2025年煤矿综采支架初撑力题库(附答案)

2025年煤矿综采支架初撑力题库(附答案)一、单项选择题（每题2分，共40分）1.煤矿综采支架初撑力的核心作用是：A.提高支架使用寿命B.初期控制顶板下沉C.降低液压系统能耗D.增强支架抗冲击能力答案：B2.下列哪项不是影响初撑力的关键因素？A.乳化液泵站工作压力B.立柱活塞有效面积C.支架推移步距D.立柱密封性能答案：C3.某综采工作面选用双伸缩立柱，其初撑力计算时应采用：A.活柱伸出时的活塞面积B.油缸大腔的活塞面积C.活柱收缩时的活塞杆面积D.油缸小腔的活塞面积答案：B4.按照《煤矿安全规程》（2024版）要求，薄煤层综采支架初撑力不得低于额定值的：A.80%B.85%C.90%D.95%答案：B5.初撑力检测时，若使用数字式压力传感器，其精度应不低于：A.0.5级B.1.0级C.1.5级D.2.0级答案：A6.支架操作过程中，初撑力不足的典型表现是：A.支架顶梁与顶板间隙＞50mmB.乳化液泵站压力持续升高C.立柱伸缩速度明显加快D.支架推移千斤顶行程超限答案：A7.下列哪种情况会导致初撑力实测值高于理论值？A.立柱密封老化漏液B.泵站安全阀整定值偏高C.顶梁与顶板接触不平整D.操作时供液时间不足答案：B8.对于大采高综采支架（采高＞5m），初撑力设计时需重点考虑：A.底板比压B.顶板来压步距C.支架重心稳定性D.瓦斯涌出量答案：B9.初撑力与工作阻力的本质区别在于：A.初撑力是静态压力，工作阻力是动态压力B.初撑力由泵站压力决定，工作阻力由顶板压力决定C.初撑力用于移架，工作阻力用于支护D.初撑力无时间限制，工作阻力受循环影响答案：B10.乳化液浓度过低时，对初撑力的直接影响是：A.泵站压力无法建立B.立柱密封件磨损加快C.液压系统温度升高D.初撑力衰减速度减慢答案：B11.某支架立柱缸径为200mm，泵站工作压力为31.5MPa，单根立柱初撑力约为：（π取3.14）A.989kNB.1236kNC.1570kND.1864kN答案：A（计算：F=π×(0.2/2)²×31.5×10⁶=3.14×0.01×31.5×10⁶=989100N≈989kN）12.初撑力检测应在支架接顶后多长时间内完成？A.1minB.3minC.5minD.10min答案：B13.下列哪种设备可实现初撑力的连续监测？A.手动测压表B.电子压力记录仪C.U型管压差计D.机械压力表答案：B14.初撑力不足时，顶板离层量会：A.显著增加B.基本不变C.略有减少D.周期性波动答案：A15.支架操作规范中，“二次供液”的目的是：A.提高泵站效率B.补偿初撑力衰减C.延长立柱寿命D.降低乳化液消耗答案：B16.对于“三软”煤层（软煤、软顶板、软底板），初撑力设计应：A.取最小值B.取中间值C.取最大值D.无特殊要求答案：C17.初撑力检测数据异常时，首先应检查：A.支架结构是否变形B.测压仪器是否校准C.乳化液泵站压力D.立柱伸缩行程答案：B18.下列哪项不是初撑力不足的直接后果？A.顶板台阶下沉B.支架压死事故C.煤壁片帮加剧D.乳化液泵损坏答案：D19.智能综采工作面中，初撑力自动控制的核心是：A.电液控制系统B.视频监控系统C.人员定位系统D.瓦斯监测系统答案：A20.初撑力理论值与实测值偏差超过15%时，应：A.继续观察B.调整泵站压力C.全面排查液压系统D.更换支架答案：C二、判断题（每题1分，共15分。正确打“√”，错误打“×”）1.初撑力是支架对顶板的最大支撑力。（×）解析：初撑力是支架接顶后立即产生的支撑力，工作阻力才是顶板来压时的最大支撑力。2.乳化液泵站压力越高，初撑力一定越大。（×）解析：若立柱密封失效或供液时间不足，泵站压力高也无法保证初撑力达标。3.支架移架后应立即检测初撑力。（×）解析：需待支架完全接顶并稳定3分钟后检测，避免液压系统压力波动影响数据。