2025年采煤概论试题及标准答案

2025年采煤概论试题及标准答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列采煤工艺中，属于综合机械化采煤（综采）核心特征的是：A.人工装煤B.爆破落煤C.液压支架自动移架D.单体支柱支护答案：C2.井田划分时，若以大断层作为边界，主要考虑的地质因素是：A.煤层厚度变化B.断层导水性C.断层落差大于煤层厚度D.断层走向与煤层倾向夹角答案：C3.直接顶的主要特性指标是：A.抗压强度B.初次垮落步距C.容重D.碎胀系数答案：B4.矿井瓦斯等级划分的主要依据是：A.绝对瓦斯涌出量B.相对瓦斯涌出量和有无瓦斯突出C.工作面瓦斯浓度D.采区通风能力答案：B5.下列巷道中，属于回采巷道的是：A.主井B.区段运输平巷C.井底车场D.水平大巷答案：B6.放顶煤采煤法中，“两硬”条件指的是：A.硬煤层、硬顶板B.硬顶板、硬底板C.硬煤层、硬底板D.硬夹矸、硬顶板答案：A7.采煤工作面循环作业的核心参数是：A.采高B.循环进度C.支架工作阻力D.截深答案：B8.矿井通风方式“中央分列式”的特点是：A.进、回风井均位于井田中央B.进风井在中央，回风井在井田浅部边界C.进、回风井分别位于井田两翼D.进风井在两翼，回风井在中央答案：B9.冲击地压的主要诱发因素是：A.煤层倾角大B.采深增加导致的高应力集中C.工作面推进速度慢D.顶板周期来压步距小答案：B10.智能化采煤工作面的“三机协同”不包括：A.采煤机B.刮板输送机C.液压支架D.转载机答案：D二、填空题（每空1分，共20分）1.我国长壁采煤工作面长度一般为______米，特厚煤层综放工作面可增至______米。（150-300；400）2.采煤方法由______和______两部分组成。（采煤工艺；巷道布置）3.初次来压步距是指______第一次大面积垮落时工作面推进的距离，通常为______米。（老顶；20-40）4.矿井开拓方式按井硐形式分为______、______、平硐开拓和综合开拓。（立井；斜井）5.采煤工作面“三直一平”指______直、______直、______直和______平。（煤壁；刮板输送机；支架；刮板输送机槽）6.瓦斯爆炸的浓度范围是______，最易爆炸的浓度是______。（5%-16%；9.5%）7.放顶煤采煤法按工艺分为______、______和______三种。（一次采全厚放顶煤；预采顶分层放顶煤；倾斜分段放顶煤）8.采煤机的主要参数包括______、______和截割功率。（采高范围；牵引速度）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述综采工作面设备配套的基本原则。答：①尺寸配套：采煤机截深与液压支架推移步距一致，支架宽度与刮板输送机中部槽长度匹配；②能力配套：采煤机落煤能力、刮板输送机运输能力、液压支架移架速度需协调，避免“瓶颈”；③性能配套：支架工作阻力与顶板压力相适应，采煤机牵引方式与输送机销排匹配；④可靠性配套：关键部件（如液压系统、电控装置）需满足长时间连续作业要求。2.说明倾斜长壁采煤法的适用条件及优缺点。答：适用条件：煤层倾角小于12°，地质构造简单，无大断层；煤层厚度1-3.5米（普采或综采）。优点：巷道布置简单，掘进率低；工作面搬家次数少；通风路线短，漏风少。缺点：倾斜巷道运输难度大（倾角＞8°时需设防滑装置）；长距离倾斜巷道维护困难；对地质变化（如局部倾角增大）适应性差。3.分析老顶周期来压对采煤工作面的影响及应对措施。答：影响：老顶周期性断裂下沉，导致工作面顶板压力剧增，支架载荷增大；煤壁片帮加剧，甚至引发冒顶；巷道超前支护段变形量增加。应对措施：①加强支架初撑力，确保支架与顶板紧密接触；②提高工作面推进速度，减少老顶悬露时间；③在来压前加强煤壁支护（如打贴帮柱、超前移架）；④通过矿压监测（如压力传感器、顶板离层仪）提前预报来压步距，调整作业计划。