煤礦頂板安全試題與答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個正確答案，錯選、漏選均不得分）1.綜采工作面初次來壓步距一般比周期來壓步距（）。A.小10%～20%B.大30%～50%C.相等D.大5%～10%答案：B解析：初次來壓時老頂巖層尚未斷裂，懸露面積大，斷裂步距通常比周期來壓大30%～50%。2.煤礦安全規(guī)程規(guī)定，采掘工作面采用錨桿支護(hù)時，頂板錨桿的預(yù)緊力矩不得小于（）N·m。A.100B.120C.150D.200答案：C解析：《煤礦安全規(guī)程》第62條明確：頂板錨桿預(yù)緊力矩≥150N·m，幫部≥120N·m。3.下列哪項(xiàng)不是沖擊地壓發(fā)生的必要條件（）。A.煤巖體具有沖擊傾向性B.高地應(yīng)力環(huán)境C.采掘活動造成應(yīng)力集中D.頂板淋水增大答案：D解析：沖擊地壓三要素為“沖擊傾向性、高地應(yīng)力、采掘擾動”，與淋水無必然聯(lián)系。4.采用“敲幫問頂”時，人員應(yīng)站在（）。A.空頂下方B.支護(hù)完整、退路暢通的安全地點(diǎn)C.掘進(jìn)機(jī)截割頭前方D.刮板機(jī)槽內(nèi)答案：B解析：規(guī)程要求“敲幫問頂”必須由有經(jīng)驗(yàn)人員站在支護(hù)完整、退路暢通處操作，嚴(yán)禁空頂作業(yè)。5.深孔爆破強(qiáng)制放頂時，炮孔間距一般取孔深的（）。A.5～8倍B.10～15倍C.15～20倍D.20～25倍答案：B解析：經(jīng)驗(yàn)表明，間距為孔深10～15倍可形成貫通裂隙，達(dá)到切斷頂板目的。6.巷道圍巖變形量達(dá)到（）mm時，必須采取加強(qiáng)支護(hù)措施。A.30B.50C.80D.100答案：B解析：《煤礦巷道圍巖穩(wěn)定性分類》規(guī)定：變形量≥50mm即進(jìn)入加速變形階段，需二次支護(hù)。7.液壓支架初撐力不足最直接的危害是（）。A.支架壓死B.頂板離層C.立柱鍍鉻層剝落D.推移千斤頂彎曲答案：B解析：初撐力低→護(hù)頂不及時→頂板離層→惡性循環(huán)，最終誘發(fā)冒頂。8.下列哪種監(jiān)測儀器可直接測得錨桿錨固力（）。A.頂板離層儀B.錨桿測力計C.鉆孔應(yīng)力計D.微震監(jiān)測系統(tǒng)答案：B解析：錨桿測力計（液壓枕式）安裝在托盤與螺母之間，可直接讀數(shù)錨桿受力。9.厚煤層分層開采時，人工假頂宜選用（）。A.金屬網(wǎng)B.竹笆C.塑料網(wǎng)+編織袋D.15工字鋼答案：A解析：金屬網(wǎng)強(qiáng)度高、耐腐蝕、可重復(fù)利用，是人工假頂首選。10.沖擊地壓礦井必須建立（）級監(jiān)測預(yù)警體系。A.一B.二C.三D.四答案：C解析：國家煤監(jiān)局〔2020〕51號文要求建立“區(qū)域—局部—點(diǎn)”三級監(jiān)測預(yù)警。11.頂板巖層彎曲下沉曲線呈“V”形，說明老頂斷裂線位于（）。A.煤壁前方B.煤壁上方C.煤壁后方D.支架頂梁中部答案：C解析：“V”形下沉表明斷裂線已越過煤壁，位于采空區(qū)上方，支架處于給定變形狀態(tài)。12.采用錨索加強(qiáng)支護(hù)時，錨索預(yù)緊力一般取破斷力的（）。A.30%～40%B.50%～60%C.70%～80%D.90%～100%答案：B解析：預(yù)緊力過高易斷絲，過低不起懸吊作用，經(jīng)驗(yàn)取50%～60%。13.下列哪項(xiàng)不是“三徑匹配”內(nèi)容（）。A.鉆孔直徑B.錨桿直徑C.