遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在巖石力學(xué)中，莫爾-庫侖強度準(zhǔn)則的核心思想是：A.巖石破壞由最大拉應(yīng)力控制B.巖石破壞由剪應(yīng)力與正應(yīng)力的組合決定C.巖石破壞由最大壓應(yīng)力控制D.巖石破壞由彈性模量決定答案：B解析：莫爾-庫侖準(zhǔn)則認(rèn)為當(dāng)某一面上的剪應(yīng)力達(dá)到該面上正應(yīng)力決定的抗剪強度時，巖石發(fā)生剪切破壞，其強度包絡(luò)線為一條斜直線，表達(dá)式為τ=c+σtanφ。2.在隧道掘進中，采用新奧法施工時，最重要的支護理念是：A.強支護、早封閉B.先挖后支、一次成洞C.及時支護、分層分步D.充分利用圍巖自承能力答案：D解析：新奧法強調(diào)“圍巖即是承載體”，通過噴射混凝土、錨桿、鋼拱架等手段及時加固圍巖，使其與支護共同形成承載環(huán)，降低支護結(jié)構(gòu)受力。3.在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，若兩條風(fēng)路風(fēng)阻相等，則二者風(fēng)量分配滿足：A.風(fēng)量與風(fēng)阻成正比B.風(fēng)量與風(fēng)阻成反比C.風(fēng)量與風(fēng)阻平方成正比D.風(fēng)量與風(fēng)阻平方成反比答案：B解析：由通風(fēng)基本定律Q∝1/√R，當(dāng)R?=R?時，Q?=Q?；若R不等，則風(fēng)量與風(fēng)阻平方根成反比。4.下列關(guān)于放頂煤采煤法特點的描述，錯誤的是：A.適用于特厚煤層B.回收率高，煤塵小C.頂煤破碎依靠礦山壓力D.需要高位放煤口答案：B解析：放頂煤工作面回收率雖高，但放煤過程中易產(chǎn)生大量煤塵，且含矸率偏高，B項“煤塵小”與事實不符。5.在邊坡穩(wěn)定性分析中，瑞典圓弧法的基本假定是：A.滑體為剛體，滑面為圓弧，條塊間無作用力B.滑體為彈性體，滑面為折線，條塊間存在水平推力C.滑體為塑性體，滑面為直線，條塊間存在摩擦力D.滑體為流體，滑面為任意曲面答案：A解析：瑞典法假設(shè)滑面圓弧、條塊間無相互作用力，僅考慮重力與抗滑力矩平衡，計算簡便但偏保守。6.井下6kV供電系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，最先動作的保護是：A.過流保護B.零序電流保護C.差動保護D.瓦斯保護答案：B解析：單相接地故障主要表現(xiàn)為零序分量，零序電流保護靈敏度高，可瞬時跳閘隔離故障。7.在GPS測量中，若基線長度10km，采用靜態(tài)相對定位，其平面精度一般可優(yōu)于：A.1mmB.5mmC.10mmD.50mm答案：B解析：靜態(tài)相對定位通過長時間觀測，利用載波相位雙差可消除大部分系統(tǒng)誤差，10km基線平面精度通常優(yōu)于5mm+1ppm。8.混凝土抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為：A.100mm×100mm×100mmB.150mm×150mm×150mmC.200mm×200mm×200mmD.300mm×300mm×300mm答案：B解析：根據(jù)GB/T50081，標(biāo)準(zhǔn)立方體試件邊長150mm，養(yǎng)護28d后測定抗壓強度，尺寸效應(yīng)小，結(jié)果穩(wěn)定。9.在礦山測量中，一井定向主要用于：A.傳遞高程B.傳遞平面坐標(biāo)和方位C.測量井下溫度D.測量瓦斯?jié)舛却鸢福築解析：一井定向通過鋼絲或光纖將地面坐標(biāo)、方位經(jīng)豎井傳遞至井下，是聯(lián)系測量核心方法之一。10.