2025年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程(煤炭開(kāi)采)試驗(yàn)班挑戰(zhàn)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在厚煤層綜放開(kāi)采中，為提高頂煤回收率，通常將支架尾梁擺角控制在A.30°～35°B.40°～45°C.50°～55°D.60°～65°答案：B2.依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第四百三十七條，突出煤層掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)鉆孔超前距不得小于A.5mB.7mC.10mD.12m答案：C3.深井開(kāi)采中，引起巖爆的主要力學(xué)機(jī)制是A.拉張破壞B.剪切滑移C.應(yīng)變型脆性破壞D.彎曲失穩(wěn)答案：C4.采用“三軟”煤層沿空留巷時(shí)，關(guān)鍵控制對(duì)象是A.直接頂B.基本頂C.巷旁充填體D.煤柱答案：C5.某礦綜采面支架工作阻力為12000kN，支護(hù)強(qiáng)度為1.2MPa，則支架中心距為A.1.25mB.1.50mC.1.75mD.2.00m答案：B6.在瓦斯抽采鉆孔封孔工藝中，聚氨酯封孔段長(zhǎng)度一般不小于A.3mB.5mC.8mD.10m答案：B7.沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警中，微震事件b值突然下降預(yù)示A.應(yīng)力釋放充分B.進(jìn)入相對(duì)平靜期C.大能量事件逼近D.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障答案：C8.沿空掘巷窄煤柱寬度由15m減至8m，則巷道圍巖變形量平均增加約A.10%B.25%C.40%D.60%答案：D9.大采高工作面煤壁片幫臨界深度與煤體單軸抗壓強(qiáng)度關(guān)系為A.線(xiàn)性正相關(guān)B.線(xiàn)性負(fù)相關(guān)C.指數(shù)負(fù)相關(guān)D.指數(shù)正相關(guān)答案：C10.采用N2foam防滅火時(shí)，泡沫穩(wěn)定時(shí)間（半衰期）不應(yīng)低于A.6hB.12hC.24hD.36h答案：C11.在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算中，HardyCross法迭代收斂判據(jù)通常取A.0.01m3/sB.0.05m3/sC.0.10m3/sD.0.50m3/s答案：B12.厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，下分層工作面超前上分層工作面的合理距離為A.40～60mB.80～120mC.150～200mD.250～300m答案：B13.突出煤層區(qū)域防突措施效果檢驗(yàn)鉆孔布置應(yīng)控制到巷道輪廓線(xiàn)外A.2mB.3mC.5mD.7m答案：C14.某礦主井提升采用4繩摩擦輪，防滑安全系數(shù)驗(yàn)算時(shí)，鋼絲繩與襯墊摩擦系數(shù)取A.0.20B.0.25C.0.30D.0.35答案：B15.智能化工作面“記憶截割”精度要求煤厚變化誤差不超過(guò)A.±50mmB.±100mmC.±150mmD.±200mm答案：B二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共30分；每題至少有兩個(gè)正確答案，多選少選均不得分）16.下列屬于深部開(kāi)采“三高一擾動(dòng)”特征的有A.高地應(yīng)力B.高瓦斯壓力C.高巖體溫度D.高滲透水壓答案：A、B、C17.影響綜放開(kāi)采頂煤冒放性的主要地質(zhì)因素包括A.煤體裂隙發(fā)育程度B.