2025矿业真题及答案

2025矿业真题及答案2025年全国硕士研究生招生考试矿业工程综合（代码：815）满分150分，答题时间180分钟一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在露天矿最终边坡设计中，对整体边坡角起决定性作用的是A.矿体倾角 B.岩石RQD值 C.台阶高度 D.岩体结构面产状答案：D解析：结构面产状决定潜在滑移方向，直接控制整体边坡角上限。2.下列哪项不是深孔爆破“大孔距—小抵抗线”布孔方式的优点A.降低单耗 B.改善破碎块度 C.提高延米爆破量 D.降低振动答案：A解析：大孔距—小抵抗线通过增加孔距、减小排距，使岩体受拉伸作用增强，块度均匀，振动下降，但单耗略有上升。3.综放工作面端头悬顶长度超过________时，必须采取强制放顶措施。A.1.5m B.2.0m C.2.5m D.3.0m答案：C解析：依据《煤矿安全规程》第68条修订版，2.5m为强制放顶红线。4.采用尾砂胶结充填时，其灰砂比1:8表示A.水泥质量∶尾砂质量 B.水泥体积∶尾砂体积 C.水泥质量∶全尾质量 D.水泥质量∶脱泥尾砂质量答案：A解析：行业惯例均以质量比计量。5.在矿井通风网络解算中，下列节点风量平衡方程表达正确的是A.ΣQ_in=ΣQ_out+ΔQ B.ΣQ_in−ΣQ_out=0 C.ΣQ_in+ΣQ_out=0 D.ΣQ_in=ΣQ_out−ΔQ答案：B解析：节点风量代数和恒为零，符合基尔霍夫第一定律。6.下列哪种方法最适合测定煤层瓦斯压力A.钻孔流量法 B.间接法（Langmuir） C.封孔测压法 D.地温梯度法答案：C解析：封孔测压法直接封闭钻孔，平衡后读取压力，精度最高。7.对于磁铁矿选别，最适合的脱泥设备是A.水力旋流器 B.螺旋溜槽 C.高梯度磁选机 D.离心选矿机答案：A解析：水力旋流器利用离心力按粒度分级，脱泥效率高，成本低。8.在矿井火灾时期，下列风流调控原则错误的是A.减风降温 B.增风排烟 C.短路风流 D.保持正常风向答案：D解析：火灾期必须根据火源位置灵活调控风向，盲目保持原风向可能扩大灾害。9.影响崩落法放矿截止品位的主要因素是A.矿体厚度 B.放矿椭球体高度 C.地表允许陷落面积 D.矿岩接触面角度答案：B解析：放矿椭球体高度决定废石混入率，直接影响截止品位。10.下列关于“碳足迹”计算边界描述正确的是A.仅考虑直接排放 B.包含间接排放但不含运输 C.全生命周期含末端封存 D.仅统计Scope1答案：C解析：矿业碳足迹需覆盖勘探—采选—冶炼—闭坑—生态恢复全周期，并含CCUS。二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列属于岩体完整性评价指标的有A.RQD B.JV C.GSI D.Q系统 E.岩块饱和单轴抗压强度答案：ABCD解析：饱和单轴强度属岩石强度指标，非完整性指标。12.影响电动铲运机能量回收效率的因素包括A.电机类型 B.下坡坡度 C.电池SOC窗口 D.轮胎花纹 E.操作手体重答案：ABC解析：轮胎花纹影响滚动阻力，但对能量回收效率无直接关联；操作手体重可忽略。13.下列关于深地开采“岩爆”预测说法正确的有A.可通过微震b值下降预判 B.钻屑量S值突增是前兆 C.高应力区必然岩爆 D.岩体脆性指数可用于分级 E.地温升高抑制岩爆答案：ABD解析：高应力是必要条件非充分条件；地温升高使岩体延性增加，反而抑制岩爆。14.关于浮选三相泡沫稳定性，下列说法正确的有A.表面活性剂浓度越高越稳定 B.矿粒亲水性增强可提高稳定性 C.气泡尺寸越小越稳定 D.电解质浓度升高一般降低稳定性 E.