2025煤炭地下气化技术工艺流程与环境影响评价模拟考试试题及解析

2025煤炭地下气化技术工艺流程与环境影响评价模拟考试试题及解析一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.煤炭地下气化（UCG）过程中，下列哪一项不是典型气化剂？A.氧气B.水蒸气C.二氧化碳D.甲烷答案：D解析：甲烷是UCG的目标产物之一，而非气化剂。气化剂通常为O₂、H₂O(g)、CO₂或其混合物，用于与煤焦发生heterogeneous反应生成合成气。2.在“CRIP”（ControlledRetractionInjectionPoint）工艺中，注入点后退速度一般控制在：A.0.1–0.3m/dB.0.5–1.0m/dC.1.5–2.0m/dD.2.5–3.0m/d答案：B解析：CRIP技术通过每天0.5–1.0m的后退速度维持稳定气化前沿，过快导致通道烧穿，过慢则产能下降。3.下列哪项最能直接反映UCG气化通道的“扩展度”？A.煤气热值B.气化效率C.燃空区宽度D.注气压力答案：C解析：燃空区（cavity）宽度是物理扩展指标，直接决定单通道可气化煤量；其余为化学或操作参数。4.关于UCG地下水污染，下列污染物“第一峰值”出现顺序正确的是：A.苯→酚→氨氮→硫酸盐B.酚→苯→氨氮→硫酸盐C.氨氮→酚→苯→硫酸盐D.硫酸盐→氨氮→酚→苯答案：A解析：现场监测与实验室土柱试验均表明，苯因分配系数高最先穿透，酚次之，氨氮随后，硫酸盐最后。5.若煤层埋深800m，地应力20MPa，选用下列哪种井型完井方式最有利于维持燃空区稳定？A.裸眼完井B.割缝衬管完井C.套管射孔完井D.筛管砾石充填完井答案：B解析：割缝衬管提供适度支撑，允许垮塌但防止大面积冒落，兼顾透气和结构稳定，是深部UCG主流方案。6.在UCG环境影响评价中，用于表征“人体非致癌风险”的指标是：A.RfDB.SFC.HQD.IUR答案：C解析：HQ（HazardQuotient）=暴露量/RfD，HQ≤1表示非致癌风险可接受；SF为致癌斜率因子，IUR为吸入单位风险。7.下列哪项不是UCG地面装置“三废”？A.含酚废水B.焦油渣C.粉煤灰D.脱硫废液答案：C解析：粉煤灰是地面燃煤锅炉产物，UCG无燃烧层飞灰，固废主要为灰渣与焦油泥。8.在生命周期评价（LCA）中，UCG链“碳足迹”占比最高的阶段是：A.煤炭开采B.地下气化C.合成气净化D.合成气燃烧发电答案：D解析：即使气化解吸部分CO₂，最终燃烧排放仍占全链70%以上，是最大碳源。9.关于UCG燃空区温度场，下列说法正确的是：A.中心温度可达1200°C，边缘不低于800°CB.中心温度不超过900°C，边缘约400°CC.中心温度约800°C，边缘接近原岩温度D.中心与边缘温差小于100°C答案：A解析：高温氧化区中心1200°C保证煤焦气化反应速率，边缘因传热限制降至800°C左右。10.若煤层渗透率1mD，欲实现1×10⁴m³/d产气，需采用：A.自然裂隙导流B.水力压裂C.酸化D.水平井+多段射孔答案：D解析：1mD属低渗，需水平井增大接触面积并多段射孔降低压降，才能商业流量。11.下列哪种气体最易在UCG地下水系统中发生“逆向扩散”？A.COB.H₂C.CH₄D.CO₂答案：D解析：CO₂因高水溶性及密度大于水，易沿裂隙向下逆向迁移，形成长期封存或污染。12.在UCG项目环评公众参与阶段，首次信息公示应在何时发布？A.可行性研究完成后B.环评报告书征求意见稿形成前C.环评报告书送审前D.核准开工前答案：B解析：根据《环境影响评价公众参与办法》，建设单位需在征求意见稿形成前开展首次公示。13.下列哪项属于UCG地下水修复“主动技术”？A.监测自然衰减（MNA）B.渗透反应墙（PRB）C.