2025年智能化煤矿考试题及答案

2025年智能化煤矿考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.智能化煤矿建设中，实现“少人则安、无人则安”目标的核心技术支撑是（）。A.井下4G通信系统B.智能装备自主控制与协同作业C.人工巡检效率提升D.地面监控中心扩容答案：B2.2025年某智能化矿井采用5G+UWB融合定位技术，其人员定位精度需达到（）。A.±0.5mB.±1mC.±3mD.±5m答案：A3.以下不属于智能掘进系统关键组成的是（）。A.掘锚一体机自动截割控制B.临时支护机器人自主支护C.带式输送机人工张紧D.粉尘浓度智能调控答案：C4.煤矿智能安全监控系统中，用于识别煤岩界面的主流传感器是（）。A.红外测温仪B.多光谱成像仪C.振动传感器D.气体浓度传感器答案：B5.智能化煤矿大数据平台的核心功能是（）。A.存储设备运行日志B.实时显示监控画面C.基于历史数据预测设备故障D.记录人员考勤信息答案：C6.本安型智能巡检机器人在井下工作时，其防爆标志应为（）。A.ExdIB.ExiaIC.ExeID.ExnAI答案：B7.智能综采工作面中，液压支架电液控制系统的响应时间需小于（）。A.50msB.100msC.200msD.500ms答案：B8.以下哪项不属于智能化煤矿“三网融合”范畴（）。A.工业环网B.视频监控网C.人员定位网D.压风管路网答案：D9.2025年某矿应用AI视觉识别技术监测皮带跑偏，其算法训练的关键数据是（）。A.皮带张力值B.跑偏角度与图像特征关联数据C.电机电流曲线D.托辊转速数据答案：B10.智能瓦斯抽采系统的核心控制逻辑是（）。A.固定时间间隔抽采B.基于瓦斯浓度与涌出量动态调整抽采量C.人工设定抽采压力D.仅在采煤时启动抽采答案：B11.井下智能变电所实现无人值守的必要条件是（）。A.增加值班人员巡检频率B.断路器具备远程分合闸与状态自诊断功能C.提高供电电压等级D.减少用电设备数量答案：B12.智能矿山数字孪生平台的构建基础是（）。A.高精度地质模型与设备三维建模B.安装更多摄像头C.增加服务器存储容量D.提升网络带宽答案：A13.下列哪项属于智能化煤矿“智能决策”层的典型应用（）。A.传感器实时数据采集B.主通风机变频控制C.矿井灾害预警与应急方案自动提供D.皮带秤煤量实时显示答案：C14.智能掘进工作面要求单班作业人数不超过（）。A.3人B.6人C.9人D.12人答案：B15.煤矿智能装备的“自主学习”能力主要依赖（）。A.人工编写固定程序B.基于历史数据的机器学习模型C.定期升级硬件配置D.远程人工干预调整参数答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1.智能化煤矿建设需遵循“（）、（）、（）”的技术路径，逐步实现各系统的协同联动。答案：机械化换人、自动化减人、智能化无人2.5G技术在井下应用的核心优势是（）、（）、（），可满足智能装备实时控制需求。答案：低时延、高带宽、广连接3.智能采煤机需具备（）、（）、（）三项核心功能，实现自适应割煤。答案：煤岩识别、自动调高、记忆截割4.煤矿智能安全监控系统应包含（）、（）、（）三个层级，覆盖“监测-预警-处置”全流程。答案：传感器层、边缘计算层、平台决策层5.井下智能巡检机器人需搭载（）、（）、（）等多类型传感器，实现环境与设备状态综合感知。答案：红外热像仪、气体检测仪、高清摄像头6.智能矿山大数据平台需具备（）、（）、（）三大能力，支撑生产优化与安全管理。答案：数据融合、智能分析、可视化展示7.智能掘进系统的“掘支运”一体化指（）、（）、（）三个环节的协同作业。答案：截割、支护、运输8.本安型智能设备的设计需满足（）、（）、（）三项基本要求，确保井下防爆安全。答案：能量限制、结构防护、材料阻燃9.数字孪生技术在煤矿中的应用可分为（）、（）、（）三个阶段，逐步实现物理系统与虚拟模型的实时交互。答案：建模、映射、决策10.智能化煤矿评价指标体系中，“单班作业人数”“设备开机率”“灾害预警准确率”属于（）类指标，“5G覆盖率”“智能装备占比”属于（）类指标。答案：效果、基础三、简答题（每题8分，共40分）1.简述智能化煤矿与传统煤矿在生产模式上的核心差异。答案：传统煤矿以人工操作和经验决策为主，依赖大量现场作业人员，各系统独立运行，信息孤岛现象突出；智能化煤矿通过5G、AI、物联网等技术实现设备自主控制、数据全面感知、系统协同联动，生产模式从“人工主导”转向“智能主导”，作业人员从现场操作转为远程监控与应急处置，决策过程基于大数据分析与模型预测，显著提升效率与安全性。2.说明智能综采工作面“三机协同”的具体含义及实现条件。答案：“三机协同”指采煤机、液压支架、刮板输送机的动态协调作业。具体表现为：采煤机根据煤岩识别结果自动调整截割高度与速度，液压支架同步完成跟机移架与支护，刮板输送机配合采煤机运行调整输送速度。