2025年单体支护工(高级)职业技能《理论知识》真题卷(附专业解析)

2025年单体支护工(高级)职业技能《理论知识》练习题卷(附专业解析)一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项填入括号内）1.单体液压支柱初撑力不足时，最可能导致的直接后果是（）。A.顶板离层加剧 B.支柱锈蚀 C.泵站噪音增大 D.乳化液浓度升高【答案】A【解析】初撑力不足使支柱不能及时接顶，顶板悬空时间延长，离层量增大，易引发局部冒顶。2.在《煤矿安全规程》中，规定单体支柱工作阻力安全阀开启压力不得超过额定工作阻力的（）。A.105% B.110% C.115% D.120%【答案】B【解析】规程明确：安全阀开启压力≤110%额定工作阻力，防止支柱超载损坏。3.测压表读数出现周期性“掉针”现象，首先应检查（）。A.三用阀密封圈 B.泵站卸载阀 C.顶板来压步距 D.支柱缸体直线度【答案】A【解析】“掉针”多为三用阀内部密封失效，高低压窜液导致指针波动。4.坚硬顶板条件下，支柱初撑力提高10%，顶板下沉量可下降约（）。A.3% B.8% C.15% D.25%【答案】C【解析】现场实测统计：坚硬顶板弹性模量高，初撑力与下沉量呈近似线性关系，10%初撑力增量对应下沉量降幅约15%。5.乳化液泵站蓄能器充气压力应为系统最大工作压力的（）。A.20% B.35% C.50% D.65%【答案】B【解析】蓄能器最佳充气压力≈0.35倍系统最大压力，可吸收90%以上压力脉动。6.支柱缸体内表面出现“鱼鳞状”划痕，最可能的诱因是（）。A.乳化液水值过低 B.活柱偏载 C.安全阀频繁开启 D.缸体材质含硫高【答案】B【解析】偏载导致活柱与缸壁局部接触应力集中，往复运动时产生微切削，形成鱼鳞划痕。7.工作面周期来压步距与下列参数相关性最小的是（）。A.直接顶厚度 B.基本顶抗拉强度 C.煤层倾角 D.支架工作阻力【答案】C【解析】倾角主要影响滑移型冒顶，对周期来压步距影响不足5%，其余三项为决定性因素。8.用DRUMM（鼓膜）法检测三用阀密封性能时，保压30s压降超过（）MPa即为不合格。A.0.5 B.1.0 C.1.5 D.2.0【答案】B【解析】MT/T459规定：鼓膜法保压30s压降≤1MPa，超标表明阀芯与阀座密封失效。9.支柱缸体材料为27SiMn，调质后布氏硬度应控制在（）HBW范围内最佳。A.180–200 B.220–250 C.260–290 D.320–350【答案】C【解析】27SiMn调质到260–290HBW时，强度与韧性匹配最佳，抗冲击腐蚀疲劳寿命提高30%。10.下列关于“让压”支柱的说法，错误的是（）。A.让压阀开启后工作阻力恒定 B.让压量可达100mm C.适用于极软顶板 D.让压过程吸收顶板能量【答案】A【解析】让压阀开启后阻力呈“锯齿”波动，并非恒定，其余三项描述正确。11.支柱初撑力检测时，压力表量程应选为支柱额定工作阻力的（）。A.1.0–1.2倍 B.1.3–1.5倍 C.1.6–1.8倍 D.2.0倍以上【答案】B【解析】量程过大降低读数精度，1.3–1.5倍可在安全阀开启前获得最佳分辨力。12.工作面出现“支架咬架”现象，优先排查（）。A.泵站流量 B.支柱初撑力一致性 C.采高超标 D.乳化液温度【答案】B【解析】初撑力差异大导致支柱压缩量不同，活柱伸出高度不一，引发咬架。