2025年礦業(yè)工程礦山安全監(jiān)測技術知識考察試題及答案解析一、單項選擇題（每題1分，共30分）1.在煤礦井下采空區(qū)自然發(fā)火監(jiān)測中，下列哪項氣體指標最先出現明顯升高，可作為早期預警的關鍵參數？A.CO?B.C?H?C.COD.CH?答案：C解析：CO是煤氧化最先生成的標志性氣體，其濃度在30～50ppm時即可判定為自燃潛伏期，遠早于C?H?（120℃以上才出現）和CO?（背景值高、干擾大）。2.微震監(jiān)測臺網布設時，若目標煤層埋深800m，巖體P波速度4200m/s，則最佳臺間距應控制在：A.200mB.400mC.600mD.800m答案：B解析：根據“有效監(jiān)測半徑≤0.4×埋深”經驗公式，800m埋深對應320m，再考慮P波速度及定位誤差，400m臺間距可保證震源定位誤差≤20m。3.采用分布式光纖測溫（DTS）進行帶式輸送機火災監(jiān)測時，空間分辨率與測量時間的關系為：A.空間分辨率提高1倍，測量時間縮短為1/4B.空間分辨率提高1倍，測量時間延長為4倍C.二者無關D.空間分辨率提高1倍，測量時間延長為2倍答案：B解析：DTS基于拉曼散射，空間分辨率Δz與脈沖寬度τ成正比，信噪比SNR∝√(τ·N)，若Δz減半，τ減半，為保持SNR需累加4倍采樣次數，故測量時間延長4倍。4.井下5G基站采用漏纜通信時，漏纜耦合損耗設計值為75dB，若移動終端靈敏度100dBm，基站發(fā)射功率20W，則最大理論覆蓋距離約為：A.150mB.300mC.450mD.600m答案：C解析：20W=43dBm，最大允許路徑損耗=43(100)75=68dB；漏纜縱向損耗約0.15dB/m，68/0.15≈450m。5.根據《煤礦安全規(guī)程》2022版，采掘工作面回風流中CO濃度報警值設定為：A.10ppmB.24ppmC.50ppmD.100ppm答案：B解析：規(guī)程第135條明確規(guī)定24ppm為斷電值，報警值取80%即19ppm，但系統(tǒng)整定最小刻度24ppm，故報警值同步為24ppm。6.在巖層移動角監(jiān)測中，采用InSAR技術獲取的LOS向最大形變梯度為120mm/100m，若巖層移動角正切值經驗系數為0.7，則預測地表裂縫帶邊緣距采空區(qū)邊界的水平距離約為：A.70mB.120mC.170mD.220m答案：C解析：tanβ=0.7，ΔH=120mm，ΔL=ΔH/tanβ=0.12/0.7≈0.17km=170m。7.采用UWB精確定位時，時鐘漂移是主要誤差源，若基站恒溫晶振穩(wěn)定度±0.05ppm，1h累積測距誤差為：A.0.3mmB.3mmC.30mmD.300mm答案：C解析：0.05ppm=5×10??，光速3×10?m/s，1h=3600s，誤差=5×10??×3×10?×3600=54mm，雙向測距減半，約30mm。8.礦井瞬變電磁法探測含水構造時，發(fā)送電流關斷時間從1ms優(yōu)化至0.1ms，則對200Ω·m圍巖中10m厚含水層的探測分辨率提升約為：A.1mB.2mC.5mD.無變化答案：B解析：關斷時間t與最小可分辨厚度d滿足d≈(2ρt/πμ?)^(1/2)，t由1ms→0.1ms，d減小√10≈3.16倍，原分辨率約6m，提升后約2m。9.在礦山物聯網架構中，MQTT協議QoS等級1表示：A.最多一次B.至少一次C.只有一次D.實時流答案：B解析：QoS1采用PUBACK確認機制，保證消息至少送達一次，但可能重復。10.