下列關(guān)于巖層走向的描述，正確的是：A.走向線與水平面垂直B.走向線兩端方位相差90°C.走向線兩端方位相差180°D.走向線與傾斜線平行答案：C解析：走向是巖層層面與水平面交線的方向，其兩端方位角相差180°，如NE30°與SW210°。二、填空題（每空1分，共20分）11.在普氏分級中，f=8的巖石單軸飽和抗壓強度約為________MPa。答案：80解析：普氏系數(shù)f≈Rc/10，Rc為抗壓強度，f=8對應(yīng)Rc≈80MPa。12.煤與瓦斯突出三要素是地應(yīng)力、________和煤體結(jié)構(gòu)。答案：瓦斯壓力13.按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采掘工作面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔坏贸^________%。答案：0.514.在回采工作面，支架初撐力不足會導(dǎo)致________增大，引發(fā)頂板早期離層。答案：頂板下沉量15.用經(jīng)緯儀測角時，盤左盤右觀測可消除________誤差和橫軸誤差。答案：視準(zhǔn)軸16.混凝土坍落度試驗中，若筒體提起后混凝土崩裂，說明其________性能不佳。答案：保水17.在礦井通風(fēng)中，等積孔A=1m2時，表示該網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻為________Ns2/m?。答案：0.38解析：由A=1.19/√R，得R=1.192≈0.38。18.采用錨桿支護時，預(yù)緊力一般取桿體屈服載荷的________%。答案：50～7019.在GPS網(wǎng)平差中，若基線向量方差因子σ2=1.5，說明觀測質(zhì)量________（優(yōu)/良/差）。答案：良20.邊坡安全系數(shù)定義為抗滑力與________之比。答案：下滑力三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）21.巖石單軸抗壓強度一定大于抗拉強度。答案：√解析：巖石抗壓強度通常為抗拉強度的10～30倍。22.放頂煤工作面支架工作阻力越大越好，無需考慮頂煤破碎度。答案：×解析：過高阻力會抑制頂煤破碎，導(dǎo)致放煤困難。23.在井下測量中，陀螺經(jīng)緯儀可直接測定真方位角。答案：√24.混凝土水灰比越大，強度越高。答案：×解析：水灰比越大，孔隙率增加，強度降低。25.瓦斯爆炸下限隨溫度升高而降低。答案：√解析：溫度升高加速瓦斯氧化鏈反應(yīng)，下限濃度降低。26.采用錨索支護時，錨固段應(yīng)位于穩(wěn)定巖層內(nèi)。答案：√27.在邊坡監(jiān)測中，表面位移收斂速率連續(xù)下降說明邊坡趨于穩(wěn)定。答案：√28.礦井反風(fēng)時，主要通風(fēng)機需反轉(zhuǎn)運行。答案：√29.GPS靜態(tài)測量無需考慮多路徑效應(yīng)。答案：×解析：多路徑誤差是GPS主要誤差源之一，需通過選站、扼流圈天線等手段削弱。30.普氏系數(shù)f值越大，巖體穩(wěn)定性越差。答案：×解析：f越大，巖體越堅硬穩(wěn)定。四、簡答題（每題8分，共40分）31.簡述新奧法施工“十八字”原則及其力學(xué)內(nèi)涵。答案：新奧法“十八字”為“少擾動、早噴錨、勤測量、緊封閉”。力學(xué)內(nèi)涵：（1）少擾動——降低爆破振動，保持圍巖原始應(yīng)力場，減少松弛圈擴展；（2）早噴錨——及時提供徑向支護力，提高圍巖三向應(yīng)力狀態(tài)，發(fā)揮巖體自承能力；（3）勤測量——通過收斂計、多點位移計等監(jiān)測圍巖變形速率，判斷支護時機與強度；（4）緊封閉——噴射混凝土形成封閉承載環(huán)，防止圍巖風(fēng)化、吸水膨脹及瓦斯?jié)B出。