2025年巷道掘砌工工藝創(chuàng)新考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.新型高韌性混凝土支護材料中，納米纖維摻量占比通?？刂圃冢ǎr，可使材料抗裂性能提升40%以上？A.0.1%-0.3%B.0.5%-1.0%C.1.5%-2.0%D.2.5%-3.0%2.智能掘砌裝備集成的激光導(dǎo)向系統(tǒng)，其巷道中線偏差允許范圍為（）？A.±10mmB.±20mmC.±30mmD.±40mm3.采用掘砌平行作業(yè)工藝時，掘進機與砌碹機的最小安全距離應(yīng)不小于（）？A.15mB.20mC.25mD.30m4.針對軟巖巷道的“讓壓支護”工藝中，可縮性U型鋼支架的最大允許縮量一般設(shè)計為（）？A.100-200mmB.200-300mmC.300-400mmD.400-500mm5.數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)中，錨桿應(yīng)力傳感器的采樣頻率應(yīng)不低于（）才能有效捕捉圍巖動態(tài)變化？A.1次/分鐘B.5次/分鐘C.10次/分鐘D.30次/分鐘6.新型濕式噴漿機的最佳噴射距離為（），此范圍可使回彈率控制在8%以下？A.0.5-1.0mB.1.0-1.5mC.1.5-2.0mD.2.0-2.5m7.大斷面巷道（跨度≥6m）采用“三臺階七步開挖法”時，上臺階高度應(yīng)控制在（）以平衡支護及時性與作業(yè)空間？A.1.5-2.0mB.2.0-2.5mC.2.5-3.0mD.3.0-3.5m8.速凝劑與混凝土的最佳混合時間為（），過長或過短均會影響凝結(jié)效果？A.10-20秒B.20-30秒C.30-40秒D.40-50秒9.智能錨桿鉆機的扭矩自動調(diào)節(jié)功能，在硬巖中應(yīng)將初始扭矩設(shè)置為（）以避免卡鉆？A.300-500N·mB.500-700N·mC.700-900N·mD.900-1100N·m10.巷道底鼓控制工藝中，反底拱混凝土的厚度一般不小于（），且需與兩幫支護形成閉合結(jié)構(gòu)？A.200mmB.300mmC.400mmD.500mm二、多項選擇題（每題3分，共15分，少選得1分，錯選不得分）1.巷道掘砌工藝創(chuàng)新中，“三機協(xié)同”指的是以下哪些設(shè)備的聯(lián)動控制？（）A.掘進機B.噴漿機C.砌碹機D.錨桿鉆機E.通風(fēng)機2.影響光面爆破成型質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)包括（）？A.周邊眼間距B.裝藥集中度C.起爆順序D.炮眼深度E.巖石節(jié)理走向3.新型“自愈合”混凝土支護材料的優(yōu)勢體現(xiàn)在（）？A.微裂縫自動修復(fù)B.早期強度提升30%C.抗?jié)B性能提高D.成本降低20%E.耐高溫性能增強4.智能掘砌作業(yè)線的數(shù)字化管理平臺需集成哪些數(shù)據(jù)？（）A.圍巖變形監(jiān)測數(shù)據(jù)B.設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)C.人員定位數(shù)據(jù)D.通風(fēng)參數(shù)數(shù)據(jù)E.材料消耗數(shù)據(jù)5.軟巖巷道支護工藝創(chuàng)新的核心原則包括（）？A.及時封閉圍巖B.允許適度變形C.強化底鼓控制D.采用剛性支護E.減少支護層數(shù)三、判斷題（每題2分，共20分，正確填“√”，錯誤填“×”）1.掘砌平行作業(yè)中，出矸系統(tǒng)與支護系統(tǒng)可共用同一運輸軌道。