2025年换证复审煤矿井下排水系统维护人员专业知识试卷及答案

2025年换证复审煤矿井下排水系统维护人员专业知识试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、漏选均不得分）1.《煤矿安全规程》规定，井下主排水泵房必须设置的工作水泵能力应能在20小时内排出矿井（）的正常涌水量。A.8小时B.12小时C.24小时D.48小时答案：C解析：规程第338条明确“工作水泵能力应能在20h内排出24h正常涌水量”，以保证突发涌水时仍有备用能力。2.离心式水泵发生汽蚀时最先出现的宏观现象是（）。A.电机电流骤降B.泵体剧烈振动并伴随金属异响C.排水量瞬间增大D.逆止阀敲击声答案：B解析：汽蚀气泡在叶轮高压区溃灭产生冲击波，导致振动和异响，电流反而因扬程下降先升高后降低。3.用容积法标定井下排水管流量时，应保证量水堰箱的稳流段长度不小于堰口最大水头的（）倍。A.3B.5C.8D.10答案：B解析：MT/T810规定稳流段≥5H，以消除水面波动带来的读数误差。4.高突矿井主排水管路与压风自救管路的水平间距不得小于（）m。A.0.3B.0.5C.0.8D.1.0答案：D解析：为防止灾变时相互干扰，GB50451规定间距≥1.0m。5.水泵司机交接班时，对水仓水位标尺的允许误差应小于（）mm。A.5B.10C.15D.20答案：B解析：行业惯例以10mm为限，超过即重新校准浮子或投入式液位计。6.采用MD型耐磨多级泵时，首级叶轮抗磨环与口环的极限间隙为泵额定口环间隙的（）倍时必须更换。A.1.5B.2.0C.2.5D.3.0答案：C解析：MT/T678规定间隙≥2.5倍额定值时容积效率下降>7%，必须更换。7.井下主排水管采用焊接钢管时，壁厚负偏差不得大于公称壁厚的（）。A.5%B.8%C.10%D.12%答案：C解析：GB/T3091规定负偏差≤10%，确保承压安全系数。8.在pH<6的酸性水中，水泵过流部件优先选用（）材质。A.ZG230450B.0Cr18Ni9C.QT5007D.ZG20MnSi答案：B解析：0Cr18Ni9为304不锈钢，耐均匀腐蚀性能优于碳钢与球铁。9.排水管沿井筒敷设时，固定支架的最大间距应按管材（）计算确定。A.抗拉强度B.纵向稳定性C.自重挠度D.热膨胀量答案：C解析：防止管道下垂积水，需按自重挠度≤L/500控制支架间距。10.采用变频恒压供水时，压力传感器应安装在（）。A.泵出口止回阀前B.泵出口止回阀后C.水仓入口D.地面净水池答案：B解析：止回阀后压力反映管网真实需求，避免泵启停水锤干扰信号。11.矿井最大涌水量按历史峰值增加（）%作为设计依据。A.5B.10C.15D.20答案：D解析：GB50359规定增加20%安全余量，应对极端天气与未探明导水构造。12.真空泵引水时，真空度达到（）kPa即可启动主排水泵。A.40B.53C.65D.80答案：B解析：大气压约98kPa，53kPa对应吸程≈5.5m，满足多数主泵引水要求。13.水仓入口格栅最大间隙应小于水泵流道最小尺寸的（）。A.1/2B.2/3C.3/4D.4/5答案：B解析：防止大块杂物吸入，间隙≤2/3流道宽。14.采用超声波流量计外夹式测量时，传感器应安装在直管段上游≥（）D、下游≥（）D处。A.5,3B.10,5C.15,10D.20,10答案：B解析：JB/T5325规定上游10D、下游5D，消除涡流对声速路径影响。15.主排水泵房备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的（）%。A.50B.70C.100D.120答案：C解析：规程要求“备用能力不小于工作水泵能力”，即100%。16.井下排水系统采用PLC控制时，CPU冗余切换时间不得大于（）ms。A.50B.100C.200D.500答案：B解析：MT/T1162规定切换≤100ms，确保水位信号不丢失。17.水泵运行中轴承温度超过环境温度（）℃必须停机检查。A.25B.35C.45D.55答案：C解析：滚动轴承允许温升40K，考虑环境35℃，极限75℃，故报警45℃。