2025年智能化煤礦考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.智能化煤礦建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)“少人則安、無人則安”目標(biāo)的核心技術(shù)支撐是（）。A.井下4G通信系統(tǒng)B.智能裝備自主控制與協(xié)同作業(yè)C.人工巡檢效率提升D.地面監(jiān)控中心擴(kuò)容答案：B2.2025年某智能化礦井采用5G+UWB融合定位技術(shù)，其人員定位精度需達(dá)到（）。A.±0.5mB.±1mC.±3mD.±5m答案：A3.以下不屬于智能掘進(jìn)系統(tǒng)關(guān)鍵組成的是（）。A.掘錨一體機(jī)自動(dòng)截割控制B.臨時(shí)支護(hù)機(jī)器人自主支護(hù)C.帶式輸送機(jī)人工張緊D.粉塵濃度智能調(diào)控答案：C4.煤礦智能安全監(jiān)控系統(tǒng)中，用于識(shí)別煤巖界面的主流傳感器是（）。A.紅外測(cè)溫儀B.多光譜成像儀C.振動(dòng)傳感器D.氣體濃度傳感器答案：B5.智能化煤礦大數(shù)據(jù)平臺(tái)的核心功能是（）。A.存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行日志B.實(shí)時(shí)顯示監(jiān)控畫面C.基于歷史數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)設(shè)備故障D.記錄人員考勤信息答案：C6.本安型智能巡檢機(jī)器人在井下工作時(shí)，其防爆標(biāo)志應(yīng)為（）。A.ExdIB.ExiaIC.ExeID.ExnAI答案：B7.智能綜采工作面中，液壓支架電液控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間需小于（）。A.50msB.100msC.200msD.500ms答案：B8.以下哪項(xiàng)不屬于智能化煤礦“三網(wǎng)融合”范疇（）。A.工業(yè)環(huán)網(wǎng)B.視頻監(jiān)控網(wǎng)C.人員定位網(wǎng)D.壓風(fēng)管路網(wǎng)答案：D9.2025年某礦應(yīng)用AI視覺識(shí)別技術(shù)監(jiān)測(cè)皮帶跑偏，其算法訓(xùn)練的關(guān)鍵數(shù)據(jù)是（）。A.皮帶張力值B.跑偏角度與圖像特征關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)C.電機(jī)電流曲線D.托輥轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)答案：B10.智能瓦斯抽采系統(tǒng)的核心控制邏輯是（）。A.固定時(shí)間間隔抽采B.基于瓦斯?jié)舛扰c涌出量動(dòng)態(tài)調(diào)整抽采量C.人工設(shè)定抽采壓力D.僅在采煤時(shí)啟動(dòng)抽采答案：B11.井下智能變電所實(shí)現(xiàn)無人值守的必要條件是（）。A.增加值班人員巡檢頻率B.斷路器具備遠(yuǎn)程分合閘與狀態(tài)自診斷功能C.提高供電電壓等級(jí)D.減少用電設(shè)備數(shù)量答案：B12.智能礦山數(shù)字孿生平臺(tái)的構(gòu)建基礎(chǔ)是（）。A.高精度地質(zhì)模型與設(shè)備三維建模B.安裝更多攝像頭C.增加服務(wù)器存儲(chǔ)容量D.提升網(wǎng)絡(luò)帶寬答案：A13.下列哪項(xiàng)屬于智能化煤礦“智能決策”層的典型應(yīng)用（）。A.傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集B.主通風(fēng)機(jī)變頻控制C.礦井災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急方案自動(dòng)提供D.皮帶秤煤量實(shí)時(shí)顯示答案：C14.智能掘進(jìn)工作面要求單班作業(yè)人數(shù)不超過（）。A.3人B.6人C.9人D.12人答案：B15.煤礦智能裝備的“自主學(xué)習(xí)”能力主要依賴（）。A.人工編寫固定程序B.基于歷史數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型C.定期升級(jí)硬件配置D.遠(yuǎn)程人工干預(yù)調(diào)整參數(shù)答案：B二、填空題（每題2分，共20分）1.