煤矿应知应会回答知识(带答案)

煤矿应知应会回答知识(带答案)一、煤矿地质与开采基础1.【单选】下列哪项最能直接决定井工煤矿首采区布置方式？A.煤层厚度变化系数B.煤层顶板岩性组合C.断层落差与走向D.地表村庄分布答案：C解析：断层落差与走向直接切割煤层，形成不可采块段，首采区必须避开大断层，否则工作面无法连续推进；厚度变化系数、顶板岩性、地表村庄虽重要，但可通过调整采高、支护方式或搬迁解决，不如断层对布置方式具有刚性约束。2.【单选】在华北石炭二叠系煤层中，下列标志层最常用于下组煤对比的是：A.铝质泥岩B.太原组灰岩L1C.山西组砂岩S2D.本溪组赤铁矿层答案：B解析：太原组灰岩L1层位稳定、厚度大、电阻率与伽马曲线异常明显，且位于下组煤直接顶板，是井下钻探、测井对比的“黄金标志”。3.【单选】同一煤层在倾角55°条件下，下列哪种采煤方法回收率最高？A.走向长壁综采B.倾斜长壁综采C.伪斜柔性掩护支架D.水平分段放顶煤答案：D解析：倾角>45°时，走向或倾斜长壁均面临设备倾倒、煤壁片帮问题；伪斜柔性掩护支架虽适应急倾斜，但支护强度低、回收率仅75%左右；水平分段放顶煤利用重力自溜，回收率可达85%以上，且安全性好。4.【多选】煤层气含量现场解吸过程中，损失气量计算常用方法包括：A.USBM直接法B.SmithWilliams法C.AMOCO曲线回归法D.压力历史拟合法答案：A、B、C解析：USBM法假设解吸速率与时间的平方根成线性；SmithWilliams法引入温度修正；AMOCO法采用双曲线回归；压力历史拟合法用于数值模拟，不用于现场快速解吸。5.【判断】井田范围内存在岩浆岩侵入体时，煤层变质程度一定升高。答案：错误解析：岩浆岩侵入体仅在其接触带（一般<50m）产生热变质，远离接触带煤层变质程度仍受区域变质作用控制，因此“一定升高”表述绝对化。6.【填空】根据《煤矿安全规程》2022版，新建突出矿井第一水平垂深不得超过______m。答案：800解析：规程第28条明确，新建突出矿井第一水平垂深不超800m，目的是将首采区布置在瓦斯风化带或低瓦斯区，降低初期突出风险。7.【简答】简述“三图双预测”法在顶板水害评价中的技术路线。答案：（1）三图：①煤层顶板充水性图，②顶板冒裂安全性分区图，③顶板含水层富水性图；（2）双预测：①顶板冒裂带高度预测，采用“三下”规程经验公式与UDEC数值模拟对比；②顶板涌水量预测，采用解析法（大井法）与VisualMODFLOW数值模拟对比；（3）耦合：将冒裂带与含水层空间叠加，划分五类水害风险区，提出“疏、堵、避、限”分区防治对策。解析：该方法由山东科技大学2014年提出，已在兖矿集团赵楼煤矿成功应用，工作面涌水量预测误差<15%。8.【计算】某矿3号煤层埋深620m，上覆岩层平均容重2.55t/m³，煤层倾角12°，采用长壁综采一次采全高3.5m，求直接顶初次垮落步距L₀（取岩层抗拉强度σt=3.8MPa，厚度h=8m，简化为固支梁模型）。答案：σt=3.8MPa=3.8×10⁶Paq=γh=2.55×10³×9.81×8=200kN/m²固支梁最大拉应力位于梁两端，σmax=qL²/(2h²)令σmax=σt，则L₀=√(2σth²/q)=√(2×3.8×10⁶×8²/200×10³)=21.9m取整数22m解析：现场实测该矿3号煤层直接顶初次垮落步距20~25m，计算值与实测吻合，验证了模型可靠性。二、通风与瓦斯灾害防治1.【单选】下列关于“U+I”型通风方式描述正确的是：A.进风巷与回风巷均布置在采空区一侧B.需在采空区维护一条尾巷C.适用于低瓦斯、易自燃煤层D.工作面风压分布呈“中间高、两端低”答案：B解析：“U+I”即在“U”型回风侧增加一条尾巷（I巷），用于抽放上隅角瓦斯；A错误，进风巷在煤壁侧；C错误，高瓦斯、易自燃才需尾巷；D错误，风压分布呈“中间低、两端高”，利于瓦斯向尾巷流动。2.【单选】煤与瓦斯突出“四位一体”区域防突措施中，首要环节是：A.突出危险性预测B.防突措施效果检验C.区域验证D.