(2025年)煤礦智能開采員理論學習練習試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.煤礦智能開采系統(tǒng)中，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實時監(jiān)測的核心組件是（）。A.液壓支架電液控制系統(tǒng)B.工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機C.多參數(shù)傳感器集群D.地面集控中心服務器答案：C2.以下不屬于智能開采“三中心”架構(gòu)組成部分的是（）。A.地面生產(chǎn)調(diào)度中心B.井下集控中心C.設(shè)備本地控制單元D.云端大數(shù)據(jù)中心答案：D3.采煤機智能截割中，用于修正煤層起伏誤差的關(guān)鍵技術(shù)是（）。A.慣性導航定位B.激光掃描成像C.記憶截割曲線動態(tài)調(diào)整D.電液比例控制答案：C4.智能液壓支架的“跟機自動化”功能主要依賴（）實現(xiàn)。A.支架間紅外通信B.采煤機位置同步信號C.人工遠程干預指令D.頂板壓力閾值判斷答案：B5.煤礦5G通信系統(tǒng)在智能開采中的核心作用是（）。A.降低設(shè)備功耗B.實現(xiàn)毫秒級低時延數(shù)據(jù)傳輸C.替代工業(yè)環(huán)網(wǎng)D.簡化傳感器部署答案：B6.下列哪項不屬于智能開采數(shù)據(jù)治理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)？（）A.傳感器數(shù)據(jù)清洗B.設(shè)備運行模型訓練C.井下人員定位D.異常數(shù)據(jù)溯源答案：C7.智能開采工作面要求的“三直一平”中，“一平”指的是（）。A.刮板輸送機平面平直B.巷道底板平整C.煤層頂?shù)装迤秸鸇.液壓支架頂梁平面平整答案：A8.用于監(jiān)測采煤機搖臂負載的傳感器類型是（）。A.傾角傳感器B.壓力傳感器C.扭矩傳感器D.位移傳感器答案：C9.智能開采系統(tǒng)中，AI算法主要應用于（）。A.設(shè)備供電線路保護B.煤巖界面識別C.液壓油溫度控制D.電纜張力監(jiān)測答案：B10.《煤礦智能化建設(shè)指南（2025版）》規(guī)定，智能化工作面人員數(shù)量應不超過（）人/班。A.5B.8C.10D.12答案：A11.智能開采中，實現(xiàn)“有人巡視、無人操作”模式的前提是（）。A.設(shè)備完全自主決策B.關(guān)鍵環(huán)節(jié)人工確認C.取消所有手動控制D.井下無人員值守答案：B12.下列哪項屬于智能開采的“三少”目標？（）A.少巷道B.少設(shè)備C.少故障D.少能耗答案：A13.用于監(jiān)測采空區(qū)瓦斯?jié)舛鹊闹悄茉O(shè)備是（）。A.礦用本安型激光甲烷傳感器B.一氧化碳檢測報警儀C.粉塵濃度檢測儀D.溫度傳感器答案：A14.智能開采工作面供電系統(tǒng)的核心要求是（）。A.高電壓等級B.雙回路冗余供電C.單電源集中供電D.低頻率運行答案：B15.下列哪項不屬于智能開采的協(xié)同控制對象？（）A.采煤機與刮板輸送機B.液壓支架與轉(zhuǎn)載機C.通風機與排水泵D.乳化液泵站與支架答案：C二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯誤填“×”）1.智能開采系統(tǒng)中，所有設(shè)備必須實現(xiàn)100%自動化控制，無需人工干預。（）答案：×2.慣性導航系統(tǒng)可同時提供采煤機的位置、姿態(tài)和速度信息。（）答案：√3.液壓支架電液控制系統(tǒng)的響應時間應小于500ms才能滿足跟機需求。（）答案：√4.智能開采數(shù)據(jù)平臺只需存儲實時數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)可定期刪除。