18.采用并联运行时，两台泵扬程差应小于额定扬程的（）%。A.5B.10C.15D.20答案：B解析：扬程差>10%时，低扬程泵易倒流发热。19.水仓清淤时，作业人员距淤泥边缘安全距离应大于（）m。A.0.5B.1.0C.1.5D.2.0答案：C解析：防止溃淤掩埋，行标要求≥1.5m。20.排水管法兰连接时，橡胶垫片硬度应选（）邵氏A。A.40±5B.60±5C.80±5D.100±5答案：B解析：硬度60±5耐压回弹均衡，过硬失去密封，过软易挤出。21.主排水泵房应每（）月进行一次技术性能测定。A.3B.6C.9D.12答案：B解析：规程要求半年测定，记录流量、扬程、效率、轴功率。22.采用潜水泵时，电机腔绝缘电阻应大于（）MΩ。A.0.1B.0.5C.1.0D.5.0答案：B解析：GB/T2818规定冷态绝缘≥0.5MΩ，防止漏电。23.排水系统经济寿命周期内，年维护成本不应超过初始投资的（）%。A.3B.5C.8D.10答案：B解析：全生命周期评价模型显示>5%则更新更划算。24.水仓进口应设反滤层，其厚度不宜小于（）mm。A.200B.300C.400D.500答案：B解析：经验值300mm，可截留>0.1mm颗粒，减少清淤频次。25.采用气囊式水锤消除器时，充气压力应为管网静压的（）%。A.50B.60C.70D.90答案：C解析：70%时吸收效果最佳，过低不起作用，过高延迟开启。26.主排水泵房噪声限值应不大于（）dB(A)。A.75B.85C.95D.105答案：B解析：AQ1051规定井下机房85dB(A)，保护听力。27.水泵运行中电流摆动超过额定值（）%应紧急停机。A.±5B.±10C.±15D.±20答案：B解析：±10%预示汽蚀、堵塞或电压骤降，需停机排查。28.采用永磁同步变频电机驱动水泵，其效率比同功率异步电机提高约（）个百分点。A.1～2B.3～4C.5～6D.7～8答案：B解析：永磁转子无铜耗，效率提升3～4%，节电显著。29.水仓水位达到警戒水位时，系统应在（）min内自动启动全部工作泵。A.2B.5C.10D.15答案：A解析：自动排水响应≤2min，防止水位陡升淹井。30.排水管采用环氧树脂涂层内防腐时，涂层干膜厚度应≥（）μm。A.150B.250C.350D.450答案：C解析：SY/T0442规定≥350μm，保证10年使用寿命。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个及以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.导致离心泵实际扬程低于铭牌扬程的原因包括（）。A.电机反转B.密封环磨损C.转速下降D.排水管结垢E.吸水井水位升高答案：B,C,D解析：A反转会无压或反流；E水位升高使吸程减小，扬程应略升。32.井下主排水系统“三专”指（）。A.专用变压器B.专用开关C.专用线路D.专用电话E.专用值班室答案：A,B,C解析：规程明确“三专”供电，确保可靠性。33.水仓清淤前必须完成的步骤有（）。A.切断上游来水B.检测CH4浓度C.设安全警戒D.锁定电气开关E.通风降温答案：A,B,C,D解析：E非强制，除非温度>30℃。34.关于水锤防护措施，正确的有（）。A.泵出口设微阻缓闭止回阀B.管顶设空气罐C.降低流速D.缩短管长E.提高管材等级答案：A,B,C解析：D缩短不现实；E提高等级仅承压，不削减水锤压力波。35.采用热熔连接PE排水管时，必备条件包括（）。A.环境温度>5℃B.加热板温度210±10℃C.对口压力0.15MPaD.冷却时间≥壁厚×1minE.焊口翻边对称答案：A,B,D,E解析：C对口压力应为拖动压力+0.1MPa，非固定值。36.主排水泵房应设置的传感器有（）。A.水位B.流量C.压力D.温度E.振动答案：A,B,C,D,E解析：智慧矿山要求全覆盖监测。37.水泵效率测定常用的方法有（）。A.容积法B.超声波法C.差压法D.热力学法E.电测法答案：A,B,D,E解析：差压法用于管路损失，非直接测泵效。