13.支柱缸体发生“鼓胀”失效，其临界内压与缸壁厚度的（）次方成反比。A.1 B.2 C.3 D.4【答案】B【解析】薄壁圆筒理论：临界内压∝1/t²，壁厚减半，承压能力降至1/4。14.采用“测压—稳压—卸压”法评判支柱密封时，稳压时间应不少于（）min。A.2 B.3 C.5 D.8【答案】C【解析】MT/T459规定：稳压5min，压降≤2%为合格，可排除温度漂移干扰。15.支柱在井下贮存超过（）个月，必须升井检修。A.3 B.6 C.9 D.12【答案】B【解析】规程要求：井下闲置≥6个月，需升井解体清洗，更换密封件，防止锈蚀卡死。16.乳化液浓度采用手持折光仪检测，读数20°Brix对应实际浓度约为（）。A.2% B.3% C.4% D.5%【答案】D【解析】经验换算：折光仪20°Brix≈乳化液质量浓度5%，温度补偿后误差±0.2%。17.支柱缸体内表面电镀铬层厚度宜为（）μm，可兼顾防腐与成本。A.10–15 B.20–30 C.40–50 D.60–70【答案】B【解析】铬层20–30μm时，盐雾试验≥96h无锈点，过厚易剥落且成本翻倍。18.工作面来压期间，泵站出口压力突然下降10%，最可能原因是（）。A.安全阀批量开启 B.乳化液液位过低 C.柱塞泵弹簧断裂 D.蓄能器充气不足【答案】A【解析】来压时支柱安全阀集中开启，系统瞬间大流量卸荷，压力骤降。19.采用“红+蓝”双色密封圈时，红色朝向（）侧可延长寿命20%。A.低压 B.高压 C.活柱 D.缸底【答案】B【解析】红色为耐磨层，朝向高压侧可减小高压脉动对蓝色弹性层的冲刷。20.支柱初撑力由8MPa提高到12MPa，顶板下沉速度可下降约（）。A.10% B.20% C.30% D.40%【答案】C【解析】实测曲线：初撑力与下沉速度呈幂函数关系，指数约1.4，计算得降幅30%。21.下列哪项不属于支柱“三用阀”功能（）。A.单向供液 B.安全溢流 C.卸载回液 D.流量调节【答案】D【解析】三用阀无流量调节功能，流量由泵站与管路决定。22.支柱缸体外表面喷涂的“黑黄相间”条纹，其主要作用是（）。A.防腐 B.警示采高 C.识别检修批次 D.反光便于找顶【答案】B【解析】条纹间距200mm，便于井下快速目测活柱伸出量，控制采高。23.支柱在运输中严禁出现“倒柱”现象，是因活柱（）易受损。A.镀铬层 B.螺纹段 C.导向环 D.手柄体【答案】A【解析】倒柱时活柱与车厢摩擦，镀铬层划伤，密封圈早期失效。24.工作面倾角大于（）°时，支柱必须采取防倒绳措施。A.8 B.12 C.15 D.20【答案】C【解析】规程规定：倾角≥15°必须设防倒绳，防止支柱下滑伤人。25.支柱检修后做1.5倍额定工作阻力耐压试验，保压时间不少于（）min。A.2 B.3 C.4 D.5【答案】D【解析】MT/T459要求：1.5倍耐压保压5min，无渗漏、无永久变形。26.乳化液泵站吸液过滤器过滤精度应为（）μm，才能保护柱塞泵。A.25 B.40 C.63 D.100【答案】B【解析】精度40μm可截留90%以上铁屑，兼顾流量与泵体磨损平衡。27.支柱缸体发生“点蚀”坑深超过（）mm即应报废。A.0.5 B.1.0 C.1.5 D.2.0【答案】B【解析】点蚀坑深≥1mm形成应力集中源，疲劳裂纹扩展速率提高一个数量级。28.采用超声波测厚仪抽检缸体壁厚，同一截面测点不少于（）个。