四者協(xié)同，實現(xiàn)圍巖-支護共同作用，達(dá)到安全與經(jīng)濟平衡。32.試分析深部開采沖擊地壓誘發(fā)機制及主要監(jiān)測手段。答案：誘發(fā)機制：（1）高靜載——埋深大，原巖應(yīng)力高，煤巖體積聚大量彈性能；（2）強動載——采掘活動造成應(yīng)力集中，疊加爆破、斷層滑移等動載；（3）脆性介質(zhì)——煤巖體沖擊傾向性強，能量釋放速率快；（4）結(jié)構(gòu)面鎖固——堅硬頂板或斷層鎖固段突然滑移，瞬間釋放能量。監(jiān)測手段：①微震監(jiān)測——拾取破裂事件震源參數(shù)，定位高能聚集區(qū)；②聲發(fā)射——捕捉巖體微裂隙信號，預(yù)警局部失穩(wěn)；③鉆屑法——通過煤粉量、粒度變化判斷應(yīng)力集中程度；④應(yīng)力在線——鉆孔應(yīng)力計實時監(jiān)測支承壓力演化；⑤電磁輻射——煤體破裂時電磁信號異常，可非接觸預(yù)警。綜合判識，實現(xiàn)分級預(yù)警與卸壓解危。33.說明GPS網(wǎng)三維無約束平差的數(shù)學(xué)模型及質(zhì)量控制指標(biāo)。答案：數(shù)學(xué)模型：以基線向量ΔX、ΔY、ΔZ為觀測值，誤差方程V=AX-L，權(quán)陣P=Σ?1，通過最小二乘V?PV=min求解坐標(biāo)改正數(shù)X，得到各點三維坐標(biāo)。質(zhì)量控制指標(biāo)：（1）方差因子σ2=V?PV/f，要求接近1，若σ2>2，需剔除粗差基線；（2）基線向量改正數(shù)v，應(yīng)滿足|v|<3σ；（3）重復(fù)基線差Δ，應(yīng)小于2√2σ·√2=4σ；（4）同步環(huán)閉合差Wx、Wy、Wz，應(yīng)小于3√3σ；（5）異步環(huán)閉合差，應(yīng)小于3√nσ（n為邊數(shù)）。滿足上述指標(biāo)，方可進行約束平差或坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。34.闡述混凝土配合比設(shè)計“三階段、三參數(shù)”方法。答案：三階段：（1）計算初步配合比——按強度、耐久性要求，采用鮑羅米公式確定水灰比，查表選取用水量，計算水泥、砂、石用量；（2）試拌調(diào)整——檢驗和易性，若坍落度不足，保持水灰比不變，增加水泥漿；若粘聚性差，調(diào)整砂率；（3）強度校核——制作三組試件，養(yǎng)護28d，繪制強度-水灰比曲線，確定最終水灰比。三參數(shù)：①水灰比——決定強度與耐久性；②用水量——主導(dǎo)坍落度；③砂率——影響粘聚性與保水性。通過正交試驗可進一步優(yōu)化，實現(xiàn)經(jīng)濟性與性能統(tǒng)一。35.描述露天礦陡幫開采優(yōu)缺點及適用條件。答案：優(yōu)點：（1）剝離量小，基建期短，投資??；（2）工作幫坡角可達(dá)25°～35°，減少剝采比；（3）內(nèi)排空間大，復(fù)墾提前，環(huán)保壓力??；（4）可分區(qū)陡幫、緩幫結(jié)合，靈活調(diào)整。缺點：①邊坡高陡，穩(wěn)定性風(fēng)險大，需強化監(jiān)測；②運輸?shù)缆氛咕€困難，卡車運力要求高；③排水系統(tǒng)復(fù)雜，雨季易滑坡；④采場空間狹窄，設(shè)備作業(yè)受限。適用條件：——礦體厚度大、傾角陡、巖體較完整；——圍巖力學(xué)強度高，水文地質(zhì)簡單；——具備實時監(jiān)測與預(yù)警能力；——剝采比高于經(jīng)濟合理剝采比，陡幫可顯著降低成本。五、計算題（共30分）36.某回采工作面埋深500m，原巖應(yīng)力場按靜水壓力計算，煤層內(nèi)摩擦角30°，粘聚力1.2MPa，采用普氏理論計算支承壓力峰值距煤壁距離，并評價沖擊危險等級。