2025采礦學(xué)煤礦試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為3.0Mt/a，井田走向長(zhǎng)度8km，傾斜寬度2.5km，主采煤層平均厚度3.5m，傾角8°，頂板為中等穩(wěn)定的砂質(zhì)泥巖。根據(jù)《煤礦井巷工程施工規(guī)范》（GB51186-2016），該礦井最合理的開拓方式應(yīng)為（）。A.立井開拓B.斜井開拓C.平硐開拓D.綜合開拓答案：B。解析：井田走向長(zhǎng)度大（8km）、傾角?。?°）、煤層厚度適中（3.5m），斜井開拓在緩傾斜煤層中具有掘進(jìn)速度快、運(yùn)輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)；立井適用于深部或表土層厚的礦井，平硐需具備地形條件，綜合開拓一般用于地質(zhì)條件復(fù)雜的井田，因此選B。2.采煤工作面采用“三直一平兩暢通”的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，其中“兩暢通”指的是（）。A.進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷暢通、運(yùn)輸巷與軌道巷暢通B.工作面上下出口暢通、巷道內(nèi)行人與運(yùn)輸通道暢通C.工作面與采區(qū)變電所暢通、工作面與避難硐室暢通D.運(yùn)煤系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)暢通、排水系統(tǒng)與供電系統(tǒng)暢通答案：B。解析：“三直一平兩暢通”是采煤工作面日常管理的核心標(biāo)準(zhǔn)，“兩暢通”特指工作面上下安全出口（即與進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷的連接處）必須保持暢通，寬度、高度符合《煤礦安全規(guī)程》要求，確保人員通行和應(yīng)急撤離，因此選B。3.某低瓦斯礦井回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為8m3/min，工作面配風(fēng)量為1500m3/min，根據(jù)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》，該工作面瓦斯抽采率應(yīng)不低于（）。A.20%B.30%C.40%D.50%答案：B。解析：低瓦斯礦井回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量＞5m3/min時(shí)，需進(jìn)行瓦斯抽采；根據(jù)規(guī)定，絕對(duì)瓦斯涌出量在5-10m3/min的低瓦斯工作面，抽采率應(yīng)≥30%，因此選B。4.下列關(guān)于放頂煤采煤法的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.適用于厚度5-15m的緩傾斜煤層B.頂煤破碎主要依靠礦山壓力和人工松動(dòng)C.工作面回采率一般低于分層開采D.巷道布置比分層開采更簡(jiǎn)單答案：C。解析：放頂煤采煤法通過一次采全厚減少分層開采的巷道掘進(jìn)量（D正確），頂煤破碎以礦山壓力為主（B正確），適用厚度5-15m（A正確）；其回采率受頂煤冒放性影響，但通過優(yōu)化放煤工藝（如多輪順序放煤），回采率可達(dá)到85%以上，部分條件下高于分層開采（C錯(cuò)誤），因此選C。5.礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，自然風(fēng)壓的大小與（）無關(guān)。A.進(jìn)回風(fēng)井井口標(biāo)高差B.井巷內(nèi)空氣密度差C.礦井總風(fēng)量D.大氣溫度變化答案：C。解析：自然風(fēng)壓由進(jìn)回風(fēng)井空氣柱重量差產(chǎn)生，與井口標(biāo)高差（A）、空氣密度差（B，受溫度影響，D相關(guān)）有關(guān)；與礦井總風(fēng)量無直接關(guān)系（C無關(guān)），因此選C。6.某礦井主排水系統(tǒng)選用3臺(tái)同型號(hào)離心式水泵，單泵額定流量300m3/h，揚(yáng)程350m，礦井正常涌水量500m3/h，最大涌水量800m3/h。根據(jù)《煤礦防治水細(xì)則》，該排水系統(tǒng)（）。A.滿足要求，正常涌水時(shí)2臺(tái)工作、1臺(tái)備用B.不滿足要求，正常涌水時(shí)需3臺(tái)同時(shí)工作C.