实现条件包括：三机均具备智能控制接口与通信功能；建立统一的时间同步与定位系统；开发协同控制算法，基于实时数据动态优化各设备运行参数；配备可靠的高速通信网络（如5G环网）保障指令传输时效性。3.分析智能瓦斯抽采系统相较于传统系统的优势。答案：传统瓦斯抽采系统多采用恒压或定时抽采模式，存在抽采效率低、能耗高、无法适应瓦斯涌出动态变化等问题。智能瓦斯抽采系统通过安装在采煤工作面、掘进头的瓦斯传感器实时采集浓度、压力、流量数据，结合地质模型与历史数据，利用AI算法预测瓦斯涌出趋势，动态调整抽采泵转速、阀门开度等参数，实现“按需抽采”。优势体现在：①抽采效率提升20%-30%，降低瓦斯超限风险；②能耗降低15%-25%，节约运行成本；③具备自学习能力，可随矿井开采条件变化自动优化控制策略。4.列举井下智能巡检机器人需解决的关键技术问题，并说明解决方案。答案：关键技术问题及解决方案：①复杂环境适应性：井下存在粉尘、潮湿、强电磁干扰等问题，需采用防尘防水外壳（IP65以上）、抗干扰电路设计，传感器选用本安型并增加滤波算法；②自主导航与避障：采用UWB+惯性导航融合定位技术，结合激光雷达或视觉传感器构建实时环境地图，通过SLAM算法实现自主路径规划与动态避障；③多传感器数据融合：集成气体（CH4、CO）、温度、振动、视觉等传感器，利用多源信息融合算法（如卡尔曼滤波、神经网络）综合判断设备状态；④续航与充电：采用高能量密度本安型锂电池，设计自动充电基站，结合低功耗模式延长单次工作时间至8小时以上。5.阐述大数据技术在智能化煤矿安全管理中的应用场景。答案：①设备故障预测：通过采集采煤机、主通风机等关键设备的振动、温度、电流等数据，建立设备健康度评估模型，提前3-7天预测轴承磨损、电机过载等故障，避免非计划停机；②灾害预警：融合瓦斯、地压、水文等监测数据，结合地质构造模型，利用机器学习算法预测瓦斯突出、冲击地压、透水等灾害，准确率≥90%；③人员行为分析：通过智能摄像头与定位系统采集人员位置、动作数据，识别脱岗、未戴安全帽等违规行为，联动语音广播提醒，降低人为失误引发的事故；④安全规程优化：分析历史事故数据，挖掘事故发生的时间、地点、设备类型等关联因素，为修订安全管理制度与操作流程提供数据支撑。四、案例分析题（每题15分，共30分）案例1：某智能化矿井某日14:00智能安全监控系统显示，11203工作面瓦斯浓度从0.3%升至0.8%（临界值1.0%），同时回风巷CO浓度由5ppm升至15ppm，系统触发黄色预警。问题：（1）分析可能的原因；（2）简述智能系统应采取的应对措施；（3）说明如何验证措施有效性。答案：（1）可能原因：①工作面推进速度加快，瓦斯涌出量增加；②局部煤体氧化升温，导致CO提供；③瓦斯抽采管路存在漏风，抽采效率下降；④传感器故障（需排除）。（2）应对措施：①系统自动闭锁工作面采煤机、输送机，停止割煤作业；②联动瓦斯抽采系统，将11203钻场抽采泵频率从50Hz提升至60Hz，增加抽采量；③启动局部通风机变频调速，将工作面风量从2000m³/min增至2500m³/min，加强通风；④调度中心通过智能语音广播通知附近人员撤离至安全区域，同时派巡检机器人前往现场采集红外热像、气体浓度等详细数据；⑤调用地质模型与历史数据，AI算法预测瓦斯浓度变化趋势，若30分钟内未降至0.5%以下则升级为红色预警，启动全矿应急响应。（3）验证措施有效性：①实时监测瓦斯浓度，15分钟内应出现下降趋势（目标≤0.6%）；②CO浓度30分钟内稳定或下降（目标≤10ppm）；③抽采系统运行参数（流量、负压）需满足设计要求（抽采流量≥150m³/min，负压≥13kPa）；④巡检机器人返回的热像图无异常高温区域（≤40℃）；⑤若2小时内指标恢复正常且无反复，判定措施有效。案例2：某矿智能主运输系统（带式输送机群）某日10:30出现1皮带电机电流异常波动（正常80-100A，实时95-130A），系统通过大数据平台分析发现，近3日电机轴承温度每日上升0.5℃（当前38℃），振动加速度有效值从2.0m/s²升至3.5m/s²。问题：（1）判断设备可能的故障类型；（2）说明智能系统的诊断流程；（3）提出后续处理建议。答案：（1）可能故障类型：①电机轴承早期磨损（温度、振动持续上升，电流波动因负载不均）；②皮带机托辊卡阻（导致运行阻力增大，电机过载）；③驱动滚筒包胶磨损（摩擦力下降，皮带打滑引起电流波动）。（2）诊断流程：①调取设备历史数据，确认电流、温度、振动的变化趋势是否符合轴承磨损特征（通过机器学习模型匹配故障样本库）；②联动视频监控系统，查看皮带运行状态（是否有跑偏、打滑）；③派巡检机器人检测托辊转动情况（红外热像仪识别高温托辊）；④利用边缘计算单元分析电机电流频谱，判断是否存在轴承故障特征频率（如内圈、外圈故障频率）；⑤结合设备台账，确认轴承已运行时间（若超过8000小时，磨损概率更高）。