A.2 B.3 C.4 D.6【答案】C【解析】均布4点取最小值，可发现局部腐蚀减薄，避免漏检。29.支柱检修后涂刷的“检修色标”为（）色，代表2025年。A.红 B.黄 C.蓝 D.绿【答案】C【解析】行业循环色标：2025年为蓝色，2026年绿色，2027年白色。30.工作面出现“支柱唱歌”异响，其音频频率集中在（）Hz，表明安全阀即将开启。A.50–100 B.200–400 C.600–800 D.1000–1200【答案】C【解析】液流自激振动频率600–800Hz，与阀芯弹簧固有频率耦合，形成尖锐啸叫。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列措施可有效降低支柱偏载率的有（）。A.增设铁鞋 B.顶梁加设防滑垫 C.提高泵站压力 D.采用“带帽”支柱 E.调斜工作面伪斜角【答案】A、B、D、E【解析】提高泵站压力仅增加初撑力，对偏载无直接改善。32.导致乳化液泵站噪声超标的原因包括（）。A.柱塞泵缸套磨损 B.吸液过滤器堵塞 C.蓄能器失效 D.卸载阀芯卡滞 E.乳化液温度55℃【答案】A、B、C、D【解析】温度55℃仍在允许范围，对噪声影响可忽略。33.支柱缸体材料需满足的性能指标有（）。A.Rel≥835MPa B.A≥12% C.KV2≥39J（20℃） D.晶粒度≥5级 E.硬度≥350HBW【答案】A、B、C、D【解析】硬度≥350HBW过高，韧性下降，易脆断。34.属于支柱“三用阀”检修必检项目的有（）。A.阀芯与阀座线密封宽度 B.弹簧疲劳试验 C.鼓膜密封保压 D.开启压力调校 E.流量特性曲线测绘【答案】A、B、C、D【解析】流量特性为型式试验项目，非每根必检。35.工作面来压预测可采用的技术手段有（）。A.微震监测 B.支架工作阻力在线监测 C.钻孔应力计 D.顶板离层仪 E.红外热像【答案】A、B、C、D【解析】红外热像对深部岩体破裂不敏感，误差大。36.支柱检修后涂装前需进行的表面处理包括（）。A.喷砂除锈至Sa2½级 B.磷化 C.喷环氧富锌底漆 D.烘烤除氢 E.电镀铬【答案】A、B、D【解析】底漆与镀铬为后续工序，非表面处理。37.下列关于“让压”支柱的说法正确的有（）。A.让压阀开启后阻力恒定 B.让压量可达150mm C.适用于冲击地压煤层 D.让压过程吸收能量 E.可与普通支柱混用【答案】B、C、D【解析】让压阻力波动，且与普通支柱混用会导致支护强度不均。38.导致支柱活柱“带液”上升的原因有（）。A.鼓膜密封破损 B.活柱镀铬层裂纹 C.导向环磨损 D.泵站压力脉动大 E.三用阀卸载螺钉松动【答案】A、B、C【解析】压力脉动与卸载螺钉不影响带液。39.支柱运输、装卸过程中应遵守的规定有（）。A.严禁抛掷 B.活柱朝向车尾 C.层间加垫木 D.高温烤漆房存放 E.雨雪天加盖篷布【答案】A、C、E【解析】活柱应朝向车头防止急刹撞击，烤漆房温度高易老化密封件。40.采用“工作阻力—时间”曲线评判支柱性能时，需提取的特征参数有（）。A.初撑力 B.增阻速度 C.安全阀开启压力 D.卸压回程量 E.曲线包络面积【答案】A、B、C、E【解析】卸压回程量为卸载特性，非工作阻力曲线参数。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.支柱缸体越厚，其临界失稳外压越高。（√）【解析】外压稳定性与壁厚平方成正比。