滿足要求，最大涌水時(shí)2臺(tái)工作、1臺(tái)檢修D(zhuǎn).不滿足要求，最大涌水時(shí)排水能力不足答案：D。解析：《煤礦防治水細(xì)則》要求工作水泵的排水能力應(yīng)≥正常涌水量的1.2倍（500×1.2=600m3/h），工作+備用泵能力≥最大涌水量的1.2倍（800×1.2=960m3/h）。單泵流量300m3/h，2臺(tái)工作時(shí)流量600m3/h（滿足正常涌水1.2倍），但最大涌水時(shí)需3臺(tái)工作流量900m3/h＜960m3/h（不滿足），因此選D。7.巷道掘進(jìn)時(shí)采用光面爆破，周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)應(yīng)優(yōu)先選擇（）。A.連續(xù)裝藥B.間隔裝藥C.耦合裝藥D.反向裝藥答案：B。解析：光面爆破要求周邊眼裝藥不耦合（C錯(cuò)誤），采用間隔裝藥（B正確）可減少對(duì)圍巖的破壞，形成平整的巷道輪廓；連續(xù)裝藥（A）易造成超挖，反向裝藥（D）主要影響起爆順序，與光面效果無直接關(guān)聯(lián)，因此選B。8.下列不屬于沖擊地壓防治“強(qiáng)監(jiān)測(cè)、強(qiáng)卸壓、強(qiáng)支護(hù)”原則中“強(qiáng)卸壓”措施的是（）。A.大直徑鉆孔卸壓B.煤層注水C.爆破卸壓D.超前支架加強(qiáng)支護(hù)答案：D。解析：“強(qiáng)卸壓”指通過人為手段降低煤巖體應(yīng)力集中，包括鉆孔、注水、爆破等（A、B、C正確）；超前支架加強(qiáng)支護(hù)屬于“強(qiáng)支護(hù)”措施（D錯(cuò)誤），因此選D。9.某煤礦3號(hào)煤層底板等高線圖中，相鄰兩條等高線（間距50m）的水平距離為200m，該煤層的平均傾角約為（）。A.14°B.22°C.30°D.37°答案：A。解析：煤層傾角α的正切值=等高線間距（垂直高差）/水平距離=50/200=0.25，tanα=0.25對(duì)應(yīng)α≈14°（tan14°≈0.249），因此選A。10.關(guān)于煤礦井下供電系統(tǒng)“三大保護(hù)”的描述，正確的是（）。A.過流保護(hù)、漏電保護(hù)、接地保護(hù)B.過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)C.過載保護(hù)、斷相保護(hù)、過流保護(hù)D.漏電保護(hù)、過流保護(hù)、斷相保護(hù)答案：A。解析：煤礦井下供電“三大保護(hù)”指過流保護(hù)（防止短路、過載）、漏電保護(hù)（防止人身觸電和漏電火災(zāi)）、接地保護(hù)（降低漏電時(shí)的接觸電壓），因此選A。二、填空題（每空1分，共15分）1.礦井開拓方式按井筒形式分為立井開拓、斜井開拓、平硐開拓和__________。答案：綜合開拓2.采煤工作面“三機(jī)配套”指采煤機(jī)、__________和液壓支架的配套。答案：刮板輸送機(jī)3.礦井通風(fēng)阻力包括摩擦阻力和__________，其計(jì)算遵循__________定律。答案：局部阻力；達(dá)西-魏斯巴赫4.防治煤與瓦斯突出的“四位一體”綜合防突措施包括突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、__________、效果檢驗(yàn)和安全防護(hù)措施。答案：防治突出措施5.巷道圍巖的“三帶”結(jié)構(gòu)指__________、松動(dòng)圈和原巖應(yīng)力圈。答案：破碎圈6.煤礦許用炸藥的安全性主要通過__________和__________兩個(gè)指標(biāo)衡量。答案：爆溫；爆焰長(zhǎng)度（或瓦斯安全性等級(jí)）7.礦井主要通風(fēng)機(jī)的工作方式分為__________、抽出式和混合式。答案：壓入式8.井田境界的劃分方法包括垂直劃分、水平劃分、__________和按自然條件劃分。答案：傾斜劃分9.放頂煤采煤法中，頂煤冒放性主要受煤層強(qiáng)度、__________、煤層節(jié)理裂隙發(fā)育程度和__________影響。答案：煤層厚度；頂煤上方巖層結(jié)構(gòu)10.礦井水害類型主要有地表水害、__________、老空水害、斷層水害和__________。答案：孔隙水害；灰?guī)r水害三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述大采高采煤法與放頂煤采煤法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)。