4.简述大采高采煤法的技术难点及解决途径。答：技术难点：①煤壁片帮：采高增大（＞5米）后，煤壁暴露面积大，在矿压作用下易片帮；②支架稳定性：高采高导致支架重心上移，易发生倾倒、下滑；③顶板控制：直接顶垮落后难以充满采空区，老顶活动对工作面影响加剧；④设备配套：采煤机、支架、输送机的高度、强度需协同设计。解决途径：采用大工作阻力、大初撑力的两柱掩护式支架；采煤机采用大截深、低牵引速度以减少煤壁暴露时间；煤壁注浆加固或超前预裂顶板；优化工作面推进方向（如俯采）增强支架稳定性。5.说明矿井瓦斯治理的“十二字方针”及具体措施。答：方针：“先抽后采、监测监控、以风定产”。具体措施：①先抽后采：通过地面钻井、井下顺层钻孔、穿层钻孔等方式预抽煤层瓦斯，降低煤层瓦斯含量；②监测监控：安装矿井安全监控系统，实时监测采掘工作面、回风巷等地点的瓦斯浓度，超限自动报警断电；③以风定产：根据矿井总回风巷瓦斯浓度不超过0.75%的标准，计算矿井最大允许产量，确保通风能力与生产能力匹配；④其他措施：开采保护层、煤层注水、加强通风系统管理（如减少漏风、优化通风网络）。四、论述题（每题10分，共20分）1.结合我国煤炭资源赋存特点，论述厚煤层（厚度＞6米）开采方法的选择依据及典型工艺。答：我国厚煤层资源占比约40%，主要分布在华北、西北矿区，赋存条件复杂（如大倾角、高瓦斯、强矿压）。开采方法选择需综合考虑以下因素：（1）煤层厚度与倾角：厚度6-12米、倾角＜35°时，优先选用一次采全厚综放开采（如塔山煤矿8米煤层）；厚度＞12米、倾角较小时，可采用大采高综采（如神东矿区14米煤层，采高8.8米）；倾角＞35°时，需采用倾斜分段放顶煤或伪倾斜柔性掩护支架采煤法。（2）顶底板条件：硬顶板（如砂岩）宜采用综放开采（利用顶板垮落破碎煤体）；软底板需选用底座比压小的支架（如两柱式支架）；夹矸厚度大（＞0.5米）时，大采高开采易混入矸石，影响煤质，应选用放顶煤。（3）瓦斯与地压：高瓦斯厚煤层需优先考虑瓦斯抽采与开采的时空协调（如“一面三巷”布置，增加抽采巷）；强冲击地压煤层需限制采高（避免应力集中），采用“小采高、快推进”策略。（4）经济性：综放开采吨煤成本低（设备投资少、工序简单），但煤损率高（15%-25%）；大采高开采资源回收率高（＞95%），但设备投资大（单套设备超2亿元），适用于资源稀缺矿区。典型工艺：①晋陕蒙矿区厚煤层多采用大采高综采（如补连塔煤矿8.8米采高），配套8.8米智能型液压支架、大功率采煤机（截割功率2×1500kW），实现日产量4万吨；②山东矿区（如兖矿）厚煤层多采用综放开采，配套大采高放顶煤支架（采高3.5-6.0米，放煤高度4-8米），通过“低位放煤+后部刮板输送机”工艺，提高放煤效率。2.论述智能化采煤技术的核心要素及对传统采煤模式的变革。答：智能化采煤技术以“无人化、少人化”为目标，核心要素包括：（1）智能感知：通过工业相机、激光雷达、惯性导航等设备，实时获取煤层赋存（如断层、夹矸）、设备状态（如支架压力、采煤机位置）、环境参数（如瓦斯、粉尘）等多源数据，精度达厘米级。（2）自主决策：基于大数据平台和AI算法（如卷积神经网络、数字孪生），对感知数据进行分析，自动调整采煤机截割轨迹（如遇断层时降低采高）、支架跟机速度（与采煤机牵引速度匹配）、通风量（根据瓦斯浓度动态调节）。（3）自动控制：通过电液控制系统（响应时间＜0.5秒）实现液压支架自动移架、推溜，采煤机记忆截割（误差＜100mm），刮板输送机自动调直（基于视频识别）。（4）远程监控：建立地面集控中心，通过5G网络（时延＜20ms）实现井下设备的远程干预，关键岗位（如支架工、采煤机司机）从井下转移至地面。对传统模式的变革：①人员结构：工作面作业人员从20-30人减少至5-8人，降低安全风险（如瓦斯超限、冒顶事故）；②生产效率：设备开机率从60%提升至85%，单班产量提高30%；③资源利用：通过精准截割减少矸石混入（灰分降低2%-3%），通过智能放煤提