等笔等第二节第二节 绘图仪器绘图仪器 计算机辅助绘制计算机辅助绘制 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。采集，并输入主机。图形数据的组织与处理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
17、室、井筒等矿图例形成图例库，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。成图，简化绘图方法，加快成图速度。图形的生成与编辑图形的生成与编辑 一是在一是在AUTOCAD环境下成图；环境下成图；二是直接使用二是直接使用AUTOCAD 的内部语言或外的内部语言或外部高级语言编程并生成图形部高级语言编程并生成图形。AutoCAD是是Autodesk公司的产品。公司的产品。AutoCAD作为作为CAD工业的旗舰产品工业的旗舰产品和工业标准，一直以其独特的优势和工业标准，一直以其独特的优势而为全球的设计工程师所采用。
18、而为全球的设计工程师所采用。CAD的含义的含义(Computer Aided Design)CAD并不是指一个并不是指一个CAD软件，软件，而泛指一种使用计算机进行辅而泛指一种使用计算机进行辅助设计的技术。助设计的技术。米煤夹矸炮眼图1-1 夹矸工作面开采示意图39006003200 区段运输平巷超前支护范围巷道断面图28001000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）u 标题栏 u 菜单栏与快捷菜单 u 工具栏 u 绘图窗口 u 命令行与文本窗口 u 状态行 不启动菜单栏的情况下快速、高不启动菜单栏的情况下快速、高效地完成某些操作。效地完成某些操作。状态行用来显示Aut
19、oCAD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。坐标捕捉模式正交模式对象捕捉模式线宽控制栅格模式 极轴模式对象追踪模型或图纸空间动态输入通信中心锁定 状态行菜单允许/禁止动态 UCS清除屏幕 在AutoCAD 2007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
20、以及保存图形文件等操作。u 创建新图形文件 u 打开图形文件 u 保存图形文件 u 关闭图形文件 图1-4 图形打开界面 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“AutoCAD 2004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AutoCAD 2000/LT200
21、0图形(*.dwg)、AutoCAD图形标准(*.dws)等格式。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。u 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。u 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。u 弹出菜单：当使用Shift键和鼠标右键的组合时，系统将
22、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。1.2 操作步骤 简图绘制演示教学1 单体液压支柱断面绘制单体液压支柱断面绘制考试实例考试实例1 梯形巷道断面绘制梯形巷道断面绘制第三节第三节 投影概述及方法投影概述及方法 中心中心投影投影 平行投平行投影影斜投影斜投影 正投影正投影正投影的基本特性正投影的基本特性 图图1-21 点的正投影点的正投影直线投影直线投影 平面平面投影投影 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）作为投影面投影面，然后，然后将物体垂直投影于该投影面上，并将物体各点的将物体垂
23、直投影于该投影面上，并将物体各点的高程值高程值（标高）标注于各（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。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。高投影图。标高投影标高投影5560a60-55xybOHAbOBHxyzCC0点的标高投影点的标高投影5560a 6 0-5 5xybOHAbOBHxyzCC 0 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，
24、也可用直线上一点与标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。明该直线倾角（或斜率）的射线表示。0.61 03 0yxbaaa2 0DABHAHBLh2411294119ACBDbdcHaObacdxy两直线平行两直线平行 794510ADKBCHOackbda9d10c4b5xy7k两直线相交两直线相交 22101017917CDBcAaKdc10b9a2d17KOOOa10d20c50a10b30b30d10040cxxxyyy(c)(d)(a)(b)两两直直线线交交错错 平面标高投影平面标高投影 15150015030015
25、3030303015153018090PHMONmnzxyxyONHnm走向走向线线倾斜线倾斜线倾向倾向线线平面的三要素平面的三要素 倾角倾角1140506050NPP2a2a1dd2Oxy两平面平行两平面平行 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它们彼此平行(b)40(a)2c501k364050304050NQPP2a1QdaObADBKCb kcdxyQQ倾向相反的两平面相交倾向相反的两平面相交 等高线平行，但倾向方位角等高线平行，但倾向方位角a1、a2相差相差180o，即倾向相反，即倾向相反 04040606002
26、04060bcdkOAACBDbcdkxy(a)(b)倾向相同的两平面相交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。两平面的等高线平行，倾向相同，但倾角不等。6025555601abPPOxy在平面标高投影图上，两平面的等高线相交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、直线与平面平行直线位于平面内、直线与平面平行 205060408080403060PPba20c60b40d30a70 xyxyOO60602020a40200201030504030605040OPbdDAKBCxyck33bdk34a40c202010若直线既不在平面内又不与平面平行，则直线与平面相交。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。曲面的标高投影采用曲面上等高线的投影来表示。