温度升高一定降低稳定性答案：ACD解析：亲水性颗粒降低泡沫稳定性；温度升高可能降低黏度，但过高会加速蒸发，未必绝对降低。15.下列属于绿色矿山建设“三同时”内容的有A.矿山地质环境保护与土地复垦方案 B.安全生产设施 C.职业病防护设施 D.节能减排设施 E.社区和谐基金答案：ABC解析：节能减排设施虽重要，但非“三同时”法定范畴；社区和谐基金属企业自愿。三、判断改错题（每题2分，共10分；先判对错，若错则划线改正，不改正不得分）16.在VCR法爆破中，一般采用“下向孔—底部起爆”方式。答案：错，改为“上向孔—底部起爆”。17.矿井总风量按井下最多人数计算时，每人不少于4m³/min。答案：对。18.磁铁矿氧化为赤铁矿会导致矿石磁性率升高。答案：错，改为“降低”。19.采用膏体充填时，料浆质量浓度一般低于65%。答案：错，改为“高于72%”。20.在采空区注氮防火中，注氮口应布置在进风侧。答案：错，改为“回风侧”。四、简答题（每题8分，共24分）21.简述“深部开采三高一扰动”内涵及其对采矿设计的具体影响。答案：三高指高应力、高地温、高渗透水压；一扰动指强烈爆破扰动。高应力易诱发岩爆与片帮，需优化采场结构参数，采用能量释放开采；高地温需强化通风与制冷，设计阶段预留空调硐室；高渗透水压威胁底板突水，需布设超前疏干孔；爆破扰动加剧围岩劣化，需控制单段药量、采用电子雷管逐孔起爆，降低振动。22.说明尾矿库“头顶库”治理中“一库一策”技术路线。答案：第一步开展安全度评价，采用InSAR与三维激光扫描获取坝体形变；第二步根据溃坝模式（坝坡滑移、渗流破坏、地震液化）建立三维数值模型；第三步制定加固方案，可选加高子坝、增设排渗棱体、土工膜防渗、帷幕灌浆；第四步布设在线监测（GNSS、孔隙水压、雨量计、视频AI识别）；第五步建立政企联动预警平台，实现30分钟逃生圈；第六步结合尾矿回采销库，采用干排或膏体排放，降低库水位，最终实现头顶库降级或闭库。23.对比“干式尾矿堆存”与“深锥浓缩—膏体排放”两种尾矿处置方式的经济—环境权衡。答案：干式堆存通过陶瓷过滤机将尾矿含水降至12%，运输至干堆场分层碾压，优点是工艺简单、投资低（约膏体的一半），溃坝风险极低；缺点是粉尘大，需持续喷洒结壳剂，土地占用多，复垦成本高。膏体排放采用深锥浓密机+絮凝剂，底流浓度达72%，泵送至尾矿库呈“牙膏状”堆存，优点是渗流量极少，可回水90%以上，粉尘低，库容利用系数高，闭库后易生态恢复；缺点是设备投资高（约干式1.8倍），絮凝剂运行成本3～5元/t，管道磨损大。综合权衡：在缺水地区或高寒地区优先干式；在雨量充沛、人口密集区优先膏体，若尾矿含重金属或氰化物，膏体可显著降低渗漏风险，长期环境外部成本最低。五、计算题（共31分）24.（10分）某铜矿露天坑最终边坡高300m，由三种岩组构成：上部表土厚40m，容重18kN/m³，内摩擦角20°，黏聚力15kPa；中部砂岩厚160m，容重25kN/m³，内摩擦角35°，黏聚力80kPa；下部灰岩厚100m，容重27kN/m³，内摩擦角40°，黏聚力120kPa。若采用Bishop简化法，假设圆弧滑面通过坡脚，滑弧半径R=400m，对应圆心角θ=60°，试计算该边坡安全系数Fs（不考虑孔隙水压力）。