托盤直徑D.藥卷直徑答案：C解析：“三徑”指鉆孔、錨桿、藥卷直徑，托盤屬于配件。14.工作面出現(xiàn)“煤炮”頻繁、支架安全閥連續(xù)開啟，應(yīng)首先（）。A.加快推采B.降低采高C.立即撤人D.加強(qiáng)灑水答案：C解析：系典型沖擊地壓前兆，必須立即撤人，再實(shí)施解危措施。15.巷道交岔點(diǎn)頂板最易發(fā)生破壞的部位是（）。A.主巷中心線B.交岔點(diǎn)肩窩C.次巷中心線D.水溝側(cè)答案：B解析：肩窩處應(yīng)力疊加、斷面突變，剪應(yīng)力最大，極易片幫冒頂。16.采用“超前支承壓力”理論計算時，其影響范圍一般取采高的（）倍。A.2～4B.5～8C.10～15D.20～30答案：B解析：現(xiàn)場實(shí)測與數(shù)值模擬均表明，超前支承壓力影響范圍約為采高5～8倍。17.頂板離層儀安裝時，深基點(diǎn)應(yīng)固定在（）。A.直接頂內(nèi)B.老頂內(nèi)C.煤線內(nèi)D.偽頂內(nèi)答案：B解析：深基點(diǎn)必須進(jìn)入穩(wěn)定老頂≥1.5m，才能準(zhǔn)確測得頂板總離層量。18.下列哪項(xiàng)不是預(yù)防性注漿加固頂板的目的（）。A.提高巖體C、φ值B.封閉裂隙防止漏風(fēng)C.降低巖體密度D.增強(qiáng)巖體抗拉強(qiáng)度答案：C解析：注漿后巖體密度略增，C、φ值及抗拉強(qiáng)度提高，裂隙被充填。19.支架工作阻力持續(xù)升高、立柱下腔壓力達(dá)到額定值1.2倍，說明（）。A.安全閥失效B.頂板來壓強(qiáng)烈C.立柱內(nèi)泄D.泵站壓力低答案：B解析：超過額定值1.2倍屬“壓架”現(xiàn)象，預(yù)示強(qiáng)烈來壓，需加快推采或強(qiáng)制放頂。20.下列哪種情況允許空頂作業(yè)（）。A.臨時支護(hù)到位B.敲幫問頂后C.短時檢修D(zhuǎn).任何情況均不允許答案：D解析：《規(guī)程》第55條：嚴(yán)禁空頂作業(yè)，無例外條款。21.錨桿支護(hù)巷道最大控頂距不得超過（）m。A.0.8B.1.0C.1.2D.1.5答案：B解析：掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程普遍規(guī)定：最大控頂距≤1.0m，確保能及時支護(hù)。22.老頂初次斷裂后，工作面礦壓顯現(xiàn)最強(qiáng)烈的區(qū)域是（）。A.機(jī)尾三角區(qū)B.支架前梁端C.煤壁前方5mD.采空區(qū)中部答案：A解析：機(jī)尾三角區(qū)懸頂面積大，斷裂時能量突然釋放，易壓死支架。23.采用“頂板深孔爆破”切斷頂板時，炮孔傾角應(yīng)（）。A.與煤層平行B.與煤層垂直C.與老頂巖層垂直D.與水平面成60°答案：C解析：炮孔垂直老頂巖層可形成水平貫通裂隙，有效切斷頂板。24.沖擊地壓礦井采掘工作面必須編制（）專項(xiàng)措施。A.通風(fēng)B.防突C.防沖D.防塵答案：C解析：《規(guī)程》第135條：沖擊地壓工作面必須編制防沖專項(xiàng)措施，經(jīng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批。25.頂板巖層含水豐富時，錨桿支護(hù)應(yīng)優(yōu)先選用（）。A.螺紋鋼樹脂錨桿B.玻璃鋼錨桿C.管縫式錨桿D.木錨桿答案：B解析：玻璃鋼錨桿耐腐蝕、抗靜電，適合富水、高腐蝕環(huán)境。26.下列哪項(xiàng)不是“支架初撐力”的決定因素（）。A.泵站壓力B.立柱缸徑C.頂板巖性D.