智能化煤礦建設(shè)需遵循“（）、（）、（）”的技術(shù)路徑，逐步實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)的協(xié)同聯(lián)動(dòng)。答案：機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化無人2.5G技術(shù)在井下應(yīng)用的核心優(yōu)勢(shì)是（）、（）、（），可滿足智能裝備實(shí)時(shí)控制需求。答案：低時(shí)延、高帶寬、廣連接3.智能采煤機(jī)需具備（）、（）、（）三項(xiàng)核心功能，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)割煤。答案：煤巖識(shí)別、自動(dòng)調(diào)高、記憶截割4.煤礦智能安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)包含（）、（）、（）三個(gè)層級(jí)，覆蓋“監(jiān)測(cè)-預(yù)警-處置”全流程。答案：傳感器層、邊緣計(jì)算層、平臺(tái)決策層5.井下智能巡檢機(jī)器人需搭載（）、（）、（）等多類型傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)綜合感知。答案：紅外熱像儀、氣體檢測(cè)儀、高清攝像頭6.智能礦山大數(shù)據(jù)平臺(tái)需具備（）、（）、（）三大能力，支撐生產(chǎn)優(yōu)化與安全管理。答案：數(shù)據(jù)融合、智能分析、可視化展示7.智能掘進(jìn)系統(tǒng)的“掘支運(yùn)”一體化指（）、（）、（）三個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同作業(yè)。答案：截割、支護(hù)、運(yùn)輸8.本安型智能設(shè)備的設(shè)計(jì)需滿足（）、（）、（）三項(xiàng)基本要求，確保井下防爆安全。答案：能量限制、結(jié)構(gòu)防護(hù)、材料阻燃9.數(shù)字孿生技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用可分為（）、（）、（）三個(gè)階段，逐步實(shí)現(xiàn)物理系統(tǒng)與虛擬模型的實(shí)時(shí)交互。答案：建模、映射、決策10.智能化煤礦評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中，“單班作業(yè)人數(shù)”“設(shè)備開機(jī)率”“災(zāi)害預(yù)警準(zhǔn)確率”屬于（）類指標(biāo)，“5G覆蓋率”“智能裝備占比”屬于（）類指標(biāo)。答案：效果、基礎(chǔ)三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述智能化煤礦與傳統(tǒng)煤礦在生產(chǎn)模式上的核心差異。答案：傳統(tǒng)煤礦以人工操作和經(jīng)驗(yàn)決策為主，依賴大量現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，各系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，信息孤島現(xiàn)象突出；智能化煤礦通過5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備自主控制、數(shù)據(jù)全面感知、系統(tǒng)協(xié)同聯(lián)動(dòng)，生產(chǎn)模式從“人工主導(dǎo)”轉(zhuǎn)向“智能主導(dǎo)”，作業(yè)人員從現(xiàn)場(chǎng)操作轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)程監(jiān)控與應(yīng)急處置，決策過程基于大數(shù)據(jù)分析與模型預(yù)測(cè)，顯著提升效率與安全性。2.說明智能綜采工作面“三機(jī)協(xié)同”的具體含義及實(shí)現(xiàn)條件。答案：“三機(jī)協(xié)同”指采煤機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)作業(yè)。具體表現(xiàn)為：采煤機(jī)根據(jù)煤巖識(shí)別結(jié)果自動(dòng)調(diào)整截割高度與速度，液壓支架同步完成跟機(jī)移架與支護(hù)，刮板輸送機(jī)配合采煤機(jī)運(yùn)行調(diào)整輸送速度。