答案：(1)滑弧长度L=Rθ=400×π/3=418.9m(2)将滑体按岩性分为3条竖直条块，条块宽度b=40m，则表土条：W1=40×40×18=28800kN/m砂岩条：W2=160×40×25=160000kN/m灰岩条：W3=100×40×27=108000kN/m(3)各条块抗滑力表土：c1L1=15×(40/cos15°)=620kN/m；tanφ1=0.364砂岩：c2L2=80×(160/cos25°)=14100kN/m；tanφ2=0.700灰岩：c3L3=120×(100/cos30°)=13900kN/m；tanφ3=0.839(4)滑动力矩Ms=W1×160+W2×80+W3×50=28800×160+160000×80+108000×50=1.84×10⁷kN·m/m(5)抗滑力矩Mr=(620+14100+13900)×400+(28800×0.364+160000×0.700+108000×0.839)×400=11.42×10⁶+69.3×10⁶=80.7×10⁶kN·m/m(6)Fs=Mr/Ms=80.7/18.4=4.39结论：Fs=4.39＞1.5，边坡稳定。25.（10分）某矿综放工作面长度220m，煤层厚度6m，采高3m，放煤高度3m，日进尺4m，煤容重1.35t/m³。采出率要求≥85%，实测顶煤回收率72%，含矸率12%。试计算日产量、含矸石量及实际采出率，并判断是否达标。答案：(1)理论煤量=220×6×4×1.35=7128t(2)顶煤回收量=220×3×4×1.35×0.72=2570t(3)机采煤量=220×3×4×1.35=3564t(4)日产量=2570+3564=6134t(5)含矸石量=6134×0.12/(1−0.12)=836t(6)实际采出率=6134/7128=86.1%＞85%，达标。26.（11分）某铜钼矿磨矿—浮选系统处理量4000t/d，原矿铜品位0.55%、钼0.03%。铜粗选给矿浓度32%，粗选时间8min，精选时间12min，扫选时间10min。实验室小型试验表明，铜粗选速率常数k=0.85min⁻¹，精选k=0.35min⁻¹，扫选k=0.60min⁻¹，且符合一级动力学。若要求铜粗选回收率≥85%，精选回收率≥90%，扫选回收率≥60%，试计算各作业浮选机容积，并校核总容积是否满足生产。（选矿厂每日运行20h，容积利用系数0.85）答案：(1)一级动力学R=1−e^(−kt)粗选：0.85=1−e^(−0.85×8)→t=8min已满足精选：0.90=1−e^(−0.35×12)=0.985，满足扫选：0.60=1−e^(−0.60×10)=0.997，满足(2)各作业矿浆体积流量干矿量=4000/20=200t/h粗选给矿浆=200/0.32=625m³/h精选给矿浆=粗选精矿产率×625，设精矿产率3%，则18.75m³/h扫选给矿浆=粗选尾矿=625−18.75=606m³/h(3)各作业容积粗选：625×8/(60×0.85)=98m³精选：18.75×12/(60×0.85)=4.4m³扫选：606×10/(60×0.85)=119m³(4)总容积=98+4.4+119=221.4m³(5)现场配置：粗选4台30m³+精选2台3m³+扫选4台30m³，总容积=120+6+120=246m³＞221.4m³，满足。六、综合分析题（共50分）27.（25分）阅读下列背景，回答相关问题。背景：西南某深部磷矿赋存于震旦系陡山沱组，埋深1200m，矿层平均厚度8m，P₂O₅品位28%，上覆含铀黑色页岩，铀品位0.05%。矿体下盘为富水灰岩，水头压力6MPa。矿山拟采用“阶段空场嗣后充填”采矿法，中段高60m，矿房宽15m，间柱宽10m，顶柱厚6m，回采顺序为“隔一采一”，采用上向高分层凿岩，乳化炸药直径90mm，单孔药量200kg，分段微差起爆。充填采用“全尾—偏高岭土—碱激发”胶结系统，灰砂比1:10，浓度68%，充填体28d强度3MPa。问题：(1)从辐射防护角度，分析黑色页岩对井下职业健康的影响，并提出控制措施。