采用激光甲烷遙測儀透過6mm防爆玻璃監(jiān)測采空區(qū)密閉，若玻璃透過率92%，儀器標稱探測靈敏度10ppm·m，則實際可探測最小濃度為：A.10ppmB.11ppmC.12ppmD.15ppm答案：B解析：光程折減系數0.92，最小可探測濃度=10/0.92≈11ppm。11.沖擊地壓“鉆屑法”監(jiān)測中，若鉆孔直徑42mm，每米鉆屑量達3.2kg，對照指標為2.5kg，則該位置沖擊危險等級判定為：A.無危險B.弱危險C.中等危險D.強危險答案：C解析：超指標28%，按《防治煤礦沖擊地壓細則》表3，超出20%～50%為中等危險。12.采用FBG傳感器監(jiān)測巷道頂板離層時，若應變片標距200mm，測得波長漂移1.2nm，應變靈敏度1.2pm/με，則離層量為：A.0.1mmB.0.2mmC.1mmD.2mm答案：B解析：應變ε=Δλ/(S·λB)=1.2nm/(1.2pm/με×1)=1000με，離層ΔL=ε×L=1000×10??×200=0.2mm。13.礦井主通風機在線監(jiān)測中，若靜壓傳感器量程2～+2kPa，輸出4～20mA，現場測得12mA，則實際靜壓為：A.0kPaB.0.5kPaC.1kPaD.0.5kPa答案：A解析：12mA對應中點，量程對稱，故為0kPa。14.采用無人機LiDAR掃描排土場邊坡，點云密度50pts/m2，若坡面粗糙度10cm，則按Nyquist采樣定理，可識別最小滑坡裂縫寬度為：A.10cmB.20cmC.30cmD.40cm答案：B解析：空間采樣間隔0.14m，Nyquist波長2×0.14=0.28m，實際裂縫寬度需≥0.2m方可識別。15.在礦山安全生產大數據平臺中，采用Kafka消息隊列時，partition數量與吞吐量的關系為：A.線性正相關B.指數正相關C.對數正相關D.無關答案：A解析：partition可并行消費，吞吐量隨partition線性增加，直至達到網卡或磁盤上限。16.采用地質雷達探測巷道迎頭前方斷層，若中心頻率100MHz，圍巖相對介電常數9，則理論分辨率為：A.0.25mB.0.5mC.1mD.2m答案：B解析：λ=c/(f√ε)=0.3/(100×3)=0.1m，分辨率≈λ/2=0.5m。17.井下無線傳感器網絡采用LoRa調制，若擴頻因子SF=12，帶寬125kHz，則理論空口速率約為：A.0.3kbpsB.1.0kbpsC.3.0kbpsD.10kbps答案：A解析：R=BW×(SF)/(2^SF)=125×12/4096≈0.37kbps。18.采用紅外熱像儀監(jiān)測高壓開關柜觸頭，若發(fā)射率0.92，反射溫度25℃，測得熱點溫度65℃，則真實溫度為：A.62℃B.65℃C.68℃D.70℃答案：C解析：按斯蒂芬玻爾茲曼校正公式，反射誤差約3℃，故真實溫度≈68℃。19.在礦井水害監(jiān)測中，采用電法CT反演，若電極距10m，陣列長度1km，則垂向分辨率約為：A.5mB.10mC.20mD.50m答案：B解析：電法CT垂向分辨率≈1/2電極距。20.采用機器視覺識別煤矸石，若相機幀率30fps，皮帶速度2m/s，則單幀最大允許檢測區(qū)域長度為：A.3.3cmB.6.7cmC.10cmD.15cm答案：B解析：1幀時間33ms，皮帶移動距離2×0.033=0.067m=6.7cm。21.在礦山云邊協同架構中，邊緣節(jié)點容器化部署采用KubeEdge，其默認容器運行時接口為：A.DockerShimB.containerdC.CRIOD.rkt答案：B解析：KubeEdgev1.12起默認containerd，減少Dockershim廢棄風險。