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浅论煤矿数字矿图制作标准与精度控制

发表时间：2020/5/28 来源：《建筑科技信息》2020年1期作者：卢莱生

[导读] 煤矿地质测量图(以下简称矿图)是采矿企业中最重要的技术基础资料，是指导矿井生产、开拓设计以及交换交流使用的可视化基本表达，更是矿井采、掘、机、运、通、防治水等相关专业所必需的图形。

        摘要：煤矿地质测量图(以下简称矿图)是采矿企业中最重要的技术基础资料，是指导矿井生产、开拓设计以及交换交流使用的可视化基本表达，更是矿井采、掘、机、运、通、防治水等相关专业所必需的图形。当今，利用计算机辅助设计（CAD技术）制作数字矿图，已在全国煤炭行业得到了广泛应用与普及，以最初从国外引进的各种CAD软件为基础平台绘制、或基于此作二次开发，到目前国内的一些科研机构、高校和软件公司也不失时机地相继开发了具有自主版权的CAD平台和专业软件，投放到国内煤炭行业。
        引言：本文所论及的制作标准是指制作过程中和输出到纸面上图形内容，矿图的种类包括生产矿井所必须具备的八种基本矿图、地质图、测量图、储量计算图、水文地质图。所有以上矿图的制作与输出均应按照国家和煤炭行业颁布的管理规定、图例、图示标准进行。因为制图标准是工程技术人员为表达设计思想而进行技术交流的统一语言，CAD系统的开发应确保系统提供的制图功能完全符合煤矿专业的技术制图的线型标准和图形符号标准。
        一、数字矿图的制作标准
        矿图内容的绘制应涵盖以下几种标准类型:
        (一)、线型标准：包括《煤矿地质测量图例》、《地形图图示》中各种比例尺所有的线型、颜色，即具备标准的线型库而且能够进行自定义；
        (二)、图元标准：包括《煤矿地质测量图例》及《补充规定》、《煤田地质标准图例》中的全部矿井专用符号、标记，均应以图元形式分类别、分比例尺进行精确制作，并保存使用于系统图元库；
      （三）、图层标准：按矿图的不同种类指定各图层名称，同类矿图的图层名称应保持一致，同时保留作为系统交互数据的基础图层0层；
      （四）岩石充填标准：按《煤矿地质测量图例》、《煤田地质标准图例》所规定的岩石符号、前景色、背景色分别按沉积岩、岩浆岩、混合岩与变质岩进行划定区域充填。
      （五）字符标注标准：应根据我国制定的矢量汉字标准进行字体注记，即按GB/T13362、GB/T13844～GB/T13848系列标准，TrueType汉字不是标准。字符大小应按《煤矿地质测量图例》注记规定指定尺寸（宽×高mm）进行标注。
      （六）采矿专用数据库标准：包括地质、测量、采矿、机电、通防、防治水等相关专业数据库的健全，标准在于能够实现各种数据库间数据资料的导入、导出，保证各专业系统软件之间数据共享。

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        (七)图形转换标准：目前国内煤炭行业图形转换交流平台主要以AutoCAD的dxf文件格式进行，它是ASCII码文本格式文件，比较好读，易于实现用高级语言编写的程序与AutoCAD系统的连接，各种专业系统转换后的图形内容应与原图形的原貌相吻合。
        二、数字矿图的制作精度控制：
        精度是数字矿图的核心，矿图中坐标方格网的精度确定后，所有内容都以此为基础进行填绘，前期及后期的相关制作可分为以下几种方式：
      （1）采用扫描仪对原底图扫描并对图像文件进行矢量化，然后再坐标校准、编辑、拼接成图；
      （2）采用数字化仪对底图进行数字化后编辑成图；
      （3）采用数据库数据自动调入成图；
      （4）采用参数化设计成图;
        采用（1）、（2）方式是针对老矿井或已开采多年矿井而且以前没有电子矿图所采取的措施，其捷径是成图快，缺点是单纯的矢量化矿图，从图上获取数据信息量极少，无数据库资料，无法进行数据捕获,整体成图精度不能完全保证与实测数据一致，往往导致后期的订正矢量化工作繁琐。采用(3)数据库数据自动调入成图是保证数字矿图精度与实测数据相吻合的唯一途径，数据库的建立不但可以进行长期保存数据而且可以经常重复使用,数字矿图是否真正体现主要表现在采矿专业数据库的完善与成图的精度与方法。
        以生产矿井的采掘工程平面图为例，其制作精度应依据地表部分的地质勘探、实地测量的数据库资料为基础，进行由库生图，地下部分的井巷工程、回采工作面、采空区、储量损失区及各种划定区域的圈定都要以实测的测量数据进行自动填图、核对。特别要对级导线成果数据库的录入与检查应分水平、分采区、分系统巷道、分工作面建立健全，并完善测点高程数据的配置，进行由库生图，这样即可把成图的精度控制在零误差内。
采用(4)参数化设计成图，主要用于各类井巷工程包括采区设计、供电系统、排水系统、通防系统的设计用图，譬如各类巷道断面图、交岔点图、支护平剖面图、综采支架布置图、车场布置图、通风系统图、供电系统图等，此类图形可以随着某些结构尺寸的修改和使用方法不同而自动生成和修改图形，这样可以减少大量的重复劳动和工作量，而且成图精度完全根据设定的参数、比例尺自动生图，也是一种高精度成图方式。
        数字矿图的制作标准与精度控制正随着CAD技术的普及与应用越来越广泛、越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。对于采矿企业来讲，标准化制作应在CAD技术不断发展的基础上继续完善，使其最终成为向生产力转化的纽带；精度是永恒唯一的数据，采矿专业数据库的建立与完善，或采用参数化设计成图是数字矿图由库生图、由参数生图，保证图形数据精度和丰富图形内容的关健所在。所以无论应用何种CAD技术，做好对数据库的管理与维护，做好专业图形参数设计布置工作是每个专业技术、设计人员应十分认真对待的问题，只有这样才能保证数字矿图的精度达到理想范围之内，才能为我国数字矿图、智慧矿山的建设与进步作出积极贡献。