實(shí)現(xiàn)條件包括：三機(jī)均具備智能控制接口與通信功能；建立統(tǒng)一的時(shí)間同步與定位系統(tǒng)；開發(fā)協(xié)同控制算法，基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)；配備可靠的高速通信網(wǎng)絡(luò)（如5G環(huán)網(wǎng)）保障指令傳輸時(shí)效性。3.分析智能瓦斯抽采系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。答案：傳統(tǒng)瓦斯抽采系統(tǒng)多采用恒壓或定時(shí)抽采模式，存在抽采效率低、能耗高、無法適應(yīng)瓦斯涌出動(dòng)態(tài)變化等問題。智能瓦斯抽采系統(tǒng)通過安裝在采煤工作面、掘進(jìn)頭的瓦斯傳感器實(shí)時(shí)采集濃度、壓力、流量數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)模型與歷史數(shù)據(jù)，利用AI算法預(yù)測(cè)瓦斯涌出趨勢(shì)，動(dòng)態(tài)調(diào)整抽采泵轉(zhuǎn)速、閥門開度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“按需抽采”。優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：①抽采效率提升20%-30%，降低瓦斯超限風(fēng)險(xiǎn)；②能耗降低15%-25%，節(jié)約運(yùn)行成本；③具備自學(xué)習(xí)能力，可隨礦井開采條件變化自動(dòng)優(yōu)化控制策略。4.列舉井下智能巡檢機(jī)器人需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，并說明解決方案。答案：關(guān)鍵技術(shù)問題及解決方案：①?gòu)?fù)雜環(huán)境適應(yīng)性：井下存在粉塵、潮濕、強(qiáng)電磁干擾等問題，需采用防塵防水外殼（IP65以上）、抗干擾電路設(shè)計(jì)，傳感器選用本安型并增加濾波算法；②自主導(dǎo)航與避障：采用UWB+慣性導(dǎo)航融合定位技術(shù)，結(jié)合激光雷達(dá)或視覺傳感器構(gòu)建實(shí)時(shí)環(huán)境地圖，通過SLAM算法實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃與動(dòng)態(tài)避障；③多傳感器數(shù)據(jù)融合：集成氣體（CH4、CO）、溫度、振動(dòng)、視覺等傳感器，利用多源信息融合算法（如卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）綜合判斷設(shè)備狀態(tài)；④續(xù)航與充電：采用高能量密度本安型鋰電池，設(shè)計(jì)自動(dòng)充電基站，結(jié)合低功耗模式延長(zhǎng)單次工作時(shí)間至8小時(shí)以上。5.闡述大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能化煤礦安全管理中的應(yīng)用場(chǎng)景。答案：①設(shè)備故障預(yù)測(cè)：通過采集采煤機(jī)、主通風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的振動(dòng)、溫度、電流等數(shù)據(jù)，建立設(shè)備健康度評(píng)估模型，提前3-7天預(yù)測(cè)軸承磨損、電機(jī)過載等故障，避免非計(jì)劃停機(jī)；②災(zāi)害預(yù)警：融合瓦斯、地壓、水文等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造模型，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)瓦斯突出、沖擊地壓、透水等災(zāi)害，準(zhǔn)確率≥90%；③人員行為分析：通過智能攝像頭與定位系統(tǒng)采集人員位置、動(dòng)作數(shù)據(jù)，識(shí)別脫崗、未戴安全帽等違規(guī)行為，聯(lián)動(dòng)語音廣播提醒，降低人為失誤引發(fā)的事故；④安全規(guī)程優(yōu)化：分析歷史事故數(shù)據(jù)，挖掘事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備類型等關(guān)聯(lián)因素，為修訂安全管理制度與操作流程提供數(shù)據(jù)支撐。