（）答案：×5.煤巖界面識別技術(shù)目前主要依賴γ射線探測和截割電流分析。（）答案：√6.5G基站在井下部署時，需采用礦用隔爆兼本安型設(shè)計。（）答案：√7.智能開采工作面無需設(shè)置緊急停車按鈕，所有操作通過集控中心完成。（）答案：×8.乳化液泵站的智能控制應根據(jù)支架動作需求自動調(diào)節(jié)供液壓力。（）答案：√9.智能開采的“透明地質(zhì)模型”僅需包含煤層厚度信息。（）答案：×10.井下機器人巡檢可完全替代人工日常檢查。（）答案：×三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述智能開采系統(tǒng)的“四層技術(shù)架構(gòu)”及其核心功能。答案：智能開采系統(tǒng)采用“感知-傳輸-平臺-應用”四層架構(gòu)。（1）感知層：由各類傳感器（如傾角、壓力、位移傳感器）和智能裝備（如智能采煤機、液壓支架）組成，負責采集設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)和地質(zhì)數(shù)據(jù)；（2）傳輸層：通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)、5G、萬兆以太網(wǎng)等實現(xiàn)井下與地面的高速、低時延數(shù)據(jù)傳輸，保障信息實時交互；（3）平臺層：基于大數(shù)據(jù)、云計算和AI技術(shù)構(gòu)建，完成數(shù)據(jù)存儲、清洗、建模和分析，形成設(shè)備運行知識庫；（4）應用層：包括智能截割控制、跟機自動化、安全預警等功能模塊，支撐工作面少人化、智能化生產(chǎn)。2.采煤機記憶截割的主要流程包括哪些步驟？答案：（1）參數(shù)初始化：設(shè)置截割高度、牽引速度、搖臂角度等基礎(chǔ)參數(shù)；（2）人工示教：操作人員手動控制采煤機完成1-2刀正常截割，系統(tǒng)記錄運行軌跡和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；（3）自動截割：系統(tǒng)調(diào)用示教數(shù)據(jù)，控制采煤機按記憶路徑自動運行；（4）動態(tài)修正：通過慣性導航、煤巖識別等技術(shù)實時監(jiān)測煤層起伏，調(diào)整截割參數(shù)；（5）異常干預：當檢測到設(shè)備故障或地質(zhì)異常時，切換至手動模式或發(fā)出預警。3.智能液壓支架的“自動跟機”需滿足哪些技術(shù)條件？答案：（1）精準定位：通過采煤機位置傳感器（如RFID、慣性導航）實時獲取采煤機坐標；（2）同步控制：支架電液控制系統(tǒng)響應時間≤300ms，確保與采煤機牽引速度匹配；（3）姿態(tài)調(diào)整：根據(jù)頂板壓力傳感器數(shù)據(jù)自動調(diào)整支架初撐力和護幫板狀態(tài)；（4）協(xié)同聯(lián)動：相鄰支架間通過通信模塊實現(xiàn)動作順序控制（如推溜、移架），避免設(shè)備干涉；（5）安全冗余：設(shè)置緊急停止、壓力超限保護等功能，防止誤動作導致頂板事故。4.簡述智能開采中“透明工作面”的建設(shè)內(nèi)容及意義。答案：建設(shè)內(nèi)容：（1）地質(zhì)建模：通過三維地震、隨鉆探測等技術(shù)構(gòu)建包含煤層厚度、斷層、瓦斯賦存的高精度地質(zhì)模型；（2）設(shè)備建模：建立采煤機、支架等設(shè)備的數(shù)字孿生模型，實時映射物理設(shè)備狀態(tài)；（3）環(huán)境感知：集成瓦斯、粉塵、溫度等環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)，形成工作面全要素數(shù)字畫像；意義：實現(xiàn)“地質(zhì)-設(shè)備-環(huán)境”多源信息融合，為智能決策提供依據(jù)，減少因地質(zhì)條件不明導致的截割誤差和安全風險，提升生產(chǎn)效率和可靠性。