原位化学氧化（ISCO）D.生物刺激答案：C解析：ISCO需注入氧化剂，属主动修复；MNA与生物刺激为被动，PRB为半被动。14.关于UCG合成气甲烷化，下列催化剂抗硫性能最好的是：A.Ni/Al₂O₃B.MoS₂C.Ru/CD.Fe₃O₄答案：B解析：MoS₂本身为硫化态，耐硫达1000ppm，无需深度脱硫，是煤基合成气首选。15.若采用“Fireflood”工艺，其控制前沿移动速度主要依赖：A.注氧速率B.煤层厚度C.含水层压力D.地面压缩机功率答案：A解析：Fireflood靠持续供氧维持燃烧带前移，注氧速率直接决定火线速度。16.在UCG微震监测中，P波初动向上、S波振幅比大于1，事件类型最可能为：A.岩体破裂B.瓦斯突出C.注水诱发D.塌陷答案：A解析：P波初动向上表明张性破裂，S/P振幅比高对应剪切成分，综合判定为岩体破裂。17.下列哪项不是UCG项目环评中“土壤环境”现状监测必测因子？A.多环芳烃B.石油烃C.氟化物D.汞答案：C解析：氟化物并非UCG特征污染物，除非煤层伴生氟矿，否则可不测。18.关于UCG燃空区地表沉降，下列预测模型精度最高的是：A.经验图解法B.概率积分法C.FLAC3D数值模拟D.剖面函数法答案：C解析：FLAC3D可考虑非线性、大变形与多场耦合，精度高于传统经验法。19.在UCG项目清洁生产指标中，单位产品新鲜水消耗量应低于：A.0.1m³/GJB.0.3m³/GJC.0.5m³/GJD.1.0m³/GJ答案：A解析：国家发改委2023年清洁生产评价指标体系规定UCG新鲜水耗≤0.1m³/GJ。20.若UCG项目所在区域环境空气执行《GB30952012》二级标准，则H₂S小时浓度限值为：A.10μg/m³B.30μg/m³C.50μg/m³D.150μg/m³答案：B解析：二级标准H₂S小时值30μg/m³，一级为10μg/m³。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）21.下列哪些措施可有效抑制UCG燃空区“顶板突水”？A.留设防水煤柱B.注浆加固裂隙带C.降低气化压力D.提高注氧温度答案：A、B、C解析：降低气化压力可减小压裂扩展；注浆与煤柱为常规水害防控；注氧温度与突水无直接关系。22.在UCG合成气净化环节，下列哪些属于“湿法脱硫”工艺？A.低温甲醇洗（Rectisol）B.聚乙二醇二甲醚洗（Selexol）C.氧化铁干箱D.氨水催化法答案：A、B、D解析：氧化铁干箱为干法脱硫，其余为湿法。23.关于UCG地下水污染“自然衰减”机制，下列哪些过程起主要作用？A.生物降解B.吸附C.稀释D.放射性衰变答案：A、B、C解析：放射性衰变对有机污染物无效；生物、吸附、稀释是主要自然衰减机制。24.下列哪些参数属于UCG气化通道“几何相似准则”必须满足的π数？A.雷诺数B.弗劳德数C.达姆科勒数D.毕奥数答案：B、C解析：弗劳德数表征浮力与惯性力比，达姆科勒数表征反应与流动时间比，是UCG物理模拟核心准则。25.在UCG项目环评中，环境风险评价需考虑下列哪些事故类型？A.井喷式燃空区气体泄漏B.地面净化装置爆炸C.注气井套管破裂D.煤堆场自燃答案：A、B、C解析：煤堆场自燃属地面储运风险，UCG无露天煤堆。26.下列哪些属于UCG生命周期碳排放“负碳技术”选项？A.合成气制氢+CCSB.地下燃空区CO₂回填C.生物质与煤共气化D.煤气化燃料电池答案：A、B解析：CO₂回填与CCS可实现负碳；共气化仅降低碳强度；燃料电池为高效利用非负碳。27.关于UCG地表沉降监测，下列哪些仪器组合可实现“三维动态”测量？A.InSAR+GPSB.全站仪+水准仪C.分布式光纤+倾斜仪D.无人机摄影测量+LiDAR答案：A、C、D解析：全站仪+水准仪为传统点式测量，无法实时三维覆盖。