4.初撑力不足会导致顶板下沉速度加快。（√）5.单伸缩立柱与双伸缩立柱的初撑力计算方法相同。（√）解析：均以油缸大腔活塞面积计算，与伸缩方式无关。6.初撑力检测只需测量1-2架支架即可代表全工作面。（×）解析：需按工作面长度每10-15架检测1次，确保数据覆盖性。7.支架顶梁与顶板接触面积不影响初撑力效果。（×）解析：接触面积小会导致局部压强过大，易压坏顶板或造成顶梁变形。8.液压系统中混入空气会导致初撑力衰减。（√）9.初撑力达标后，支架无需再进行二次供液。（×）解析：受液压系统泄漏和顶板下沉影响，需定期补压。10.薄煤层支架初撑力应低于厚煤层支架。（√）解析：薄煤层顶板压力较小，初撑力设计值可适当降低。11.初撑力检测仪器无需定期校准。（×）解析：需每季度由计量部门校准，确保数据准确性。12.支架操作时，供液时间越长，初撑力越高。（×）解析：达到泵站压力后，延长供液时间不会增加初撑力。13.初撑力不足会增加支架倒架风险。（√）14.智能支架可通过传感器自动调整初撑力。（√）15.初撑力与支架工作阻力的比值越大，顶板控制效果越好。（√）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述综采支架初撑力的定义及工程意义。答案：初撑力是指支架在升架过程中，顶梁接触顶板后，液压系统停止供液时立柱对顶板的初始支撑力。其工程意义为：初期控制顶板下沉，减少顶板离层，避免顶板早期破坏；提高支架与顶板的接触刚度，增强支护系统稳定性；为后续工作阻力的发挥奠定基础，降低顶板来压时的动载影响。2.列举初撑力不足的5种常见原因。答案：（1）乳化液泵站工作压力低于设计值；（2）立柱或千斤顶密封件老化、损坏导致漏液；（3）支架操作时供液时间不足，未达到额定初撑力；（4）顶梁与顶板接触不平整，局部空顶导致有效支撑面积减小；（5）液压系统中混入空气，造成压力损失；（6）立柱缸径或数量与设计不符（任选5点）。3.说明初撑力检测的主要步骤。答案：（1）准备工具：数字式压力传感器（精度≥0.5级）、记录表、校准证书；（2）选择检测点：按工作面长度每10-15架选择1个检测架，机头、机尾各增加1-2个点；（3）操作支架：移架后升架至顶梁完全接顶，持续供液3分钟，待压力稳定；（4）读取数据：通过压力传感器读取立柱大腔压力值，记录泵站压力、支架编号、检测时间；（5）计算初撑力：F=P×A×n（P为泵站压力，A为单根立柱活塞面积，n为立柱数量）；（6）数据对比：与设计值比较，偏差超过10%时标记异常；（7）整理汇总检测结果，分析异常原因并提出整改措施。4.如何通过调整操作工艺提高初撑力达标率？答案：（1）规范升架操作：确保顶梁与顶板全面接触，避免偏载；（2）延长供液时间：在支架接顶后继续供液10-15秒，补偿液压系统压力损失；（3）实施“二次供液”：移架后30分钟内再次供液，补充因密封泄漏或顶板下沉导致的初撑力衰减；（4）优化移架顺序：采用“带压移架”方式，减少移架过程中顶板下沉量；（5）加强操作培训：提高支架工对初撑力重要性的认识，避免人为缩短供液时间。5.初撑力与工作阻力的关系是什么？答案：（1）初撑力是工作阻力的初始值，工作阻力是顶板来压时支架的最大支撑力；（2）初撑力越高，支架与顶板的接触刚度越大，顶板下沉量越小，工作阻力的发挥越平稳；（3）若初撑力不足，顶板早期下沉量大，可能导致顶板断裂，工作阻力会突然增大，增加支架过载风险；（4）合理的初撑力应达到工作阻力的60%-80%，以平衡初期控制与经济性。6.分析乳化液质量对初撑力的影响机制。答案：（1）浓度过低：乳化液润滑性下降，立柱密封件磨损加快，导致漏液量增加，初撑力衰减；（2）杂质过多：颗粒堵塞液压阀组或立柱缸筒，造成供液压力损失，初撑力无法建立；（3）酸碱度（pH值）异常：腐蚀液压元件，缩短密封件寿命，加剧漏液；（4）温度过高：乳化液黏度降低，泄漏量增大，泵站效率下降，影响初撑力稳定性；（5）抗泡性差：液压系统混入空气，形成气穴，导致压力波动，初撑力实测值偏低。