立柱數(shù)量答案：C解析：初撐力=泵站壓力×立柱缸徑×立柱數(shù)量，與巖性無關(guān)。27.巷道掘進(jìn)時，頂板出現(xiàn)“草帽滑”現(xiàn)象，說明巖層傾角（）。A.水平B.緩斜C.傾斜D.直立答案：C解析：“草帽滑”是傾斜巖層沿層面滑移的典型征兆。28.采用“錨桿+錨索”聯(lián)合支護(hù)時，錨索應(yīng)布置在（）。A.巷中單排B.肩窩雙排C.錨桿之間D.底板答案：B解析：肩窩應(yīng)力集中，布置雙排錨索可形成“承拱”結(jié)構(gòu)，控制頂板下沉。29.工作面周期來壓步距與下列哪項(xiàng)關(guān)系最密切（）。A.采高B.老頂巖層厚度C.支架工作阻力D.推進(jìn)速度答案：B解析：老頂越厚，抗彎剛度越大，周期斷裂步距越長。30.頂板事故中，因“抽冒”導(dǎo)致埋人，其直接原因是（）。A.支架倒架B.片幫煤滾落C.金屬網(wǎng)撕裂D.漏頂擴(kuò)大答案：D解析：“抽冒”指漏頂后形成導(dǎo)砂通道，空腔瞬間擴(kuò)大，將人埋入。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題至少有兩個正確答案，多選、少選、錯選均不得分）31.下列屬于老頂初次來壓的礦壓顯現(xiàn)特征有（）。A.煤壁片幫加劇B.支架載荷突增C.頂板掉矸增多D.底板鼓起E.瓦斯涌出量下降答案：A、B、C解析：初次來壓時老頂斷裂，支承壓力前移，煤壁片幫、支架載荷突增、掉矸明顯；底板鼓起與來壓無必然聯(lián)系；瓦斯涌出量一般增大而非下降。32.沖擊地壓解危措施包括（）。A.煤層注水B.深孔爆破卸壓C.開采保護(hù)層D.提高采高E.鉆孔卸壓答案：A、B、C、E解析：提高采高會增加覆巖動能，不利于防沖。33.錨桿支護(hù)質(zhì)量檢測項(xiàng)目有（）。A.錨固力B.預(yù)緊力矩C.托盤密貼度D.鉆孔深度E.錨桿長度答案：A、B、C、D解析：錨桿長度屬于設(shè)計參數(shù)，現(xiàn)場檢測的是“安裝質(zhì)量”。34.下列哪些屬于“頂板事故”分類（）。A.漏冒型B.壓垮型C.推垮型D.沖擊型E.瓦斯型答案：A、B、C、D解析：瓦斯型事故單列，不屬于頂板事故范疇。35.強(qiáng)制放頂參數(shù)設(shè)計需考慮（）。A.老頂巖性B.老頂厚度C.支架工作阻力D.工作面長度E.采空區(qū)充填率答案：A、B、C、D解析：充填率與放頂參數(shù)無直接關(guān)系。36.頂板離層儀安裝技術(shù)要求包括（）。A.深基點(diǎn)進(jìn)入老頂≥1.5mB.淺基點(diǎn)固定在直接頂內(nèi)C.孔口套管與巖面密貼D.讀數(shù)精度0.1mmE.每周觀測一次答案：A、B、C、D解析：離層儀觀測頻率應(yīng)根據(jù)礦壓顯現(xiàn)程度動態(tài)調(diào)整，非固定“每周一次”。37.下列哪些屬于“支架圍巖關(guān)系”耦合評價指標(biāo)（）。A.支護(hù)強(qiáng)度B.頂板下沉量C.支架載荷分布D.煤壁片幫深度E.巷道風(fēng)速答案：A、B、C、D解析：風(fēng)速與耦合關(guān)系無關(guān)。38.沖擊地壓危險區(qū)域“三限三強(qiáng)”措施中“三限”指（）。A.限采深B.限采高C.限推進(jìn)速度D.限作業(yè)人數(shù)E.限瓦斯?jié)舛却鸢福篈、B、D解析：“三限”為限采深、限采高、限人數(shù)；“三強(qiáng)”為強(qiáng)支護(hù)、強(qiáng)監(jiān)測、強(qiáng)卸壓。39.下列哪些情況必須立即停面撤人（）。A.頂板連續(xù)掉矸超過5m3B.