答案：大采高采煤法適用于厚度3.5-6.0m、傾角＜35°、頂板中等穩(wěn)定以上的緩傾斜煤層；優(yōu)點(diǎn)是單產(chǎn)高、巷道布置簡(jiǎn)單、回采率高（＞95%）；缺點(diǎn)是對(duì)頂板管理要求高（易發(fā)生片幫漏頂）、設(shè)備投資大、過斷層適應(yīng)性差。放頂煤采煤法適用于厚度5-15m、傾角＜35°、頂煤易冒落（普氏系數(shù)f＜3）的緩傾斜或急傾斜煤層；優(yōu)點(diǎn)是可一次采全厚、掘進(jìn)率低、生產(chǎn)成本低；缺點(diǎn)是回采率受頂煤冒放性影響（一般80-85%）、瓦斯治理難度大、自然發(fā)火隱患多。2.說明礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及關(guān)鍵參數(shù)確定方法。答案：主要內(nèi)容包括：確定通風(fēng)方式（中央式、對(duì)角式、混合式）、通風(fēng)方法（壓入式、抽出式）、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)（風(fēng)路連接形式）、選擇主通風(fēng)機(jī)型號(hào)及安裝位置、計(jì)算礦井總風(fēng)量和阻力。關(guān)鍵參數(shù)確定：①總風(fēng)量按采煤、掘進(jìn)、硐室、其他地點(diǎn)需風(fēng)量總和計(jì)算，取最大值并滿足《煤礦安全規(guī)程》最低要求（如采煤面≥500m3/min）；②通風(fēng)阻力通過摩擦阻力公式（h=α×L×P×Q2/S3）和局部阻力公式（h=ξ×ρ×Q2/(2S2)）計(jì)算，其中α為摩擦阻力系數(shù)，L為巷道長(zhǎng)度，P為周長(zhǎng)，S為斷面積，Q為風(fēng)量，ξ為局部阻力系數(shù)；③主通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓需滿足礦井總阻力+10-15%備用系數(shù)，風(fēng)量需滿足總風(fēng)量+5-10%備用系數(shù)。3.分析影響長(zhǎng)壁工作面礦壓顯現(xiàn)的主要因素，并說明周期來壓的觀測(cè)方法。答案：主要因素：①煤層厚度與傾角（厚度越大、傾角越陡，礦山壓力越明顯）；②頂板巖層性質(zhì)（堅(jiān)硬頂板周期來壓強(qiáng)烈，軟弱頂板來壓不明顯）；③開采深度（深度越大，原巖應(yīng)力越高，礦壓顯現(xiàn)劇烈）；④推進(jìn)速度（推進(jìn)速度慢時(shí)，頂板下沉量積累，來壓更明顯）；⑤支護(hù)強(qiáng)度（支護(hù)強(qiáng)度不足時(shí)，頂板下沉量大，片幫冒頂風(fēng)險(xiǎn)高）。周期來壓觀測(cè)方法：①宏觀觀測(cè)：記錄工作面頂板斷裂聲、煤壁片幫程度、支架載荷變化；②儀器監(jiān)測(cè)：使用液壓支架壓力記錄儀（記錄初撐力、工作阻力）、頂板離層儀（監(jiān)測(cè)頂板下沉量）、鉆孔應(yīng)力計(jì)（監(jiān)測(cè)煤體應(yīng)力變化）；③數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：繪制“時(shí)間-支架阻力”曲線，確定來壓步距（相鄰兩次來壓的推進(jìn)距離）和來壓強(qiáng)度（最大工作阻力與平均阻力的比值）。4.闡述煤礦井下防治水“探、防、堵、截、排”綜合措施的具體內(nèi)容。答案：①探：采用物探（瞬變電磁、地震波）、鉆探（超前探水鉆）手段，查明工作面周邊老空區(qū)、斷層含水性，執(zhí)行“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”原則；②防：留設(shè)防水煤柱（斷層、井田邊界）、加固巷道薄弱地段（注漿加固）、設(shè)置防水閘門（井底車場(chǎng)、采區(qū)入口）；③堵：對(duì)導(dǎo)水?dāng)鄬?、陷落柱采用水?水玻璃雙液注漿封堵，切斷水源通道；④截：在巷道低洼處設(shè)置截水溝、沉淀池，攔截井下流動(dòng)的污水；⑤排：完善排水系統(tǒng)（工作泵、備用泵、檢修泵），確保排水能力≥最大涌水量的1.2倍，定期清理水倉(cāng)和水溝。5.對(duì)比分析走向長(zhǎng)壁采煤法與傾斜長(zhǎng)壁采煤法的巷道布置特點(diǎn)及適用條件。