四、案例分析題（每題15分，共30分）案例1：某智能化礦井某日14:00智能安全監(jiān)控系統(tǒng)顯示，11203工作面瓦斯?jié)舛葟?.3%升至0.8%（臨界值1.0%），同時(shí)回風(fēng)巷CO濃度由5ppm升至15ppm，系統(tǒng)觸發(fā)黃色預(yù)警。問題：（1）分析可能的原因；（2）簡(jiǎn)述智能系統(tǒng)應(yīng)采取的應(yīng)對(duì)措施；（3）說明如何驗(yàn)證措施有效性。答案：（1）可能原因：①工作面推進(jìn)速度加快，瓦斯涌出量增加；②局部煤體氧化升溫，導(dǎo)致CO提供；③瓦斯抽采管路存在漏風(fēng)，抽采效率下降；④傳感器故障（需排除）。（2）應(yīng)對(duì)措施：①系統(tǒng)自動(dòng)閉鎖工作面采煤機(jī)、輸送機(jī)，停止割煤作業(yè)；②聯(lián)動(dòng)瓦斯抽采系統(tǒng)，將11203鉆場(chǎng)抽采泵頻率從50Hz提升至60Hz，增加抽采量；③啟動(dòng)局部通風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速，將工作面風(fēng)量從2000m3/min增至2500m3/min，加強(qiáng)通風(fēng)；④調(diào)度中心通過智能語音廣播通知附近人員撤離至安全區(qū)域，同時(shí)派巡檢機(jī)器人前往現(xiàn)場(chǎng)采集紅外熱像、氣體濃度等詳細(xì)數(shù)據(jù)；⑤調(diào)用地質(zhì)模型與歷史數(shù)據(jù)，AI算法預(yù)測(cè)瓦斯?jié)舛茸兓厔?shì)，若30分鐘內(nèi)未降至0.5%以下則升級(jí)為紅色預(yù)警，啟動(dòng)全礦應(yīng)急響應(yīng)。（3）驗(yàn)證措施有效性：①實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯?jié)舛龋?5分鐘內(nèi)應(yīng)出現(xiàn)下降趨勢(shì)（目標(biāo)≤0.6%）；②CO濃度30分鐘內(nèi)穩(wěn)定或下降（目標(biāo)≤10ppm）；③抽采系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)（流量、負(fù)壓）需滿足設(shè)計(jì)要求（抽采流量≥150m3/min，負(fù)壓≥13kPa）；④巡檢機(jī)器人返回的熱像圖無異常高溫區(qū)域（≤40℃）；⑤若2小時(shí)內(nèi)指標(biāo)恢復(fù)正常且無反復(fù)，判定措施有效。案例2：某礦智能主運(yùn)輸系統(tǒng)（帶式輸送機(jī)群）某日10:30出現(xiàn)1皮帶電機(jī)電流異常波動(dòng)（正常80-100A，實(shí)時(shí)95-130A），系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析發(fā)現(xiàn)，近3日電機(jī)軸承溫度每日上升0.5℃（當(dāng)前38℃），振動(dòng)加速度有效值從2.0m/s2升至3.5m/s2。問題：（1）判斷設(shè)備可能的故障類型；（2）說明智能系統(tǒng)的診斷流程；（3）提出后續(xù)處理建議。答案：（1）可能故障類型：①電機(jī)軸承早期磨損（溫度、振動(dòng)持續(xù)上升，電流波動(dòng)因負(fù)載不均）；②皮帶機(jī)托輥卡阻（導(dǎo)致運(yùn)行阻力增大，電機(jī)過載）；③驅(qū)動(dòng)滾筒包膠磨損（摩擦力下降，皮帶打滑引起電流波動(dòng)）。（2）診斷流程：①調(diào)取設(shè)備歷史數(shù)據(jù)，確認(rèn)電流、溫度、振動(dòng)的變化趨勢(shì)是否符合軸承磨損特征（通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型匹配故障樣本庫）；②聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，查看皮帶運(yùn)行狀態(tài)（是否有跑偏、打滑）；③派巡檢機(jī)器人檢測(cè)托輥轉(zhuǎn)動(dòng)情況（紅外熱像儀識(shí)別高溫托輥）；④利用邊緣計(jì)算單元分析電機(jī)電流頻譜，判斷是否存在軸承故障特征頻率（如內(nèi)圈、外圈故障頻率）；⑤結(jié)合設(shè)備臺(tái)賬，確認(rèn)軸承已運(yùn)行時(shí)間（若超過8000小時(shí)，磨損概率更高）。