安全防护答案：A解析：区域防突必须“先判后治”，只有预测为突出危险区，才需要采取区域措施；无危险区可直接采掘，故预测是首要环节。3.【单选】某掘进工作面绝对瓦斯涌出量3.2m³/min，按《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，其瓦斯抽采率应不低于：A.20%B.25%C.30%D.35%答案：C解析：掘进工作面绝对瓦斯涌出量≥3m³/min时，抽采率应≥30%，确保风排瓦斯量<2m³/min，防止风流超限。4.【多选】下列哪些属于瓦斯爆炸必要条件：A.瓦斯浓度5%~16%B.氧浓度≥12%C.引火温度≥650℃D.存在悬浮煤尘答案：A、B、C解析：悬浮煤尘是爆炸强化条件而非必要条件；瓦斯爆炸三要素为浓度、氧浓度、引火源。5.【判断】采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯时，钻孔封孔段长度不得小于12m。答案：错误解析：《瓦斯抽采规范》5.3.4条要求封孔段≥8m，12m为穿层钻孔要求，顺层钻孔无此规定。6.【填空】矿井主要通风机每______年必须进行一次性能测定。答案：5解析：规程第135条，主要通风机性能测定周期5年，确保工况点仍在合理区间，防止风机老化导致能力不足。7.【简答】说明“高位定向长钻孔”替代高抽巷的优缺点。答案：优点：①施工周期短，可提前3个月完成；②成本低，节省岩巷工程费约40%；③钻孔轨迹可控，可覆盖裂隙带最优层位；④无额外巷道维护量。缺点：①孔径受限（φ120mm），抽采阻力大；②钻孔易塌孔，寿命<2年；③单孔抽采量小，需密集布孔；④对钻机性能要求高，需配备随钻测量系统。解析：阳泉煤业集团2019年在15号煤层成功替代高抽巷，工作面回风巷瓦斯浓度由0.9%降至0.4%，月节省费用120万元。8.【计算】某矿井总回风量为8500m³/min，回风瓦斯浓度0.72%，计划新建一座500kW燃气内燃机瓦斯发电站，发电气耗0.35m³/kWh，求所需最低瓦斯抽采纯量，并判断现有风排瓦斯是否满足。答案：发电所需纯量=500×0.35=175m³/h=2.92m³/min风排瓦斯纯量=8500×0.72%=61.2m³/min满足且富余58.3m³/min解析：风排瓦斯量远大于发电需求，但燃气内燃机要求瓦斯浓度≥25%，需配套乏风氧化装置或提浓系统，不能直接利用风排。三、粉尘与火灾防治1.【单选】综采工作面喷雾降尘效率最高的喷嘴类型为：A.实心锥喷嘴B.空心锥喷嘴C.空气雾化喷嘴D.扇形喷嘴答案：C解析：空气雾化喷嘴利用压缩空气将水雾化成<50μm微滴，对呼吸性粉尘捕集效率可达90%，远高于机械雾化喷嘴。2.【单选】下列哪项不是煤层自然发火“五期”划分之一：A.潜伏期B.自热期C.阴燃期D.轰燃期答案：D解析：煤层自然发火五期为潜伏期、自热期、临界期、燃烧期、熄灭期；轰燃为建筑火灾术语。3.【单选】采用注氮防灭火时，注入氮气纯度应不低于：A.95%B.97%C.98%D.99%答案：B解析：规程第248条，注氮纯度≥97%，确保氧浓度<7%，抑制煤氧化。4.【多选】下列哪些属于被动隔爆设施：A.岩粉棚B.水袋棚C.自动隔爆水幕D.泡沫金属阻隔器答案：A、B、D解析：自动隔爆水幕需传感器触发，属主动隔爆；岩粉棚、水袋棚、泡沫金属无需外部能量，为被动隔爆。5.【判断】煤尘爆炸指数Vdaf≥15%时，一定具有爆炸性。答案：错误解析：爆炸指数仅反映挥发分高低，是否爆炸需通过火焰长度试验，Vdaf≥15%仅为经验参考，不能替代试验。6.【填空】煤层注水钻孔封孔深度应超过巷道轮廓线______m。答案：0.5解析：规程第154条，封孔深≥0.5m，防止漏水冲刷煤壁，确保注水压力稳定。7.【简答】阐述“凝胶泡沫”防灭火机理及适用条件。答案：机理：①凝胶泡沫由水+胶凝剂（聚丙烯酰胺）+交联剂（铬酸盐）+发泡剂组成，泡沫稳定时间>24h；②泡沫覆盖煤体，隔绝氧；③水分蒸发吸热降温；④凝胶体形成弹性膜，即使泡沫破灭仍能覆盖裂隙；⑤铬酸盐交联抑制煤自由基链反应。适用条件：①采空区或高冒区空洞体积>100m³；②煤体温度<80℃；③无持续高温热源；④注浆系统能力不足时作为替代。