2025年煤礦采掘技術(shù)試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.某礦井田地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層發(fā)育且地應(yīng)力較高，設(shè)計準(zhǔn)備巷道時，優(yōu)先選擇的斷面形狀是（）。A.矩形斷面B.梯形斷面C.半圓拱形斷面D.三心拱形斷面答案：C。半圓拱形斷面承載能力強，適用于地壓較大、圍巖穩(wěn)定性差的巷道，能有效分散應(yīng)力集中，減少支護結(jié)構(gòu)破壞風(fēng)險。2.綜采工作面設(shè)備配套中，采煤機截深與液壓支架推移步距的關(guān)系應(yīng)滿足（）。A.截深=推移步距B.截深=1.5×推移步距C.推移步距=1.2×截深D.無直接關(guān)聯(lián)答案：A。為保證割煤與移架的同步性，采煤機截深應(yīng)與液壓支架推移步距一致，通常為0.6m或0.8m，確保頂煤（巖）及時支護，避免空頂面積過大。3.大采高工作面（采高≥6m）回采時，端面冒頂?shù)闹饕T因是（）。A.支架初撐力不足B.采空區(qū)懸頂面積大C.煤層硬度系數(shù)高D.通風(fēng)量過大答案：A。大采高工作面煤壁片幫后，端面空頂面積大，若支架初撐力不足，無法有效控制頂板下沉，易引發(fā)冒頂；初撐力需達到額定工作阻力的80%以上才能有效抑制頂板離層。4.放頂煤開采中，“兩硬”條件（硬煤層、硬頂板）下，提高頂煤回收率的關(guān)鍵技術(shù)是（）。A.增加采放比B.超前深孔預(yù)裂爆破C.降低支架工作阻力D.縮短放煤時間答案：B。硬煤層和硬頂板條件下，頂煤破碎困難，需通過超前深孔預(yù)裂爆破弱化頂板和煤層，改善頂煤冒放性；采放比過大易導(dǎo)致混矸率升高，故需合理控制。5.沖擊地壓礦井中，巷道布置應(yīng)避免（）。A.沿空掘巷B.雙巷并行C.大斷面開切眼D.穿層巷道答案：B。雙巷并行會在煤柱中形成應(yīng)力疊加區(qū)，增加沖擊危險性；沿空掘巷可利用采空區(qū)卸壓，降低應(yīng)力集中，是沖擊地壓礦井的優(yōu)選布置方式。6.智能化采煤工作面中，實現(xiàn)“記憶割煤”的核心技術(shù)是（）。A.慣性導(dǎo)航定位B.視頻監(jiān)控C.液壓支架電液控制D.煤巖識別答案：A。記憶割煤需采煤機按預(yù)設(shè)軌跡自動運行，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過實時監(jiān)測位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合三維地質(zhì)模型修正路徑，是實現(xiàn)自動割煤的關(guān)鍵；煤巖識別主要用于滾筒高度自適應(yīng)調(diào)整。7.巷道掘進中，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護時，錨索的主要作用是（）。A.加固淺部圍巖B.懸吊深部穩(wěn)定巖層C.限制圍巖表面位移D.提高圍巖黏聚力答案：B。錨索長度一般超過巷道松動圈，通過將淺部破碎圍巖與深部穩(wěn)定巖層連接，形成“懸吊結(jié)構(gòu)”，防止頂板整體垮落；錨桿主要加固淺部圍巖。8.薄煤層（厚度≤1.3m）機械化開采的主要難點是（）。A.通風(fēng)阻力大B.設(shè)備尺寸受限C.瓦斯涌出量高D.頂板壓力小答案：B。薄煤層空間狹窄，采煤機、刮板輸送機等設(shè)備需小型化設(shè)計，同時要保證足夠的過煤高度和可靠性，設(shè)備研發(fā)與配套難度大。9.礦井開拓方式選擇時，決定采用立井開拓的最主要依據(jù)是（）。A.煤層傾角B.表土層厚度C.井田走向長度D.礦井年產(chǎn)量答案：B。若表土層厚且富含水（如沖積層），斜井開拓需施工長距離明槽或凍結(jié)法，成本高；立井可直接穿過表土層，適應(yīng)性更強；煤層傾角主要影響開采方法，而非開拓方式。10.煤礦井下防治水“三專”措施中，“專用探放水設(shè)備”的核心要求是（）。A.防爆性能B.鉆進深度C.定向鉆進能力D.自動化程度答案：C。防治水需精準(zhǔn)探查構(gòu)造導(dǎo)水通道，專用探放水設(shè)備需具備定向鉆進能力（如隨鉆測量系統(tǒng)），確保鉆孔按設(shè)計軌跡延伸，避免漏探或誤探。二、填空題（每空1分，共20分）1.巷道圍巖松動圈測試常用方法有______、______和______（列舉三種）。答案：超聲波法、鉆孔應(yīng)力法、地質(zhì)雷達法2.綜采工作面“三機配套”指______、______和______的參數(shù)匹配。答案：采煤機、刮板輸送機、液壓支架3.