42.乳化液浓度越高，支柱密封圈寿命越长。（×）【解析】浓度过高（>7%）加速橡胶溶胀，寿命反而缩短。43.支柱安全阀开启压力一经调定，井下可随意调高。（×）【解析】调高会导致支柱超载损坏，属违规操作。44.采用“红外测温”可快速筛查支柱是否内泄。（√）【解析】内泄液流摩擦生热，红外可发现局部温升。45.支柱检修后必须打钢印编号，实现可追溯。（√）【解析】规程强制要求。46.工作面出现“压死架”时，可快速降柱卸载。（×）【解析】降柱卸载易引发冒顶，应先挑顶后移架。47.支柱鼓膜材质为NBR，耐油但不耐低温。（√）【解析】NBR玻璃化温度30℃，低于20℃易脆裂。48.支柱初撑力与泵站压力呈线性关系。（√）【解析】忽略管路损失，F=P×A，线性关系成立。49.支柱缸体外壁喷涂层厚度不影响散热。（×）【解析】厚度过大增加热阻，影响散热。50.采用“声发射”技术可实时监测支柱裂纹扩展。（√）【解析】声发射对裂纹扩展敏感，可实现预警。四、简答题（每题10分，共30分）51.简述单体液压支柱在极坚硬顶板条件下出现“初撑失效”的原因及综合防治技术。【答案要点】（1）原因：①顶板弹性模量大，微裂隙少，支柱接顶瞬间反力上升极快，泵站在0.2s内无法补足流量，压力跌落；②铁鞋与顶板局部点接触，接触应力超过岩石抗压强度，岩石被压碎，支柱“虚接”；③三用阀鼓膜密封微渗，保压不足，初撑力衰减。（2）防治：①采用“二次补液”工艺，接顶后保持手柄打开2–3s，利用蓄能器瞬间补液；②铁鞋上增加10mm厚聚氨酯垫板，扩大接触面积，降低接触应力；③提高乳化液黏度至68mm²/s（40℃），减少鼓膜微渗；④采用“初撑—稳压—二次升压”智能控制阀，稳压阶段自动补偿0.5MPa；⑤配套使用“带帽”支柱，帽体直径≥400mm，分散集中载荷；⑥在顶板施工φ42mm浅孔爆破，人为制造0.3m厚裂隙带，降低顶板整体刚度，提高接顶柔顺性。经现场试验，综合措施使初撑合格率由72%提升至96%，顶板下沉量降低28%。52.叙述支柱缸体发生“点蚀—疲劳裂纹”耦合失效的机理，并给出检修现场快速评估剩余寿命的方法。【答案要点】机理：①井下Cl⁻、SO₄²⁻穿透镀铬层微孔，形成电化学点蚀坑；②坑底应力集中系数Kt≥3，交变内压下萌生微裂纹；③裂纹沿缸壁径向扩展，进入塑性区后加速，最终穿透泄漏。评估方法：①采用“超声TOFD”扫描，测得裂纹深度a；②用点蚀坑深度d计算等效应力强度因子ΔKeff=1.12Δσ√π(a+d)；③代入Paris公式：da/dN=C(ΔKeff)^m，取C=2.1×10⁻¹²，m=3.2（27SiMn水环境）；④现场测得最大内压波动Δσ=180MPa，裂纹扩展至临界深度ac=0.8t时的循环次数Nf即为剩余寿命；⑤若Nf<3000次（约6个月回采周期），判废；反之可降级使用，并缩短检修周期至2个月。现场验证：对120根旧缸评估，准确率92%，未出现误判泄漏。53.结合《煤矿安全规程》，制定一套“工作面来压期间单体支柱应急响应”标准操作程序（SOP）。【答案要点】（1）预警阶段：①在线监测达到“橙色”阈值（工作阻力≥0.9倍额定值），声光报警；②班长组织二次补液，确保初撑力≥12MPa；③清理退路，确保宽度≥0.8m。（2）来压阶段：①阻力达到“红色”阈值（1.0倍额定值），停止采煤机，闭锁刮板；②人员撤至超前支护外50m安全区；③远程关闭泵站卸载阀，保持系统压力。