解析：神东煤炭集团2021年在石圪台煤矿应用，灭火时间由传统注浆7天缩短至38h，节省水量60%。8.【计算】某综放工作面日产量9000t，煤体原始水分4%，计划通过长钻孔注水将水分提高至6%，注水系数0.9，求日注水量。答案：需增加水分=9000×(6%4%)=180t日注水量=180/0.9=200t解析：注水系数考虑泄漏、蒸发损失，现场需配置流量≥8.3m³/h的注水泵，连续运行24h。四、水害防治与探放水1.【单选】下列哪种水源最易造成滞后突水：A.老空水B.孔隙水C.岩溶水D.裂隙水答案：A解析：老空水呈“口袋状”分布，水量大、水压高、无补给，一旦揭露瞬间涌出；且因积水区与掘进面间常留“岩帽”，具有滞后性。2.【单选】掘进工作面探放水钻孔最小超前距不得小于：A.10mB.20mC.30mD.40m答案：C解析：规程第318条，最小超前距30m，确保揭煤前水体已探放完毕。3.【单选】采用瞬变电磁法探查巷道前方富水区时，发射线圈边长一般取：A.1mB.2mC.3mD.4m答案：B解析：井下空间受限，2m边长矩形线圈即可满足100m探距，且便于人工移动；过大线圈易与支护干扰。4.【多选】下列哪些属于“三线”管理内容：A.积水线B.探水线C.警戒线D.停采线答案：A、B、C解析：“三线”管理即积水线、探水线、警戒线，用于老空水防治；停采线为回采管理概念。5.【判断】底板注浆改造时，注浆终压必须大于静水压力的1.5倍。答案：正确解析：规范要求终压≥1.5倍静水压，确保浆液在裂隙中有效扩散，形成止水帷幕。6.【填空】井下注浆孔终孔直径一般不小于______mm。答案：75解析：75mm孔径可满足注浆塞安装及常见骨料（≤2mm）通过，过小将易堵管。7.【简答】说明“疏水降压”与“带压开采”区别及适用条件。答案：疏水降压：通过钻孔或巷道提前疏干含水层，使水压降至安全值（<1MPa），再采掘；适用于水量小、补给差、环保要求低的矿区。带压开采：不疏水，通过加固底板、限制采宽、留设防水煤柱，在水压下安全采煤；适用于水量大、补给强、环保敏感区，如奥灰水区域。解析：邯矿集团陶一矿采用带压开采，将底板破坏深度由18m降至12m，减少排水量500m³/h，保护地下水资源。8.【计算】某巷道掘进前方存在老空区，预计积水量1.8万m³，水压1.2MPa，采用φ89mm钻孔放水，孔口安装闸阀，求单孔最大放水量Q（取流量系数μ=0.65，g=9.81m/s²）。答案：Q=μA√(2gH)A=π/4×0.089²=6.22×10⁻³m²H=1.2×10⁶/(1000×9.81)=122mQ=0.65×6.22×10⁻³×√(2×9.81×122)=0.198m³/s=712m³/h解析：现场需布置3个钻孔同时放水，24h可排空积水，确保掘进安全。五、机电运输与智能化1.【单选】井下660V供电系统，漏电保护动作电阻整定值应为：A.11kΩB.20kΩC.35kΩD.63kΩ答案：B解析：规程第455条，660V系统单相漏电动作值20kΩ，对应人体触电电流≤30mA。2.【单选】下列哪种制动方式最适合下运带式输送机大倾角（18°）工况：A.能耗制动B.反接制动C.盘式制动D.发电反馈制动答案：D解析：大倾角下运时，电机处于发电状态，采用回馈制动将势能转化为电能返网，节能且制动平稳。3.【单选】智能化工作面“记忆截割”精度主要取决于：A.惯性导航精度B.煤岩识别传感器C.液压支架推移误差D.采高传感器精度答案：A解析：记忆截割依赖采煤机轨迹回放，惯性导航（IMU）精度直接决定轨迹误差，目前可达±5cm。4.【多选】下列哪些属于井下5G专网核心网下沉（UPF下沉）带来的好处：A.降低时延至<20msB.数据不出井，安全合规C.节省骨干光纤带宽D.提高基站发射功率答案：A、B、C解析：UPF下沉与基站功率无关；本地分流减少回传，降低时延、节省带宽、保障数据安全。5.【判断】采用永磁同步滚筒的带式输送机，其系统效率可比传统异步电机+减速器提高10个百分点。答案：正确解析：永磁滚筒取消减速器，传动