夾矸厚度C.煤層埋深D.煤層含水率答案：A、B、D18.沿空留巷巷旁充填材料應(yīng)具備的性能有A.早強(qiáng)B.高膨脹C.微膨脹D.高抗折答案：A、C、D19.沖擊地壓解危措施中，屬于“卸”的手段有A.煤層注水B.深孔爆破C.頂板預(yù)裂D.煤柱卸壓答案：B、C、D20.智能化綜采工作面實(shí)現(xiàn)“三機(jī)”協(xié)同的關(guān)鍵技術(shù)包括A.姿態(tài)慣導(dǎo)B.5G通信C.數(shù)字孿生D.區(qū)塊鏈答案：A、B、C21.瓦斯抽采效果評(píng)價(jià)指標(biāo)有A.抽采半徑B.抽采量C.抽采率D.瓦斯?jié)舛却鸢福篈、B、C22.下列屬于礦井熱害治理“主動(dòng)降溫”技術(shù)的有A.冰冷卻B.壓縮空氣膨脹C.熱管換熱D.壓氣噴淋答案：A、B、D23.大采高工作面液壓支架立柱安全閥開(kāi)啟壓力設(shè)定需考慮A.立柱缸徑B.泵站壓力C.頂板來(lái)壓步距D.支架重量答案：A、B、C24.煤與瓦斯突出綜合預(yù)警平臺(tái)數(shù)據(jù)層包含A.微震監(jiān)測(cè)B.瓦斯涌出C.支架阻力D.礦工定位答案：A、B、C25.采用CO?驅(qū)替煤層瓦斯時(shí)，需重點(diǎn)監(jiān)測(cè)A.吸附膨脹變形B.滲透率變化C.氣體組分D.煤粉產(chǎn)生答案：A、B、C、D三、判斷改錯(cuò)題（每題2分，共20分；先判斷對(duì)錯(cuò)，若錯(cuò)則劃出錯(cuò)誤部分并改正）26.沖擊地壓礦井必須建立“區(qū)域—局部—點(diǎn)”三級(jí)監(jiān)測(cè)體系。答案：√27.厚煤層綜放開(kāi)采時(shí)，頂煤破碎主要依賴(lài)支架反復(fù)支撐作用。答案：×改正：主要依賴(lài)基本頂回轉(zhuǎn)擠壓與支架反復(fù)支撐共同作用28.沿空留巷巷旁充填體強(qiáng)度越高越有利于控制圍巖變形。答案：×改正：充填體強(qiáng)度應(yīng)與圍巖變形協(xié)調(diào)，過(guò)高易引發(fā)應(yīng)力集中29.深孔爆破卸壓鉆孔直徑越大，卸壓范圍一定越大。答案：×改正：直徑過(guò)大易引發(fā)能量突變，需與地應(yīng)力匹配30.智能化工作面“一鍵啟?！惫δ鼙仨氁蕾?lài)5G專(zhuān)網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)。答案：×改正：也可通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)+WiFi6實(shí)現(xiàn)31.瓦斯抽采鉆孔封孔深度與煤層透氣性無(wú)關(guān)。答案：×改正：透氣性差需增加封孔深度32.煤巷掘進(jìn)工作面預(yù)測(cè)指標(biāo)K?≥0.5時(shí)，必須執(zhí)行區(qū)域防突措施。答案：√33.礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，角聯(lián)巷道的風(fēng)流方向不會(huì)因風(fēng)阻變化而逆轉(zhuǎn)。答案：×改正：角聯(lián)巷道風(fēng)流方向可能逆轉(zhuǎn)34.采用液態(tài)CO?防滅火時(shí)，CO?注入溫度越低，滅火效果越差。答案：×改正：溫度越低，氣化吸熱越大，效果越好35.大采高工作面煤壁片幫深度與支架護(hù)幫板長(zhǎng)度呈線(xiàn)性正相關(guān)。答案：×改正：呈非線(xiàn)性負(fù)相關(guān)四、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）36.簡(jiǎn)述深部開(kāi)采沖擊地壓“應(yīng)力—能量”雙控機(jī)制，并給出現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例。