22.采用聲發(fā)射監(jiān)測巖爆，若傳感器諧振頻率150kHz，采樣率需滿足：A.≥150kHzB.≥300kHzC.≥450kHzD.≥600kHz答案：B解析：Nyquist定理，≥2倍諧振頻率。23.井下防爆電池容量檢測，若磷酸鐵鋰電池在25℃下以0.5C放電，實測容量105Ah，標稱100Ah，則容量保持率為：A.95%B.100%C.105%D.110%答案：C解析：實測/標稱=105/100=105%，低溫容量回升現象。24.采用毫米波雷達監(jiān)測露天礦邊坡位移，若波長5mm，欲實現0.1mm位移監(jiān)測精度，則相位測量誤差需≤：A.1°B.3.6°C.7.2°D.18°答案：B解析：Δφ=2π×Δd/λ=2π×0.1/5=0.04πrad≈7.2°，實際系統(tǒng)取半，3.6°。25.在礦山AI視頻分析中，采用YOLOv7tiny模型，輸入640×640，若GPU為RTX3080，則單幀推理時間約為：A.2msB.5msC.10msD.20ms答案：B解析：實測FP16精度下5ms，滿足30fps實時。26.采用布里淵分布式光纖監(jiān)測巷道圍巖變形，若采樣間隔0.5m，應變精度±20με，則對3m巷道斷面可識別最小收斂變形為：A.0.06mmB.0.3mmC.0.6mmD.3mm答案：C解析：3m范圍共6個采樣點，誤差隨機疊加，最小可識別變形≈√6×20×10??×3000≈0.6mm。27.在礦山數字孿生平臺中，采用Unity渲染引擎，若模型三角面片數800萬，RTX4090顯卡，則穩(wěn)定幀率可保持：A.30fpsB.60fpsC.90fpsD.120fps答案：B解析：800萬面@4K，實測DLSS平衡模式穩(wěn)定60fps。28.采用北斗三號短報文傳輸瓦斯數據，若單次報文長度1000bit，信道速率31.25kbps，則單次發(fā)送時延為：A.16msB.32msC.64msD.128ms答案：B解析：1000/31250=0.032s=32ms。29.在礦山應急通信中，Mesh自組網節(jié)點采用802.11s，若2.4GHz頻段，20MHz帶寬，則單跳理論帶寬為：A.6MbpsB.54MbpsC.150MbpsD.300Mbps答案：C解析：802.11n2×2MIMO，20MHz，短GI，150Mbps。30.采用深度學習預測沖擊地壓，若樣本不平衡比1:10，采用FocalLoss，則最佳γ參數經驗取值為：A.0.5B.1.0C.2.0D.5.0答案：C解析：實驗表明γ=2可在召回與精度間取得最佳平衡。二、多項選擇題（每題2分，共20分）31.下列哪些技術可有效抑制礦井高硫煤層自然發(fā)火？A.注氮氣B.灌注三相泡沫C.壓注MgCl?溶液D.噴灑高分子阻化劑E.注CO?驅替答案：ABCD解析：高硫煤易氧化，注CO?易與硫化物反應生成COS，反而促進升溫，故E排除。32.關于礦用UWB定位系統(tǒng)，下列說法正確的是：A.穿透能力強于WiFi6B.測距誤差與帶寬成反比C.需嚴格時鐘同步D.可工作在3.5GHz免授權頻段E.支持TOF與TDOA兩種算法答案：ABCE解析：中國免授權頻段為6–8.5GHz，3.5GHz需授權，D錯誤。33.以下哪些屬于礦山安全生產標準化管理體系的8個核心要素？A.安全風險分級管控B.事故隱患排查治理C.職業(yè)健康D.文件管理E.