放頂煤開采的采放比一般不超過______，厚煤層分層開采時，分層厚度應(yīng)控制在______m以內(nèi)。答案：1:3；64.沖擊地壓的解危措施主要包括______、______和______（列舉三種）。答案：煤層注水、大直徑鉆孔卸壓、爆破卸壓5.智能化開采的“三自主”能力是指______、______和______。答案：自主感知、自主決策、自主執(zhí)行6.錨桿支護設(shè)計中，錨桿間排距通常為______m，錨固長度不小于______m。答案：0.8～1.2；0.87.礦井通風(fēng)方式按進回風(fēng)井位置分為______、______和______。答案：中央式、對角式、混合式8.煤與瓦斯突出的“四位一體”綜合防突措施包括______、______、______和______。答案：區(qū)域綜合防突措施、局部綜合防突措施、效果檢驗、安全防護措施三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述大采高工作面礦壓顯現(xiàn)的主要特點。答：大采高工作面（采高≥6m）礦壓顯現(xiàn)具有以下特點：①頂板來壓強度大，由于采高增加，直接頂和基本頂?shù)目迓洳骄嘣龃螅瑏韷簳r支架受力顯著高于中厚煤層；②煤壁片幫嚴重，采高越大，煤壁暴露高度越高，在超前支承壓力作用下，片幫深度可達2～3m，易引發(fā)端面冒頂；③支架-圍巖關(guān)系敏感，支架初撐力和工作阻力需嚴格匹配，初撐力不足時頂板下沉量增大，可能導(dǎo)致壓架事故；④采空區(qū)懸頂面積大，基本頂破斷后形成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，易發(fā)生大面積來壓，威脅設(shè)備和人員安全。2.說明沿空留巷技術(shù)的關(guān)鍵要點及適用條件。答：沿空留巷是指在回采工作面后方保留上區(qū)段運輸巷作為下區(qū)段回風(fēng)巷的技術(shù)，關(guān)鍵要點包括：①巷旁支護，采用高水材料充填、混凝土砌塊或木垛等，形成穩(wěn)定的承載結(jié)構(gòu)，承受采動應(yīng)力；②頂板控制，通過超前錨桿、錨索加固原巷道頂板，減少留巷過程中的下沉量；③變形監(jiān)測，實時監(jiān)測巷道收斂、頂板離層數(shù)據(jù)，調(diào)整支護參數(shù)；④瓦斯與通風(fēng)管理，留巷區(qū)域易積聚瓦斯，需加強通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化和瓦斯抽采。適用條件：煤層傾角較?。ā?5°）、頂板中等穩(wěn)定以上、煤層厚度2～5m、無嚴重沖擊地壓的礦井；若頂板過于破碎或地壓過高，留巷難度顯著增加。3.分析智能化采煤工作面與傳統(tǒng)工作面的核心差異。答：核心差異體現(xiàn)在“三化”：①感知智能化，傳統(tǒng)工作面依賴人工觀察和單點傳感器，智能工作面通過多源傳感器（如慣性導(dǎo)航、毫米波雷達、視頻AI）實現(xiàn)全空間、多參數(shù)實時感知，數(shù)據(jù)采集頻率達毫秒級；②決策自主化，傳統(tǒng)工作面由人工經(jīng)驗決策割煤速度、支架動作，智能工作面通過AI算法融合地質(zhì)模型、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，自動生成控制指令，實現(xiàn)“記憶割煤+自適應(yīng)調(diào)整”；③執(zhí)行無人化，傳統(tǒng)工作面需多人現(xiàn)場操作設(shè)備，智能工作面通過電液控系統(tǒng)、遠程操作臺實現(xiàn)“有人巡視、無人操作”，關(guān)鍵工序（如移架、推溜）自動化率≥90%。4.簡述厚煤層大采高一次采全高與放頂煤開采的優(yōu)缺點比較。答：大采高一次采全高優(yōu)點：資源回收率高（≥95%），回采工序簡單，巷道掘進量少，生產(chǎn)集中；缺點：設(shè)備投資大（需大采高液壓支架、大功率采煤機），對頂板控制要求高，片幫冒頂風(fēng)險大，適用于煤層厚度6～10m、頂板較完整的條件。放頂煤開采優(yōu)點：設(shè)備成本較低，對煤層厚度適應(yīng)性強（5～20m），可通過放煤口控制采出量；缺點：資源回收率較低（75%～85%），混矸率高影響煤質(zhì)，瓦斯治理難度大（采空區(qū)漏風(fēng)易引發(fā)瓦斯積聚），適用于煤層較軟、頂板易垮落的“兩軟”條件。5.說明巷道錨桿支護的作用機理。答：錨桿支護通過以下機理提高圍巖穩(wěn)定性：①懸吊作用，將巷道頂部松動圍巖懸吊在深部穩(wěn)定巖層上，防止其垮落；②組合梁作用，在層狀頂板中，錨桿將各巖層擠壓成整體“組合梁”，提高頂板抗彎強度；③擠壓加固作用，錨桿施加的預(yù)緊力在圍巖中形成壓應(yīng)力區(qū)，抵消部分拉應(yīng)力，抑制裂隙擴展；④圍巖強度強化作用，錨桿限制圍巖的橫向變形，提高圍巖的內(nèi)摩擦角和黏聚力，使圍巖由“載荷體”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺休d體”。