四、计算题（每题6分，共18分）1.某综采支架配置4根立柱，单根立柱缸径240mm，泵站工作压力31.5MPa，计算该支架的理论初撑力（π取3.14，结果保留整数）。答案：单根立柱活塞面积A=π×(d/2)²=3.14×(0.24/2)²=3.14×0.0144=0.045216m²单根立柱初撑力F1=P×A=31.5×10⁶Pa×0.045216m²=1,424,304N≈1424kN支架总初撑力F=4×F1=4×1424=5696kN2.实测某支架初撑力为4800kN（设计值5500kN），泵站压力30MPa，立柱数量4根，缸径220mm，分析初撑力不足的原因（假设立柱密封良好）。答案：理论初撑力F理=P×π×(d/2)²×n=30×10⁶×3.14×(0.22/2)²×4=30×10⁶×3.14×0.0121×4=30×10⁶×0.151976=4,559,280N≈4559kN实测值4800kN＞理论值4559kN，说明泵站实际压力高于30MPa（可能为31-32MPa），但仍低于设计要求（设计初撑力5500kN对应的泵站压力P=F/(π×(d/2)²×n)=5500×10³/(3.14×0.0121×4)=5500000/(0.151976)≈36.2MPa）。因此，初撑力不足的主要原因是泵站工作压力未达到设计值（需36.2MPa）。3.某工作面支架初撑力设计值为6000kN，立柱缸径260mm，数量4根，若实测泵站压力为32MPa，计算初撑力达标率（π取3.14，结果保留1位小数）。答案：理论初撑力F理=32×10⁶×3.14×(0.26/2)²×4=32×10⁶×3.14×0.0169×4=32×10⁶×0.212264=6,792,448N≈6792kN达标率=（实测值/设计值）×100%=（6792/6000）×100%≈113.2%（注：若实测值等于理论值，则达标率为113.2%，说明泵站压力偏高或设计值偏保守）五、案例分析题（每题9分，共18分）案例1：某煤矿301工作面采用ZY12000/28/62型支架，近期矿压观测显示顶板离层量较上月增加30%，初撑力检测数据显示70%的支架初撑力仅为设计值的75%。试分析可能原因及解决措施。答案：可能原因：（1）乳化液泵站故障：安全阀整定值偏低，实际输出压力不足；（2）液压系统泄漏：立柱密封件老化（尤其是O型圈、Y型圈），导致供液时压力无法维持；（3）操作不规范：支架工为加快移架速度，缩短供液时间，未达到额定初撑力；（4）顶梁与顶板接触不良：顶板不平整或支架歪倒，导致有效支撑面积减小；（5）乳化液质量差：浓度过低或杂质过多，造成阀组卡阻，供液不畅。解决措施：（1）检测泵站压力：使用标准压力表校验泵站输出压力，调整安全阀整定值至设计值（35MPa）；（2）排查泄漏点：对立柱、千斤顶进行打压试验（保压5分钟压力下降≤5%），更换损坏的密封件；（3）规范操作流程：制定《支架操作规程》，要求升架时供液时间≥45秒，推行“二次供液”制度；（4）处理顶板不平：移架前用背板充填顶梁与顶板间隙，确保接触面积≥80%；（5）加强乳化液管理：定期检测浓度（3%-5%）、杂质含量（≤0.1%），更换乳化液箱过滤装置。案例2：某智能化工作面装备电液控支架，初撑力自动控制功能投用后，仍出现部分支架初撑力不达标现象。结合智能系统特点，分析可能的技术原因及改进方案。答案：技术原因：（1）压力传感器故障：部分传感器零点漂移或线性度偏差，导致检测数据失真；（2）控制程序逻辑缺陷：自动供液时间设定过短（如仅10秒），未考虑液压系统响应延迟；（3）通信延迟：电液控系统与泵站联动存在时滞，泵站无法及时调整压力；（4）支架姿态识别