答案：深部開(kāi)采沖擊地壓源于高地應(yīng)力與高能級(jí)聚集，雙控機(jī)制即通過(guò)應(yīng)力調(diào)控（卸壓爆破、注水軟化）降低應(yīng)力峰值，通過(guò)能量耗散（人工誘發(fā)微震、切頂卸壓）提前釋放彈性能。實(shí)例：山東某礦980m水平，工作面回采前實(shí)施“深孔爆破+水壓致裂”組合卸壓，爆破孔深25m、孔徑75mm，裝藥量6kg/m，爆破后微震總能量下降42%，未發(fā)生大于10?J事件，實(shí)現(xiàn)安全回采。37.說(shuō)明厚煤層綜放開(kāi)采頂煤“壓裂—破碎—冒放”三階段演化規(guī)律，并給出提高回收率的技術(shù)途徑。答案：階段Ⅰ（壓裂）：基本頂回轉(zhuǎn)擠壓，頂煤產(chǎn)生縱向裂隙；階段Ⅱ（破碎）：支架反復(fù)支撐，裂隙擴(kuò)展貫通，煤體強(qiáng)度劣化；階段Ⅲ（冒放）：支架移架瞬間，頂煤失穩(wěn)冒落。技術(shù)途徑：①優(yōu)化放煤步距0.8m；②提高支架尾梁擺角至45°；③采用“雙輪”放煤工藝；④預(yù)裂爆破弱化頂煤；⑤注入高壓水軟化，回收率由78%提至86%。38.闡述沿空留巷“卸—支—讓”協(xié)同控制原理，并給出巷旁充填體參數(shù)設(shè)計(jì)方法。答案：“卸”指切縫爆破卸壓；“支”指高強(qiáng)充填體及時(shí)支護(hù)；“讓”指充填體可縮變形吸收圍巖能量。參數(shù)設(shè)計(jì)：①充填體寬度B=0.15H+1.2（H為埋深，m）；②強(qiáng)度R=0.4σc（σc為煤體單軸強(qiáng)度）；③可縮量≥200mm；④早強(qiáng)3h達(dá)5MPa?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，巷道兩幫移近量減至180mm，較傳統(tǒng)留巷降低55%。39.給出智能化綜采工作面“數(shù)字孿生”構(gòu)建流程，并說(shuō)明其精度驗(yàn)證方法。答案：流程：①多源數(shù)據(jù)采集（LiDAR、慣導(dǎo)、視頻）；②三維地質(zhì)建模（GOCAD）；③裝備模型庫(kù)構(gòu)建（SolidWorks）；④實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（OPCUA協(xié)議）；⑤虛擬調(diào)試與可視化（Unity3D）。精度驗(yàn)證：①幾何誤差≤30mm；②運(yùn)動(dòng)同步延遲≤100ms；③產(chǎn)量誤差≤3%；④通過(guò)人工實(shí)測(cè)與孿生模型對(duì)比，采用t檢驗(yàn)，P>0.05為合格。40.說(shuō)明CO?ECBM（CO?驅(qū)替煤層氣）中“吸附膨脹—滲透率”負(fù)反饋機(jī)制，并給出增透技術(shù)對(duì)策。答案：CO?吸附導(dǎo)致煤基質(zhì)膨脹，滲透率下降，形成負(fù)反饋。增透對(duì)策：①超臨界CO?（>31℃、7.38MPa）降低膨脹系數(shù)；②脈沖注氣（5min注/5min停）形成疲勞裂隙；③注入N?稀釋CO?，降低分壓；④同步超聲波激勵(lì)，滲透率由0.8×10?1?m2恢復(fù)至2.3×10?1?m2，CH?產(chǎn)量提高1.7倍。五、計(jì)算題（每題15分，共30分）41.某礦綜放工作面埋深800m，煤層厚度6.5m，傾角12°，工作面長(zhǎng)220m，周期來(lái)壓步距18m，基本頂平均容重25kN/m3，斷裂角60°。試按“傳遞巖梁”理論計(jì)算基本頂初次來(lái)壓時(shí)支架所需工作阻力，并驗(yàn)算現(xiàn)有12000kN支架是否滿(mǎn)足要求。答案：（1）計(jì)算基本頂斷裂長(zhǎng)度：L?=πh√(R?/3q)，取h=15m，R?=5MPa，q=25×15=375kN/m2，得L?=20.4m。（2）計(jì)算巖梁重量：W=γ×L?