持續(xù)改進答案：ABCE解析：文件管理為支持要素，非核心。34.采用InSAR監(jiān)測采空區(qū)沉陷，可能引起失相干的因素有：A.植被生長B.降雪覆蓋C.軌道誤差D.大氣延遲E.地物拆遷答案：ABCDE解析：全部選項均可導致相位失相干。35.在礦山邊緣AI計算盒中，為滿足ExibIIBT4防爆要求，需滿足：A.最高表面溫度≤135℃B.電池容量≤10AhC.電解電容能量≤20JD.無線發(fā)射功率≤6WE.外殼防護≥IP54答案：ACD解析：T4對應135℃；ib級電池容量可>10Ah；IP54為一般要求，非防爆核心。36.下列哪些方法可用于礦井突水水源快速判別？A.離子色譜B.熒光光譜C.氫氧同位素D.微核磁共振E.色度儀答案：ABCD解析：色度儀僅能測色度，無法判別水源。37.關于礦山5G專網，下列說法正確的是：A.支持5GLANB.可下沉UPF至井下C.需獨立核心網D.支持NPN模式E.頻段只能用700MHz答案：ABD解析：可共享公網核心網；頻段可用2.6GHz、3.5GHz。38.采用機器視覺檢測輸送帶縱向撕裂，下列算法組合效果最佳的是：A.傳統(tǒng)Canny邊緣+霍夫變換B.YOLOv5+語義分割C.背景差分+形態(tài)學D.光流法+閾值分割E.深度學習實例分割+邊緣增強答案：BE解析：實例分割可精確定位撕裂線，邊緣增強提升細裂縫檢出。39.下列哪些屬于礦山安全生產“六大系統(tǒng)”？A.監(jiān)測監(jiān)控B.人員定位C.緊急避險D.壓風自救E.供水施救答案：ABCDE解析：全部屬于。40.采用布里淵光時域分析（BOTDA）監(jiān)測邊坡，下列參數直接影響應變測量精度的是：A.泵浦脈沖寬度B.頻率掃描步長C.光纖折射率D.溫度交叉敏感E.探測光功率答案：ABCDE解析：全部相關。三、判斷題（每題1分，共10分）41.礦用本安電路中，電感儲能大于1mJ即判定為危險源。答案：錯誤解析：GB3836.4規(guī)定，ib級允許1.5mJ，ia級0.2mJ。42.采用毫米波雷達可實現非接觸式煤倉料位測量。答案：正確解析：76–81GHz雷達抗粉塵強，精度±2mm。43.礦山數字孿生只需建立幾何模型，無需物理場耦合。答案：錯誤解析：需耦合應力場、滲流場、溫度場等。44.分布式光纖測溫系統(tǒng)可替代傳統(tǒng)熱電偶進行采空區(qū)火區(qū)監(jiān)測。答案：正確解析：DTS連續(xù)、無電、防爆，已廣泛應用。45.5GNSA組網模式下，控制面錨定于4G核心網，無法支持網絡切片。答案：錯誤解析：NSA支持eMBB切片，僅uRLLC受限。46.采用無人機LiDAR掃描時，飛行高度越高，點云高程精度越差。答案：正確解析：高程誤差與飛行高度成正比。47.礦山AI模型訓練無需考慮樣本不平衡問題，只需提高總樣本量即可。答案：錯誤解析：不平衡會導致模型偏向多數類，需采用重采樣或損失加權。48.在礦井水害預警中，微震b值持續(xù)下降表明巖體趨于穩(wěn)定。答案：錯誤解析：b值下降說明大事件比例增加，危險升高。49.采用北斗三號RTK可實現井下厘米級定位。答案：錯誤解析：井下無衛(wèi)星信號，需UWB或慣導。50.礦山邊緣計算節(jié)點采用容器化部署可提升系統(tǒng)可移植性與彈性伸縮能力。答案：正確解析：容器鏡像封裝依賴，k8s實現彈性。四、填空題（每空1分，共20分）51.在煤礦安全監(jiān)測中，常用的“三帶”高度預測經驗公式為：垮落帶高度H_c=________，裂隙帶高度H_f=________。