（）2.納米改性噴射混凝土的初凝時間應(yīng)控制在3-5分鐘，終凝時間不超過10分鐘。（）3.智能錨索張拉設(shè)備可自動記錄張拉力值，但無需與監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。（）4.大斷面巷道采用“中心導(dǎo)硐法”施工時，導(dǎo)硐寬度應(yīng)不小于主斷面寬度的1/3。（）5.新型氣腿式鑿巖機的耗氣量比傳統(tǒng)機型降低25%，但鑿巖速度提升15%。（）6.巷道腰線偏差允許范圍為±50mm，超過此值需重新標(biāo)定。（）7.軟巖巷道中，錨桿長度應(yīng)至少超過塑性區(qū)深度0.5m才能有效控制變形。（）8.濕式噴漿工藝中，混凝土的水灰比需嚴(yán)格控制在0.4-0.5之間，否則易發(fā)生離析。（）9.智能除塵系統(tǒng)的風(fēng)速傳感器應(yīng)布置在距掘進工作面5-10m處，以實時監(jiān)測粉塵濃度。（）10.凍結(jié)法施工的巷道，掘砌作業(yè)需在凍結(jié)壁交圈且強度達到設(shè)計值的80%后才能進行。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述“掘支運一體化”智能裝備線的核心組成及各部分功能。2.對比傳統(tǒng)噴射混凝土，說明新型“纖維增強噴射混凝土”在工藝性能上的改進點。3.列舉三種巷道過斷層帶的創(chuàng)新支護工藝，并簡述其適用條件。4.分析數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)在掘砌工藝優(yōu)化中的作用，并說明數(shù)據(jù)異常時的應(yīng)急處理流程。五、案例分析題（13分）某煤礦+500水平運輸大巷設(shè)計為直墻半圓拱斷面，凈寬5.2m，凈高4.5m，圍巖以泥巖為主（普氏系數(shù)f=1.5-2.0），原設(shè)計采用“錨網(wǎng)噴+U型鋼支架”聯(lián)合支護。施工至300m時揭露一落差3m的正斷層，斷層帶內(nèi)巖石破碎、滲水明顯，原支護出現(xiàn)網(wǎng)片撕裂、支架變形現(xiàn)象。問題：（1）分析原支護失效的主要原因；（4分）（2）提出針對斷層帶的工藝創(chuàng)新改進方案（需包含支護參數(shù)調(diào)整、施工工序優(yōu)化、輔助措施）；（9分）--答案一、單項選擇題1.A2.B3.C4.B5.C6.B7.C8.B9.A10.B二、多項選擇題1.ACD2.ABCE3.ACE4.ABCDE5.ABC三、判斷題1.×2.√3.×4.√5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、簡答題1.核心組成及功能：（1）智能掘進機：配備激光導(dǎo)向、自動截割系統(tǒng)，實現(xiàn)按設(shè)計斷面精準(zhǔn)掘進；（2）錨桿鉆車：集成多臂鉆架、自動上桿裝置，支持快速錨網(wǎng)支護；（3）連續(xù)運輸系統(tǒng)：包括橋式轉(zhuǎn)載機、可伸縮帶式輸送機，實現(xiàn)矸石連續(xù)運輸無間斷；（4）智能控制中心：集成各設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，通過AI算法優(yōu)化掘、支、運工序銜接，減少等待時間。2.改進點：（1）抗裂性：摻入0.3%-0.5%的聚丙烯纖維或鋼纖維，抑制早期收縮裂縫；（2）粘結(jié)強度：添加聚合物改性劑，與圍巖粘結(jié)力提升20%-30%；（3）耐久性：纖維網(wǎng)絡(luò)阻礙水、腐蝕性介質(zhì)滲透，抗?jié)B等級從P6提升至P8；（4）回彈率：纖維增加混凝土粘稠度，回彈率由傳統(tǒng)15%-20%降至8%-12%；（5）后期強度：纖維橋接作用提高整體承載能力，28天抗壓強度提升10%-15%。