38.导致电机绕组绝缘下降的环境因素有（）。A.高湿B.高温C.高盐雾D.高粉尘E.高海拔答案：A,B,C,D解析：海拔主要降低散热，不直接破坏绝缘。39.排水管支墩设计需考虑（）。A.管道自重B.水重C.水锤反力D.温度应力E.地震荷载答案：A,B,C,D,E解析：全荷载组合确保稳定。40.采用无人机巡检排水管路时，需满足（）。A.防爆等级≥ExibⅠMbB.续航≥30minC.红外测温精度±2℃D.图传延迟<200msE.风速<8m/s答案：A,B,C,D,E解析：行业试点标准，全部满足方可作业。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.水泵并联运行可增加扬程。答案：×解析：并联增流量，串联增扬程。42.水仓进口可不设格栅，只要加强清淤即可。答案：×解析：必设格栅，防止大块物吸入损坏叶轮。43.采用永磁电机后，可取消软启动器。答案：√解析：变频器低速转矩大，无需额外软启。44.排水管采用无缝钢管即可不探伤。答案：×解析：井下压力管必须100%超声或射线探伤。45.水锤消除器应安装在泵出口止回阀后。答案：√解析：可吸收反向压力波。46.水泵运行中轴承润滑脂填充量越多越好。答案：×解析：过量导致搅拌发热，温升加剧。47.采用激光熔覆修复叶轮可提高抗汽蚀性能。答案：√解析：熔覆层硬度高且与基体冶金结合。48.主排水泵房必须设防爆门。答案：×解析：仅瓦斯矿井配电硐室设防爆门，泵房无强制。49.水仓水位信号可与主通风机闭锁。答案：√解析：防止水淹影响通风系统。50.采用AI诊断后，可完全取消人工巡检。答案：×解析：AI为辅助，法规仍要求人工确认。四、填空题（每空1分，共20分）51.离心泵特性曲线包括________、________、________三条基本曲线。答案：流量扬程、流量功率、流量效率解析：统称QH、QP、Qη曲线。52.水泵汽蚀余量分为________汽蚀余量和________汽蚀余量。答案：有效、必需解析：NPSHa≥NPSHr+0.5m为安全条件。53.井下主排水管试验压力应为设计压力的________倍，稳压时间不少于________min。答案：1.5,30解析：GB50251规定。54.水仓有效容积应能容纳矿井________h的________涌水量。答案：8,正常解析：规程第339条。55.采用超声波测厚时，探头与管壁耦合剂应选用________，厚度测量误差应小于________mm。答案：高温脂,0.1解析：井下高温环境，精度需达0.1mm。56.水泵轴封水压力应高于泵出口压力________MPa，水量为________m³/h。答案：0.1～0.2,0.5～1.0解析：防止含颗粒水进入轴封。57.主排水泵房地面标高应高出井底车场轨面________m，并设________坡度流向集水沟。答案：0.5,1%解析：防止泵房自淹。58.采用气囊式水锤消除器，其气囊材料常用________橡胶，允许工作温度________℃。答案：丁基,10～90解析：丁基气密性好，耐酸碱。59.水泵振动测量常用________传感器，报警值按ISO10816标准为________mm/s。答案：压电加速度,4.5解析：井下泵属Group2，刚性支撑4.5mm/s。60.排水系统智能化五级架构为感知层、________、________、________、应用层。答案：传输层、平台层、分析层解析：对应物联网通用架构。五、简答题（每题5分，共30分）61.简述离心泵平衡盘磨损过快的三大原因及对应处理措施。答案：原因1：泵在小流量区长期运行，轴向力大→措施：调整出口阀门或切割叶轮，使工况点落在额定流量±10%。原因2：水质含砂量高，磨粒磨损→措施：水仓前加沉砂池，定期更换耐磨环材质为Cr26MoNi。原因3：平衡水管堵塞，背压消失→措施：拆洗平衡水管，加装Y型过滤器，每周反冲。62.说明井下排水系统“无人值守、有人巡视”模式的技术要点。答案：1.感知：水位、流量、压力、温度、振动、电流六类传感器实时接入；2.