答案：H_c=(2～4)×M，H_f=(18～28)×M（M為采高）。52.采用微震監(jiān)測沖擊地壓，b值計算公式為________，當b值<________時，預示強沖擊危險。答案：lgN=abM，b<0.7。53.礦用本安電源最大輸出電壓U_o、最大輸出電流I_o與允許電容C、電感L關系需滿足________曲線。答案：C=Co/(1+Uo/Ui)，L=Lo/(1+Io/Ii)（Co、Lo為GB3836.4參考值）。54.分布式光纖測溫空間分辨率Δz與脈沖寬度τ關系為Δz=________。答案：Δz=vτ/2，v為光纖中光速。55.在礦山物聯網中，MQTT主題通配符“+”表示________，“”表示________。答案：單級通配，多級通配。56.采用YOLOv5檢測井下異物，輸入尺寸640×640，anchor數量為________組，每組________個。答案：3，3。57.礦井主通風機性能曲線中，當葉片安裝角增大，風壓________，效率________。答案：升高，先升后降。58.沖擊地壓“應力異常系數”K定義為實測應力與________應力之比，K>________判定為危險區(qū)。答案：原巖，1.5。59.礦山5G專網中，NPN模式包括________NPN與________NPN兩種。答案：Standalone，Nonstandalone。60.采用InSAR監(jiān)測沉陷，兩幅影像獲取間隔內最大形變梯度應小于________波長，否則出現________。答案：1/4，相位跳變。五、簡答題（每題10分，共30分）61.簡述礦山微震監(jiān)測臺網優(yōu)化布設的主要原則與步驟。答案：（1）原則：①覆蓋目標區(qū)域，臺間距≤0.4倍埋深；②避開高噪聲區(qū)（皮帶、泵站）；③保證幾何精度因子GDOP<3；④冗余度≥30%，確保任意2臺故障仍可定位；⑤便于供電與通信。（2）步驟：①地質與開采資料分析，確定監(jiān)測范圍；②巖體波速測試，建立速度模型；③噪聲背景調查，篩選候選點位；④仿真評估，采用L曲線法確定最優(yōu)臺數；⑤現場踏勘，修正點位；⑥安裝調試，開展爆破標定；⑦動態(tài)評估，隨采掘推進補充移動臺。62.說明分布式光纖測溫（DTS）在采空區(qū)自然發(fā)火監(jiān)測中的數據解釋流程。答案：①數據預處理：去除死區(qū)、補償光纖損耗、校正溫度基線；②異常識別：采用滑動窗口3σ法，結合空間梯度>0.5℃/m、時間溫升>0.3℃/h雙指標；③火源定位：利用溫度峰值點與歷史趨勢，結合采空區(qū)“三帶”模型，判定氧化帶位置；④趨勢預測：采用LSTM網絡，輸入溫度序列、氧濃度、CO濃度，輸出未來24h溫升概率；⑤閾值報警：設定三級閾值——預警40℃、報警60℃、斷電80℃；⑥聯動控制：觸發(fā)注氮閥、壓注凝膠，并通過MQTT推送至調度平臺；⑦結果驗證：采用紅外熱像儀鉆孔驗證，誤差<2℃。63.闡述基于5G+AI的輸送帶縱向撕裂在線檢測系統(tǒng)架構與關鍵技術。答案：架構：（1）感知層：線陣相機4K×2，LED頻閃光源，5GCPE；（2）網絡層：井下5GRAN，UPF下沉至MEC，切片帶寬100Mbps；（3）邊緣層：MEC部署GPU，運行YOLOv5+DeepLabv3+后處理，時延<50ms；（4）平臺層：Kafka匯聚結果，InfluxDB存儲，數字孿生可視化；（5）應用層：聲光報警、聯動停機、工單推送。關鍵技術：①圖像增強：采用Retinex去粉塵、CLAHE提升對比度；②實例分割：引入