答案：走向長(zhǎng)壁采煤法巷道布置：工作面沿走向推進(jìn)，區(qū)段平巷（運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷）沿傾向布置，采區(qū)上山（運(yùn)輸上山、軌道上山）沿走向布置，形成“采區(qū)-區(qū)段-工作面”三級(jí)準(zhǔn)備；特點(diǎn)是采區(qū)生產(chǎn)集中、通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定，但傾斜長(zhǎng)度受階段高度限制（一般150-200m），適用于傾角＞12°的煤層（便于區(qū)段平巷自流排水）。傾斜長(zhǎng)壁采煤法巷道布置：工作面沿傾向推進(jìn)，區(qū)段平巷（運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷）沿走向布置，取消采區(qū)上山，采用大巷直接連接工作面；特點(diǎn)是巷道掘進(jìn)率低（減少上山工程）、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但需解決俯采（傾角＞8°時(shí)排水困難）或仰采（傾角＞12°時(shí)煤壁片幫嚴(yán)重）問題，適用于傾角＜12°的煤層（緩傾斜或近水平）。四、綜合分析題（共25分）某煤礦設(shè)計(jì)開采二疊系山西組3號(hào)煤層，地質(zhì)資料如下：煤層平均厚度6.5m，傾角10°，埋深450m；直接頂為4m厚的砂質(zhì)泥巖（單向抗壓強(qiáng)度35MPa），老頂為8m厚的中粒砂巖（單向抗壓強(qiáng)度65MPa）；煤層瓦斯含量8m3/t，絕對(duì)涌出量12m3/min（低瓦斯礦井）；底板為泥巖，遇水易膨脹；礦井正常涌水量400m3/h，最大涌水量700m3/h。問題：1.確定該煤層合理的采煤方法，并說明選擇依據(jù)（8分）。2.設(shè)計(jì)工作面巷道布置方案，繪制簡(jiǎn)要示意圖（可用文字描述關(guān)鍵參數(shù)）（7分）。3.提出瓦斯治理與防滅火的主要技術(shù)措施（10分）。答案：1.合理采煤方法：大采高一次采全厚采煤法。選擇依據(jù)：①煤層厚度6.5m，處于大采高適用范圍（3.5-6.0m為常規(guī)大采高，部分礦井可采至7.0m）；②傾角10°（緩傾斜），俯采或仰采難度??；③直接頂砂質(zhì)泥巖（35MPa）屬中等穩(wěn)定，老頂中粒砂巖（65MPa）堅(jiān)硬但厚度8m（周期來壓步距預(yù)計(jì)15-20m），大采高支架（工作阻力8000-10000kN）可有效控制頂板；④低瓦斯礦井（絕對(duì)涌出量12m3/min），大采高工作面配風(fēng)（2000-2500m3/min）可滿足瓦斯稀釋要求；⑤避免放頂煤采煤法（厚度6.5m時(shí)放頂煤回采率提升空間小，且底板泥巖遇水膨脹可能影響放煤效果）。2.工作面巷道布置方案：采用傾斜長(zhǎng)壁后退式布置（因傾角10°＜12°，適合傾斜長(zhǎng)壁）。關(guān)鍵參數(shù)：①工作面長(zhǎng)度280-300m（大采高設(shè)備配套能力允許）；②運(yùn)輸巷（進(jìn)風(fēng)、運(yùn)煤）與回風(fēng)巷（回風(fēng)、行人）沿走向平行布置，間距200m（區(qū)段煤柱寬度，留設(shè)15-20m保護(hù)煤柱）；③開切眼長(zhǎng)度300m，采用雙巷掘進(jìn)（運(yùn)輸巷+輔助運(yùn)輸巷），輔助運(yùn)輸巷后期作為回風(fēng)巷；④巷道斷面：運(yùn)輸巷寬5.0m、高3.8m（凈斷面19m2），滿足SGZ1000/2×1000型刮板輸送機(jī)（寬1.0m）和無軌膠輪車通行；回風(fēng)巷寬4.5m、高3.6m（凈斷面16.2m2），滿足行人與設(shè)備搬運(yùn)；⑤巷道支護(hù)：頂板采用φ22×2400mm左旋螺紋鋼錨桿（間排距800×800mm）+W鋼帶+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，兩幫采用φ20×2000mm錨桿（間排距1000×800mm），底板泥巖段鋪底100mm厚混凝土防止膨脹。3.瓦斯治理與防滅火措施：瓦斯治理：①工作面配風(fēng)量按Q=100×q×k計(jì)算（q=12m3/min，k=1.5），需配風(fēng)1800m3/min（實(shí)際取2000m3/min）；②回風(fēng)巷設(shè)置瓦斯傳感器（T1、T2），報(bào)警濃度0.8%，斷電濃度1.2%；③采用高位鉆孔抽采（在回風(fēng)巷向老頂砂巖施工φ113mm鉆孔，終孔層位距煤層頂板15-20m，抽采采空區(qū)裂隙帶瓦斯，預(yù)計(jì)抽采量4-5