(2)评估6MPa水头压力下矿房回采突水风险，并给出“探—放—隔—监”技术方案。(3)计算矿房回采后充填体所需强度是否满足自立要求（假设暴露高度60m，顶柱6m不回收），并判断灰砂比是否需要调整。(4)若采场爆破振动速度限值v=5cm/s，测点位于间柱中部，距离爆源80m，单段最大药量Q应控制在多少？（采用萨道夫斯基公式，K=120，α=1.6）(5)结合“双碳”目标，提出本矿山减排固碳三条技术路径，并量化预期效果。答案：(1)黑色页岩铀活度约2000Bq/kg，氡析出率0.25Bq/(m²·s)，井下氡浓度易超标。控制措施：①采前预注聚氨酯封闭裂隙，降低氡析出30%；②回采期间采用压入式通风，确保换气次数≥8次/h；③作业人员佩戴正压式呼吸器；④井下布设氡在线监测，超2000Bq/m³立即撤人；⑤废石采用铀废石库封存，表面覆土1m+植被，氡析出降至0.02Bq/(m²·s)。(2)突水系数T=P/(M−h)=6/(60−15)=0.14MPa/m＞0.06，属高风险。方案：①探：采用地面定向钻，孔深1300m，孔距30m，验证富水区；②放：施工放水孔，单孔涌水量80m³/h，总放水量≥2000m³/d，降至水头2MPa；③隔：矿房底板施工5m厚混凝土止浆垫，预埋注浆管，进行帷幕灌浆，形成20m宽止水墙；④监：安装微震与水压光纤联合监测，预警阈值0.5MPa水头波动。(3)充填体自立强度经验式σ≥0.3γH=0.3×22kN/m³×60m=0.396MPa＜3MPa，满足；灰砂比1:10可提供3MPa，无需调整。(4)v=K(Q^(1/3)/R)^α→5=120(Q^(1/3)/80)^1.6→Q^(1/3)=80×(5/120)^(1/1.6)=11.3→Q=1440kg。单段药量应≤1.44t。(5)路径①：选矿尾矿制备偏高岭土—碱激发胶结剂，替代水泥50%，年减排CO₂1.8万t；路径②：井下废石—CO₂矿化封存，利用六水镁矿化技术，年封存CO₂0.4万t；路径③：露天坑建设70MW农光互补光伏电站，年发电1.1亿kWh，替代火电，年减排8.6万t。合计年减排10.8万t，占矿山碳排总量62%。28.（25分）阅读下列背景，回答相关问题。背景：内蒙古某大型露天煤矿，年产能35Mt，剥离物总量120Mm³，剥离物含砂岩、泥岩、表土。矿山拟建设“采—选—填—光—蓄”一体化绿色系统，具体包括：①移动式干法筛分—光电分选系统，将剥离物中≥20mm矸石选出，用于井下回填；②建设8GWh压缩空气储能（CAES）硐室群，利用废弃采掘空间；③排土场表面建设500MW光伏；④采用“氢能矿卡”替代柴油车队。问题：(1)计算年剥离物中可回填矸石量，并评估其替代井下常规条带煤柱的可行性（给出煤柱尺寸与回收率变化）。(2)设计CAES硐室群埋深500m，硐室直径25m，长200m，试计算单硐室容积，并评估围岩最小主应力应大于多少才能满足储气压力10MPa的稳定要求（采用Hoek-Brown准则，mb=5，s=0.5，σci=80MPa，安全因子1.5）。(3)若氢能矿卡百公里能耗55kgH₂，柴油卡车百公里油耗180L，年运距3万km，比较单车年碳排放差异（氢能来源：光伏电解水，电耗55kWh/kgH₂；电网碳排因子0.683kgCO₂/kWh；柴油排放因子3.2kgCO₂/kg柴油，柴油密度0.85）。(4)给出排土场—光伏协同建设的关键岩土工程问题及解决措施。(5)从全生命周期角度，量化本项目碳减排潜力（给出边界、方法与结果）。答案：(1)剥离物总量120Mm³，矸石占45%，可回填量54Mm³，松方系数1.3，实方41.5Mm³。井下条带煤柱宽30m，高3m，留设