支架安全閥大面積開啟C.微震監(jiān)測能量≥10?JD.瓦斯?jié)舛?.5%E.錨桿連續(xù)斷裂3根答案：A、B、C、E解析：瓦斯?jié)舛?.5%未達(dá)報警值，不需撤人。40.提高錨桿支護(hù)系統(tǒng)剛度的措施有（）。A.提高預(yù)緊力B.減小巷道斷面C.采用加長錨固D.增加錨桿密度E.使用高強(qiáng)度托盤答案：A、C、D、E解析：減小斷面與剛度無關(guān)，反而可能增加應(yīng)力集中。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）41.老頂巖層越堅(jiān)硬，周期來壓步距越小。（）答案：×解析：巖層越堅(jiān)硬，抗彎強(qiáng)度越大，步距越大。42.錨桿預(yù)緊力越大，越能有效抑制頂板離層。（）答案：√解析：高預(yù)緊力可及時給頂板提供主動支護(hù)，減少離層。43.沖擊地壓僅發(fā)生在深部礦井，淺部礦井不會發(fā)生。（）答案：×解析：淺部礦井若存在堅(jiān)硬厚層老頂、煤柱集中等條件，同樣可能沖擊。44.采用“掘—錨—支”一體化作業(yè)時，最大空頂距可放寬至1.5m。（）答案：×解析：即使一體化作業(yè)，最大空頂距仍不得超1.0m。45.頂板離層儀讀數(shù)突然增大后穩(wěn)定，可判定頂板已穩(wěn)定。（）答案：×解析：突然增大后穩(wěn)定可能處于“臨界平衡”，需結(jié)合其它監(jiān)測綜合判斷。46.強(qiáng)制放頂孔裝藥量與巖層抗壓強(qiáng)度成正比。（）答案：√解析：巖層越硬，所需爆破能量越大，裝藥量相應(yīng)增加。47.支架工作阻力越大，一定越有利于頂板控制。（）答案：×解析：過高阻力可能導(dǎo)致“壓死”支架，增加設(shè)備損耗，需與頂板條件匹配。48.沖擊地壓危險區(qū)域巷道必須采用“全斷面錨索”支護(hù)。（）答案：√解析：國家強(qiáng)制要求沖擊地壓巷道必須全斷面錨索加強(qiáng)支護(hù)。49.頂板淋水增大，會降低錨桿錨固力。（）答案：√解析：水降低樹脂錨固劑粘結(jié)強(qiáng)度，導(dǎo)致錨固力下降。50.采用“矸石充填”采空區(qū)可有效減弱周期來壓強(qiáng)度。（）答案：√解析：充填體支撐老頂，減小回轉(zhuǎn)空間，降低來壓強(qiáng)度。四、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述“頂板三帶”理論及其在頂板災(zāi)害防治中的應(yīng)用。答案：“三帶”指垮落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。垮落帶高度一般為采高2～4倍，巖塊無序堆積；裂隙帶高度為采高10～20倍，巖層斷裂但保持層位；彎曲下沉帶直至地表，整體彎曲。應(yīng)用：①確定導(dǎo)水裂隙高度，防止突水；②選擇合理支架工作阻力，避免壓垮；③設(shè)計注漿加固范圍，控制離層；④預(yù)測地表沉陷，保護(hù)地面設(shè)施。52.說明沖擊地壓“應(yīng)力三向”監(jiān)測原理及布點(diǎn)原則。答案：“應(yīng)力三向”指垂直應(yīng)力σv、最大水平應(yīng)力σH、最小水平應(yīng)力σh。采用鉆孔應(yīng)力計，每孔內(nèi)布置三向應(yīng)變花，通過彈性模量換算應(yīng)力。布點(diǎn)原則：①區(qū)域監(jiān)測孔深≥40m，進(jìn)入原巖應(yīng)力區(qū)；②工作面兩巷距煤壁30m、50m、80m各一組；③交岔點(diǎn)、煤柱集中區(qū)加密；④孔口用環(huán)氧樹脂密封，防止?jié)B水；⑤數(shù)據(jù)實(shí)時上傳，變化率>0.5MPa/d預(yù)警。