自控：PLC或DCS按水位分段启停，具备故障自投、轮换运行；3.通信：冗余千兆环网+4G/5G备份，数据上传地面调度；4.视频：防爆云台摄像机360°巡检，AI识别跑冒滴漏；5.门禁：生物识别+电子封条，防止非授权进入；6.巡视：每班一次人工确认，携带防爆终端扫码记录；7.应急：远程一键泄水、一键停机，具备独立硬线急停。63.列举并解释排水管路内腐蚀的四种电化学形态。答案：1.均匀腐蚀：阳极区遍布管壁，壁厚均匀减薄；2.点蚀：Cl破坏钝化膜，形成小阳极大阴极，穿孔风险高；3.缝隙腐蚀：法兰垫片下缺氧区成阳极，产生深沟；4.微生物腐蚀（MIC）：硫酸盐还原菌生成H2S，阴极去极化加速铁溶解，伴随黑色FeS沉积。64.叙述水仓清淤机器人系统的组成及作业流程。答案：组成：防爆履带底盘、铰吸头、渣浆泵、脱水模块、远程控制台。流程：1.关闭进水闸→2.抽排至最低水位→3.机器人入仓→4.铰吸头破碎淤泥→5.渣浆泵送至脱水筛→6.滤饼装矿车→7.清水回流水仓→8.机器人自清洗→9.人员入仓验收→10.恢复运行。65.给出矿井突水时排水系统应急响应的“黄金十分钟”操作清单。答案：0min：水位陡升报警，自动启动全部工作泵；1min：值班员确认涌水点，汇报调度；2min：启动备用泵，关闭非安全负荷；3min：地面变电所确保双回路供电；4min：关闭水仓出口闸，防止倒灌；5min：启动应急潜水泵，投运最大排水能力；6min：通知井下人员撤离最低水平；7min：开启防水闸门（如有）；8min：地面注浆站待命；9min：记录水位曲线，保存数据；10min：向矿山救援指挥中心求援。66.说明永磁同步变频驱动在排水系统的节能机理及节能量估算方法。答案：机理：1.永磁转子无转子铜耗，效率↑3%；2.变频器按需调速，消除节流损失，泵系统效率↑15%～25%；3.功率因数≈1，无功电流↓，线损↓2%。估算：原年均功率P1，运行时间T，节电率η≈20%，年节电量ΔE=P1×η×T；示例：P1=500kW，T=8000h，ΔE=80万kWh，按0.6元/kWh，年省48万元。六、计算题（每题10分，共30分）67.某矿正常涌水量Qn=250m³/h，最大涌水量Qm=400m³/h，垂高H=280m，管路总损失按0.1H计，水泵效率η=0.78，传动效率ηt=0.98，电机效率ηm=0.95，每日运行20h。求：(1)设计流量；(2)设计扬程；(3)年耗电量（kWh）。答案：(1)Q≥1.2Qm=1.2×400=480m³/h，取480m³/h；(2)Hj=1.1×(280+0.1×280)=1.1×308=338.8≈339m；(3)P=(ρgQH)/(3600ηηtηm)=(1000×9.81×480×339)/(3600×0.78×0.98×0.95)=1000×9.81×480×339/2616.4≈611kW；年耗电W=611×20×365=445.6万kWh。解析：注意单位换算，3600将秒换小时；损失系数1.1含管路磨损老化余量。68.一条DN400排水管，壁厚8mm，材质Q235B，运行压力4MPa，温度20℃，弹性模量E=2.06×10¹¹Pa，泊松比μ=0.3，水中声速a=1200m/s。若阀门瞬间关闭，求水锤压力ΔP（Pa）。答案：ΔP=ρaΔv；先求流速v=Q/A，设Q=480m³/h=0.133m³/s，A=π(0.42×0.008)²/4=0.119m²，v=0.133/0.119=1.12m/s；ΔP=1000×1200×1.12=1.34MPa。解析：瞬间关闭视为直接水锤，ΔP与流速成正比，需加原压力4MPa，峰值5.34MPa，校核管材是否安全。69.某泵房装3台MD28065×5泵，额定Q=280m³/h，H=325m，η=0.78，现测得运行参数：Q实=260m³/h，H实=310m，P电机=355kW，电机ηm=0.95，求装置效率η装置，并判断是否合格。答案：水功率P水=ρgQH/3600=1000×9.81×260×310/3600=219.3kW；电功率P电=355×0.95=337.3kW；η装置=P水/P电