（10分）答案：（1）原巖應(yīng)力σ?=γH=25kN/m3×500m=12.5MPa；（2）普氏理論認(rèn)為支承壓力峰值位于塑性區(qū)與彈性區(qū)交界，其距離x?=（m/2）×cotφ，其中m為采高，取3.5m，φ=30°，cot30°=1.732；x?=1.75×1.732≈3.03m；（3）峰值應(yīng)力σmax=σ?（1+sinφ）/（1-sinφ）+2ccosφ/（1-sinφ）=12.5×（1+0.5）/（1-0.5）+2×1.2×0.866/0.5=12.5×3+4.16≈41.7MPa；（4）應(yīng)力集中系數(shù)k=41.7/12.5≈3.3；（5）k>3，且埋深>400m，煤體沖擊傾向性中等，判定為強沖擊危險，需采取大直徑卸壓鉆孔、煤層注水等措施。37.某GPS控制網(wǎng)含A、B、C三點，已知A（1000.000，1000.000，100.000），B（1200.000，1000.000，95.000），觀測基線向量AB：ΔX=200.015m，ΔY=0.008m，ΔZ=-4.992m，協(xié)方差陣對角線元素σ2ΔX=1.0mm2，σ2ΔY=1.2mm2，σ2ΔZ=1.5mm2，試計算B點坐標(biāo)平差值及平面位置中誤差。（10分）答案：（1）誤差方程：vX=XB-XA-ΔX=0，vY=YB-YA-ΔY=0，vZ=ZB-ZA-ΔZ=0；（2）觀測值權(quán)陣P=diag（1000，833，667）；（3）因已知點無誤差，B點坐標(biāo)平差值直接取XB=1000+200.015=1200.015m，YB=1000+0.008=1000.008m，ZB=100-4.992=95.008m；（4）平面位置中誤差σP=√（σ2X+σ2Y）=√（1.0+1.2）=1.48mm；（5）成果：B（1200.0150，1000.0080，95.0080），σP=1.5mm，滿足四等網(wǎng)要求。38.某露天礦邊坡高180m，整體坡角38°，巖體容重26kN/m3，內(nèi)摩擦角35°，粘聚力220kPa，潛在滑面為折線型，采用傳遞系數(shù)法計算得最后一塊滑體剩余下滑力480kN/m，若預(yù)應(yīng)力錨索水平間距4m，設(shè)計錨固角15°，單孔錨索極限抗拔力1200kN，安全系數(shù)取2.2，求所需錨索排數(shù)。（10分）答案：（1）單根錨索設(shè)計抗力Rd=1200/2.2=545.5kN；（2）錨索水平分力Rx=Rdcos15°=545.5×0.966=527kN；（3）每延米所需抗力F=480kN/m；（4）單排錨索可提供抗力527/4=131.75kN/m；（5）排數(shù)n=480/131.75≈3.64，取整4排；（6）布置：坡頂下30m、60m、90m、120m各設(shè)一排，共4排，可滿足穩(wěn)定要求。六、綜合應(yīng)用題（共30分）39.某礦綜放工作面長220m，埋深620m，煤層厚8m，傾角12°，頂板為30m厚中砂巖，單軸抗壓強度85MPa，工作面日推進6m，采用雙向割煤。試：（1）估算周期來壓步距；（6分）（2）確定支架合理工作阻力；（8分）（3）設(shè)計煤壁超前卸壓鉆孔參數(shù)（孔徑、孔深、間距、方位）；（8分）（4）制定沖擊地壓在線監(jiān)測方案。（8分）答案：（1）周期來壓步距L：按懸臂梁理論，L=√（2Rch2/（3γ）），取Rc=85MPa，h=30m，γ=25kN/m3，則L=√（2×85×103×302/（3×25））≈28m；考慮裂隙發(fā)育，取0.7折減，L≈20m。（2）支架阻力P：按“給定載荷”法，載荷層厚度取2倍采高16m，載荷q=γH=25×16=400kN/m2，動載系數(shù)1.5，則P=1.5×400×0.8（控頂距）=480kN/m2，選支架工作阻力8000kN/架，中心距1.75m，