28.下列哪些因素会显著降低UCG煤气热值（LHV）？A.煤层含水率高B.注氧浓度降低C.燃空区压力升高D.煤层灰分增加答案：A、B、D解析：含水率高增加H₂O(g)分压，降低氧化温度；低氧浓度导致不完全气化；灰分稀释可燃组分；压力升高对LHV影响小。29.在UCG项目清洁生产审核中，下列哪些指标属于“资源能源利用”类？A.气化效率B.新鲜水耗C.废渣综合利用率D.电耗答案：A、B、D解析：废渣利用属“废物回收利用”类。30.下列哪些模型可用于UCG地下水污染物迁移数值模拟？A.MODFLOWB.MT3DMSC.COMSOLMultiphysicsD.TOUGH2答案：B、C、D解析：MODFLOW仅模拟水流；MT3DMS、COMSOL、TOUGH2可耦合溶质运移与反应。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.UCG燃空区温度越高，煤气中CO₂含量一定越低。答案：×解析：温度过高会导致CO₂还原反应（C+CO₂→2CO）增强，但亦可能因燃烧区扩大生成更多CO₂，综合结果并非单调下降。32.在UCG微震事件定位中，台网几何精度因子PDOP值越小，定位误差越小。答案：√解析：PDOP反映空间几何强度，值越小，误差椭球体积越小。33.煤层裂隙发育程度越高，UCG气化效率一定越高。答案：×解析：裂隙过度发育会导致气化剂短路，燃空区形态失控，反而降低效率。34.UCG项目环评中，土壤环境现状监测点应至少覆盖占地范围内与范围外各5%面积。答案：√解析：HJ9642021要求占地范围内5%，范围外5%，且不少于3个表层样。35.采用富氧空气气化时，煤气中N₂体积分数可降至10%以下。答案：√解析：富氧（O₂>90%）可显著降低N₂稀释，合成气N₂<10%。36.UCG地下水苯系物污染羽前锋浓度降至1%初始浓度所需的距离称为“影响距离”，其值与渗透系数无关。答案：×解析：影响距离x∝√(Qt/ne)，渗透系数K直接控制达西流速q，故有关。37.在UCG生命周期评价中，GWP100指标将CH₄折算为25tCO₂eq。答案：×解析：IPCCAR6更新CH₄GWP100为29.8，非25。38.煤层顶板存在10m厚泥岩时，可完全阻断UCG燃空区导水裂隙带发育。答案：×解析：裂隙带高度可达采高18–28倍，10m泥岩无法完全阻断，需配合注浆。39.UCG项目清洁生产等级达到一级时，其单位产品SO₂排放量应≤0.15kg/GJ。答案：√解析：2023年指标体系规定一级≤0.15kg/GJ。40.在UCG地下水修复中，采用过硫酸盐原位化学氧化时，pH中性条件下活化剂最佳为Fe²⁺+EDTA。答案：√解析：EDTA螯合Fe²⁺防止沉淀，维持中性条件下自由基产率。四、填空题（每空1分，共20分）41.煤炭地下气化典型温度区间为中心________℃至边缘________℃。答案：1200，600解析：中心氧化区1200℃，边缘还原区降至600℃左右。42.根据《建设项目环境风险评价技术导则》，UCG项目大气环境风险评价范围一般为距源点不少于________km。答案：5解析：HJ1692018规定二级评价5km，一级10km，UCG多为二级。43.在UCG气化通道模拟中，表征反应速率与扩散速率相对大小的无量纲数为________。答案：达姆科勒数（Da）解析：Da=反应时间/扩散时间，Da>>1为反应控制。44.若煤层瓦斯含量8m³/t，气化后残留焦中瓦斯解吸量约占总产气量的________%。答案：2–3解析：现场数据验证，解吸气量<3%，可忽略。45.UCG地下水苯系物污染羽“自然衰减”半衰期典型值为________天。答案：200–400解析：厌氧条件下苯生物降解半衰期约200–400天，取决于电子受体。46.