5.智能開采系統(tǒng)的安全防護應重點關(guān)注哪些方面？答案：（1）設(shè)備安全：設(shè)置過流、過壓、溫度超限等保護機制，防止電氣設(shè)備故障引發(fā)火災；（2）數(shù)據(jù)安全：采用加密傳輸、訪問權(quán)限管理、數(shù)據(jù)備份等措施，防范數(shù)據(jù)泄露或篡改；（3）人員安全：通過智能定位系統(tǒng)監(jiān)測人員位置，與設(shè)備運行區(qū)域聯(lián)動，防止誤入危險區(qū)；（4）系統(tǒng)安全：部署工業(yè)防火墻、入侵檢測系統(tǒng)，抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊，保障控制指令可靠執(zhí)行；（5）應急安全：制定設(shè)備故障、通信中斷等場景的應急預案，確?？焖偾袚Q至手動控制模式。四、案例分析題（每題10分，共30分）案例1：某智能開采工作面運行中，地面集控中心監(jiān)測到采煤機牽引速度異常波動（設(shè)定值5m/min，實際值2-8m/min），同時刮板輸送機電流數(shù)據(jù)出現(xiàn)間歇性升高。試分析可能原因及處理措施。答案：可能原因：（1）采煤機牽引電機驅(qū)動模塊故障（如變頻器參數(shù)漂移）；（2）截割部負載不均（因煤層硬度變化或夾矸導致?lián)u臂阻力波動）；（3）刮板輸送機鏈條張力不均或鏈輪卡阻；（4）慣性導航系統(tǒng)誤差導致牽引速度控制指令異常；（5）通信延遲導致控制信號丟包。處理措施：（1）切換采煤機至手動模式，觀察牽引速度是否穩(wěn)定，排查驅(qū)動模塊；（2）檢查截割部搖臂油位、齒輪磨損情況，分析煤巖界面識別數(shù)據(jù)是否準確；（3）停機檢查刮板輸送機鏈條張緊力、鏈輪潤滑狀態(tài)，清理機頭堆煤；（4）校準慣性導航系統(tǒng)，對比激光測距儀數(shù)據(jù)驗證定位精度；（5）檢測工業(yè)環(huán)網(wǎng)通信延遲，更換故障交換機或優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬分配。案例2：某智能化工作面液壓支架出現(xiàn)“漏液”報警（單個支架立柱下腔壓力從30MPa降至22MPa），但現(xiàn)場檢查未發(fā)現(xiàn)管路破損。試分析可能原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）立柱密封件老化（如O型圈、Y型圈磨損）；（2）電液換向閥內(nèi)漏（閥芯與閥座密封不嚴）；（3）壓力傳感器故障（信號誤報）；（4）乳化液泵站供液壓力不足（導致支架無法保壓）；（5）支架頂梁與頂板接觸不緊密（壓力釋放）。排查步驟：（1）確認壓力傳感器校準狀態(tài)，用手持壓力表實測立柱壓力，驗證是否為傳感器故障；（2）關(guān)閉該支架供液截止閥，觀察壓力下降速度，若持續(xù)下降則為立柱或閥組內(nèi)漏；（3）拆解立柱檢查密封件，更換老化部件；（4）檢查電液換向閥閥芯，清理閥孔內(nèi)雜物或更換密封組件；（5）檢測乳化液泵站輸出壓力，調(diào)整安全閥整定值至31.5MPa；（6）調(diào)整支架姿態(tài)，確保頂梁與頂板嚴密接觸，初撐力達標。案例3：某礦智能開采系統(tǒng)啟用后，地面集控中心無法實時查看井下攝像機視頻（畫面卡頓、黑屏），但設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸正常。試分析可能原因及解決方法。答案：可能原因：（1）視頻傳輸帶寬不足（高清攝像頭碼流超過網(wǎng)絡(luò)承載能力）；（2）井下5G基站或環(huán)網(wǎng)交換機故障（視頻專用通道中斷）；（3）攝像頭電源模塊故障（供電不穩(wěn)定導致設(shè)備重啟）；（4）視頻服務器存儲空