3.三種創(chuàng)新工藝及適用條件：（1）超前大管棚支護：適用于斷層破碎帶寬度＞5m、圍巖極破碎（f＜1）場景，采用Φ108mm×6mm鋼管，環(huán)向間距300mm，外插角5°-8°，管內(nèi)注水泥-水玻璃雙液漿；（2）短掘短支+全斷面封閉：適用于斷層帶寬度3-5m、滲水較弱場景，每循環(huán)進尺0.8-1.0m，支護緊跟迎頭，拱墻噴射200mm厚C30混凝土，底腳打設(shè)鎖腳錨桿（Φ22mm×2.5m，間距800mm）；（3）注漿加固+聯(lián)合支護：適用于斷層帶滲水嚴(yán)重（涌水量＞10m3/h）場景，先打設(shè)超前注漿孔（Φ42mm，深8-10m），注入改性聚氨酯漿堵水，再采用“錨網(wǎng)噴+錨索+鋼筋混凝土碹”復(fù)合支護，錨索長度8-10m，間排距1.2m×1.2m，碹體厚度400mm。4.作用與流程：作用：（1）實時采集圍巖位移、錨桿應(yīng)力、支架載荷等數(shù)據(jù)，量化評估支護效果；（2）通過大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化支護參數(shù)（如錨桿長度、間排距）；（3）預(yù)警圍巖失穩(wěn)風(fēng)險，指導(dǎo)及時補強。應(yīng)急流程：（1）數(shù)據(jù)異常（如頂?shù)装逡平浚?mm/天）時，立即停止掘進；（2）現(xiàn)場核查傳感器狀態(tài)，排除設(shè)備故障；（3）若確認圍巖異常，啟動超前探測（地質(zhì)雷達或鉆探）；（4）根據(jù)探測結(jié)果調(diào)整支護：縮短循環(huán)進尺、增加錨索數(shù)量或采用注漿加固；（5）加強監(jiān)測頻率（由2次/天增至4次/天），直至數(shù)據(jù)穩(wěn)定。五、案例分析題（1）失效原因：①原支護設(shè)計未考慮斷層帶圍巖強度顯著降低（f從1.5-2.0降至＜1），U型鋼支架承載力不足；②斷層滲水導(dǎo)致泥巖軟化，圍巖自承能力喪失，原錨網(wǎng)噴支護（錨桿長度2.4m）未穿透軟化層；③支護閉合不及時，墻腳未打設(shè)鎖腳錨桿，支架底鼓變形后整體失穩(wěn)；④斷層帶應(yīng)力重新分布，原“錨網(wǎng)噴+U型鋼”聯(lián)合支護未形成有效承載結(jié)構(gòu)。（2）改進方案：①支護參數(shù)調(diào)整：超前支護：采用Φ50mm×4mm小導(dǎo)管（長4.0m，環(huán)向間距300mm）超前注漿，注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比0.8:1，玻璃水體積比1:0.5），加固斷層帶3m范圍；錨桿：改為Φ22mm×3.0m左旋無縱筋錨桿，間排距800mm×800mm，配套150mm×150mm×10mm鋼托板，預(yù)緊力≥120kN；支架：換用29U型鋼支架（原25U），棚距由800mm縮至600mm，支架底部增設(shè)2根Φ20mm×2.0m底腳錨桿（角度45°）；噴層：初噴厚度80mm（C25混凝土），復(fù)噴至150mm（添加0.3%聚丙烯纖維的C30混凝土），底拱噴射100mm厚混凝土封閉。②施工工序優(yōu)化：采用“短掘短支”，每循環(huán)進尺0.8m（原1.2m），掘進后立即初噴封閉圍巖；先安設(shè)超前小導(dǎo)管并注漿（2小時），再進行錨網(wǎng)支護（1.5小時），最后架設(shè)U型鋼支架（2小時），工序銜接時間縮短至0.5小時；增加