×H×S=25×20.4×15×220=1.683×10?kN。（3）按“傳遞巖梁”公式：P=W/(nK)，n=0.65（傳遞系數(shù)），K=0.85（動(dòng)載系數(shù)），得P=1.683×10?/(0.65×0.85)=3.05×10?kN。（4）單架承擔(dān)：P?=P/(220/1.5)=3.05×10?/147=20748kN。（5）驗(yàn)算：20748kN>12000kN，不滿(mǎn)足，需增至21000kN或采用“分組+讓壓”控制。42.某突出煤層掘進(jìn)工作面執(zhí)行區(qū)域防突措施，設(shè)計(jì)抽采鉆孔孔徑120mm，鉆孔間距3m，抽采時(shí)間90d，煤層原始瓦斯壓力1.8MPa，透氣性系數(shù)0.06m2/(MPa2·d)，鉆孔有效半徑公式R=2.3√(λt)。計(jì)算鉆孔有效控制半徑，并判斷鉆孔布置是否滿(mǎn)足《防突細(xì)則》要求（抽采半徑≥1.5m）。答案：（1）代入公式：R=2.3√(0.06×90)=2.3×2.32=5.34m。（2）有效半徑：r=0.6R=3.2m>1.5m，滿(mǎn)足要求。（3）鉆孔間距3m<2r=6.4m，重疊系數(shù)2.13，布置合理。六、案例分析題（每題25分，共50分）43.案例：內(nèi)蒙古某礦31煤層埋深450m，厚度5.8m，硬度f(wàn)=2.5，采用大采高一次采全高工藝，支架型號(hào)ZY12000/28/63，投產(chǎn)第15d發(fā)生大面積片幫，最大片深1.4m，導(dǎo)致停機(jī)6h?，F(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)：煤壁前方0～3m范圍超前支承壓力峰值22MPa，煤體含水率4.2%，支架護(hù)幫板長(zhǎng)度1.2m，未能有效貼幫。任務(wù)：（1）分析片幫主因（8分）；（2）提出針對(duì)性控制方案（10分）；（3）給出實(shí)施后預(yù)期效果及監(jiān)測(cè)方法（7分）。答案：（1）主因：①煤體強(qiáng)度低（f=2.5）；②護(hù)幫板短，僅1.2m，無(wú)法覆蓋塑性區(qū)（3m）；③超前支承壓力22MPa，超過(guò)煤體單軸強(qiáng)度（約10MPa）2倍；④含水率低，裂隙發(fā)育，粘結(jié)力差。（2）方案：①加長(zhǎng)護(hù)幫板至2.0m，采用兩級(jí)伸縮結(jié)構(gòu)；②實(shí)施煤壁超前注水，含水率提至6%，注水孔深4m，間距1.5m；③支架增設(shè)“煤壁補(bǔ)償”油缸，推力≥80kN；④采用“π”型鋼梁臨時(shí)支護(hù)，間距0.6m；⑤優(yōu)化割煤速度，由4m/min降至2m/min，減少擾動(dòng)。（3）預(yù)期：片幫深度降至0.3m以?xún)?nèi)，開(kāi)機(jī)率由82%提至95%；監(jiān)測(cè)：采用激光掃描儀每班測(cè)煤壁輪廓，精度±5mm；安設(shè)鉆孔應(yīng)力計(jì)，測(cè)壓范圍0～30MPa；微震監(jiān)測(cè)日事件數(shù)<5次，能量<103J。44.案例：山東某礦1200m水平綜放工作面，面長(zhǎng)280m，煤層厚8.2m，瓦斯含量18m3/t，回采第6個(gè)月出現(xiàn)上隅角瓦斯超限（>1.5%），抽采系統(tǒng)能力300m3/min，實(shí)測(cè)上隅角瓦斯涌出量420m3/min。任務(wù)：（1）計(jì)算瓦斯抽采缺口并分析超限原因（8分）；（2）設(shè)計(jì)增透與抽采優(yōu)化方案（10分）；（3）給出效果檢驗(yàn)指標(biāo)與安全閾值（7分）。答案：（1）缺口：420300=120m3/min；原因：①埋深大，瓦斯含量高；②頂板裂隙發(fā)育，采空區(qū)漏風(fēng)帶走瓦斯；③抽采鉆孔封孔不嚴(yán)，漏氣率35%；④上覆7m厚油頁(yè)巖阻隔，垂直抽采效果差。（2）方案：①