53.列舉五種“頂板冒落”前兆，并說明現(xiàn)場處置要點(diǎn)。答案：前兆：①頂板掉矸頻率增加；②支架安全閥連續(xù)開啟；③煤壁片幫深度>0.5m；④頂板出現(xiàn)“悶炮”聲；⑤離層儀讀數(shù)突增>15mm。處置：①立即停止作業(yè)，撤人至安全區(qū)；②加強(qiáng)“敲幫問頂”，找凈活矸；③補(bǔ)打錨索、點(diǎn)柱，提高支護(hù)強(qiáng)度；④加快推采或強(qiáng)制放頂，縮短懸頂時間；⑤匯報調(diào)度，啟動應(yīng)急預(yù)案。54.闡述“錨桿+錨索”聯(lián)合支護(hù)的協(xié)同作用機(jī)理。答案：錨桿短而密，提供“主動”支護(hù)，控制早期離層；錨索長而強(qiáng)，形成“懸吊”與“承拱”結(jié)構(gòu)，將直接頂荷載傳遞至老頂。協(xié)同機(jī)理：①錨桿預(yù)緊力快速封閉裂隙，提高圍巖C、φ值；②錨索在高應(yīng)力區(qū)施加“點(diǎn)荷載”，降低頂板彎矩；③二者形成“層狀組合梁”，整體抗彎剛度提高2～3倍；④錨桿抑制局部破壞，錨索限制整體下沉，實(shí)現(xiàn)“先柔后剛”的支護(hù)序列。55.說明深孔爆破強(qiáng)制放頂?shù)氖┕すに嚵鞒碳鞍踩P(guān)鍵。答案：流程：①施工設(shè)計：孔深≥2倍老頂厚度，孔距10～15倍孔深，傾角垂直巖層；②鉆孔：采用履帶式潛孔鉆，孔徑75～90mm，誤差≤1°；③驗(yàn)孔：測深、測斜，清泥渣；④裝藥：采用三級煤礦許用乳化炸藥，線密度3～5kg/m，反向起爆；⑤封孔：水炮泥+黏土炮泥，封深≥孔深1/3；⑥連線：雙發(fā)雷管，母線絕緣；⑦警戒：半徑≥150m，撤人停電；⑧起爆：一次裝藥一次起爆；⑨效果檢驗(yàn)：觀測頂板斷裂線、支架載荷下降≥20%為合格。安全關(guān)鍵：①嚴(yán)防雜散電流；②裝藥過程設(shè)專人監(jiān)護(hù)；③出現(xiàn)啞炮≥30min后方可處理，嚴(yán)禁挖掏。五、計算題（每題10分，共20分）56.某綜采工作面采高3.0m，老頂為中粒砂巖，平均單向抗壓強(qiáng)度Rc=60MPa，巖層厚度h=8m，容重γ=25kN/m3。按“固定梁”模型計算老頂初次斷裂步距L，并評價支架工作阻力是否滿足（已知支架額定工作阻力P=6000kN/架，控頂距4.5m，架寬1.5m）。答案：（1）固定梁最大拉應(yīng)力公式：σmax=γhL2/（2h2）=γL2/（2h）令σmax=Rc/6（取安全系數(shù)6），則L=√[2h·Rc/(6γ)]=√[2×8×60×103/(6×25)]=√6400=80m（2）老頂斷裂時釋放荷載：Q=γhL×架寬=25×8×80×1.5=24000kN（3）支架需承擔(dān)荷載：按“砌體梁”理論，支架承擔(dān)斷裂巖重50%：P需=0.5Q=12000kN>6000kN結(jié)論：支架工作阻力不足，需采用“超前深孔爆破”減小步距至40m，或增設(shè)錨索加固，使P需降至6000kN以下。57.某巷道寬4.2m，高3.5m，頂板為泥巖，容重23kN/m3，內(nèi)摩擦角30°，粘結(jié)力C=0.2MPa。按普氏平衡拱理論計算自然平衡拱高度b及每米巷道頂板壓力Q，若采用錨桿支護(hù)，求錨桿最小有效長度L（取安全系數(shù)1.5）。答案：（1）平衡拱跨度：a=a1+h·tan(45°φ/2)=2.1+3.5×tan30°=2.1+2.02=4.12m（2）平衡拱高度：b=a/tanφ=4.12