在UCG微震监测中，P波与S波走时差可用于计算震源________。答案：距离解析：Δt×vpvs/(vp–vs)=震源距。47.采用低温甲醇洗（Rectisol）工艺，合成气中H₂S可降至________ppm以下。答案：0.1解析：Rectisol冷区吸收，出口H₂S<0.1ppm，满足甲烷化要求。48.UCG项目清洁生产一级要求气化效率≥________%。答案：75解析：2023年指标体系规定一级≥75%，二级≥65%。49.在UCG地下水数值模拟中，采用MT3DMS需先运行________模块获得流场。答案：MODFLOW解析：MT3DMS需调用MODFLOW生成的.hds文件。50.若UCG项目所在区域执行《地下水质量标准》Ⅲ类，则苯限值为________μg/L。答案：10解析：GB/T148482017Ⅲ类苯≤10μg/L。五、简答题（每题8分，共40分）51.简述UCG燃空区顶板“三带”划分及其对地下水污染的控制意义。答案：（1）冒落带：岩体完全断裂，导水导气，污染物可快速穿透；（2）裂隙带：岩体产生纵向裂隙，渗透系数提高2–3个数量级，构成主要通道；（3）弯曲下沉带：岩体整体下沉但保持层序，渗透性变化小，可视为隔水屏障。控制意义：通过留设防水煤柱、注浆加固裂隙带，可将污染羽限制在冒落–裂隙带内，利用弯曲下沉带阻滞向下游迁移。52.说明UCG项目环评中“源强核算”步骤及关键参数。答案：步骤：①污染源识别→②产污节点分析→③物料衡算→④排放系数选取→⑤不确定性分析。关键参数：煤层工业分析、气化剂组成、气化效率、燃空区体积、硫/氮/灰分含量、地下水埋深、渗透系数、污染物浸出浓度。通过AspenPlus模拟+现场中试数据校正，获得废气（SO₂、NOx、颗粒物）、废水（酚、COD、氨氮）、固废（灰渣、焦油）源强。53.列举三种UCG地下水污染被动修复技术并比较适用条件。答案：（1）监测自然衰减（MNA）：适用于污染羽稳定、电子受体充足、自然降解半衰期<1年；（2）渗透反应墙（PRB）：适用于污染羽通道明确、含水层厚度<15m、污染物浓度中等（苯<5mg/L）；（3）生物刺激：适用于缺氧、可生物降解污染物（酚、苯），需投加电子受体（硝酸盐、硫酸盐）或碳源。比较：MNA成本低但时间长；PRB无需动力，但需精准布墙；生物刺激周期短，但需长期监测微生物群落。54.解释UCG生命周期碳排放“系统边界”如何划定，并给出示例。答案：系统边界采用“井口到车轮”（WelltoWheel,WTW）分为：（1）井口到气化炉（WTP）：钻井、煤层准备、气化剂生产；（2）气化到净化（PTG）：地下气化、地面净化、压缩；（3）净化到利用（GTU）：甲烷化、发电、运输。示例：以1GJ电力为功能单位，WTP排放45kgCO₂eq，PTG排放30kg，GTU排放650kg，合计725kg，比常规燃煤低18%。55.给出UCG项目清洁生产审核“水平对比”方法及数据来源。答案：方法：①选取同类5个运行项目；②统一功能单位（每GJ合成气）；③对比资源能源指标（水耗、电耗、气化效率）、污染物指标（SO₂、酚、灰渣）、综合利用指标；④采用熵权法赋权，计算综合指数。数据来源：企业实测、排污许可执行报告、行业协会2022年统计、EIA公示、文献（Fuel2023,339:127396）。若指数>0.9判定一级，0.8–0.9二级，<0.8三级。六、计算题（共20分）56.某UCG项目气化通道长500m，宽4m，高3m，煤层密度1.4t/m³，灰分20%，硫分1%，气化效率70%，合成气产率3.2Nm³/kg（干燥无灰基）。计算：（1）可气化煤量（t，干燥基）；（2）理论合成气产量（万Nm³）；（3）若60%硫进入合成气，计算合成气中H₂S浓度（mg/Nm³）。答案：（1）燃空区体积=500×4×3=