四、計算題（每題10分，共20分）1.某礦井運輸大巷設(shè)計斷面為半圓拱形，凈寬4.5m，墻高1.8m，圍巖松動圈厚度1.2m，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護。已知錨桿長度計算公式為L=1.1B+D（B為巷道跨度，D為松動圈厚度），錨桿間排距為0.8m×0.8m，試計算：（1）錨桿設(shè)計長度；（2）每米巷道錨桿用量（根）。解：（1）巷道跨度B=凈寬=4.5m，松動圈厚度D=1.2m錨桿長度L=1.1×4.5+1.2=4.95+1.2=6.15m（取6.2m）（2）半圓拱形斷面周長C=π×(B/2)+2×墻高=3.14×(4.5/2)+2×1.8=7.065+3.6=10.665m每米巷道錨桿數(shù)量=周長/（間排距×1m）=10.665/(0.8×1)=13.33根，取14根（實際需考慮頂幫分區(qū)布置，頂部加密，本題簡化計算）答案：（1）6.2m；（2）14根2.某綜采工作面煤層平均厚度5.5m，容重1.35t/m3，采煤機截深0.8m，工作面長度200m，循環(huán)時間4h，日循環(huán)數(shù)6個。試計算：（1）單個循環(huán)產(chǎn)量；（2）日產(chǎn)量（保留兩位小數(shù)）。解：（1）單個循環(huán)產(chǎn)量=煤層厚度×截深×工作面長度×容重=5.5×0.8×200×1.35=5.5×0.8=4.4；4.4×200=880；880×1.35=1188t（2）日產(chǎn)量=單個循環(huán)產(chǎn)量×日循環(huán)數(shù)=1188×6=7128.00t答案：（1）1188t；（2）7128.00t五、綜合分析題（每題10分，共20分）1.某礦井1203工作面回采至500m時，礦壓監(jiān)測顯示超前支承壓力峰值由15MPa增至25MPa，同時煤壁片幫深度從0.5m增加至1.8m，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)液壓支架活柱下縮量增大（由100mm/d增至300mm/d）。請分析可能原因，并提出針對性解決措施。答：可能原因：①工作面推進至斷層或褶曲構(gòu)造附近，構(gòu)造應(yīng)力疊加導(dǎo)致超前支承壓力升高；②頂板巖性變化（如由泥巖變?yōu)樯皫r），基本頂懸頂面積增大，來壓強度增強；③液壓支架初撐力不足（可能因泵站壓力低或管路漏液），無法有效控制頂板下沉；④煤層硬度降低（如遇軟煤分層），煤壁自穩(wěn)能力下降。解決措施：①立即開展地質(zhì)探查（物探+鉆探），確認構(gòu)造位置及影響范圍；②加強頂板管理，提高支架初撐力（泵站壓力≥30MPa，初撐力≥額定值的80%），片幫區(qū)域及時拉超前架或打貼幫柱；③對煤壁進行注漿加固（采用高分子材料），提高煤體黏結(jié)強度；④調(diào)整推進速度，放慢割煤速度（由5m/h降至3m/h），減少對頂板的擾動；⑤若確認是基本頂來壓，可在超前20m范圍施工卸壓鉆孔（直徑150mm，深度15m），釋放集中應(yīng)力。2.某煤礦規(guī)劃建設(shè)智能化示范工作面，需實現(xiàn)“有人巡視、無人操作”目標(biāo)。請從設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、人員培訓(xùn)三方面，闡述關(guān)鍵實施步驟。答：（1）設(shè)備選型：①采煤機選用具備記憶割煤、煤巖識別功能的智能機型（如國產(chǎn)某型交流電牽引采煤機，配備慣性導(dǎo)航+多光譜煤巖識別系統(tǒng)）；②液壓支架采用電液控制系統(tǒng)（響應(yīng)時間≤0.5s），具備自動跟機移架、姿態(tài)調(diào)平功能；③刮板輸送機配置智能變頻驅(qū)動裝置，可根據(jù)煤量自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；④增加智能感知設(shè)備（如分布式光纖應(yīng)力傳感器、5G礦用基站），實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)的全時采集。（2）系統(tǒng)集成：①搭建“智能管控平臺”，融合地質(zhì)模型（精度0.5m）、設(shè)備數(shù)據(jù)庫、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過AI算法生成控制指令；②實現(xiàn)