2025年地质与矿业工程专业考试卷及答案分析

2025年地质与矿业工程专业考试卷及答案分析1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1在煤层底板等高线图上，若等高线呈封闭椭圆且数值由外向内递减，该构造最可能为A.背斜B.向斜C.正断层D.逆断层答案：B解析：数值内低外高为向斜，等高线封闭。1.2下列钻探冲洗液中，对砂砾石层取心率提升最显著的是A.清水B.泥浆C.空气D.泡沫答案：D解析：泡沫携岩能力强，对松散层取心率最高。1.3岩体质量指标RQD值计算时，取芯长度大于多少cm方可计入A.5B.10C.15D.20答案：B解析：RQD定义规定≥10cm。1.4某矿体倾角65°，水平厚度30m，则真厚度约为A.12.7mB.27.2mC.33.1mD.66.0m答案：B解析：真厚度＝水平厚度×sin(倾角)＝30×sin65°≈27.2m。1.5下列哪种方法最适合探测埋深500m、规模大于20m的采空区A.高密度电阻率B.瞬变电磁C.地质雷达D.浅层地震折射答案：B解析：瞬变电磁对低阻体敏感，探测深度大。1.6露天矿最终边坡角的主要控制因素是A.矿体厚度B.岩体强度C.品位高低D.年降雨量答案：B解析：岩体强度决定稳定坡角。1.7下列哪项不是矿山“三量”内容A.开拓矿量B.采准矿量C.备采矿量D.工业矿量答案：D解析：工业矿量为资源量概念，非“三量”。1.8矿井通风网络中，若两条风路风阻相等且并联，则总风阻为单条风阻的A.1/4B.1/2C.1D.2答案：A解析：并联风阻公式1/Rt＝1/R＋1/R，得Rt＝R/2，但风量分配后总阻降为1/4。1.9按《固体矿产勘查规范》，控制的边际经济基础储量编码为A.111bB.122bC.2M22D.2S22答案：C解析：2M22为控制的可采部分，边际经济。1.10下列爆破参数中，对大块率影响最敏感的是A.孔距B.排距C.单耗D.超深答案：C解析：单耗直接决定能量密度。1.11岩体波速Vp＝4.2km/s，密度ρ＝2.7g/cm³，则岩体动弹性模量Ed约为A.15GPaB.25GPaC.35GPaD.45GPa答案：C解析：Ed＝ρVp²×10⁻³＝2.7×4.2²×10⁻³≈35GPa。1.12尾矿库安全度分级中，调洪库容不足且坝体出现贯穿性裂缝应定为A.正常库B.病库C.险库D.危库答案：D解析：贯穿裂缝且调洪不足直接威胁坝体安全。1.13下列哪种采矿方法回采顺序必须自下而上A.分段空场法B.上向水平分层充填法C.无底柱分段崩落法D.房柱法答案：B解析：充填体需支撑后续回采，必须上向回采。1.14某矿床氧化带发育深度80m，次生富集带最可能位于A.0–20mB.20–40mC.40–80mD.80–120m答案：C解析：次生富集带常位于潜水面波动带，即氧化带下部。1.15下列哪项不是矿山地质灾害A.岩爆B.尾矿库溃坝C.地面塌陷D.地震答案：D解析：地震属区域构造事件，非矿山直接灾害。1.16在三维地震勘探中，CDP道集的主要作用是A.提高信噪比B.压制多次波C.计算静校正D.提取属性答案：A解析：共深度点叠加提高信噪比。1.17下列哪种岩石最易发生岩爆A.页岩B.片麻岩C.花岗岩D.泥岩答案：C解析：坚硬脆性岩体储能高，易岩爆。1.18矿井瓦斯等级划分中，相对瓦斯涌出量大于____m³/t为高瓦斯矿井A.5B.10C.15D.20答案：B解析：规范规定10m³/t为界。1.19下列哪项不是绿色矿山建设核心指标A.资源利用率B.数字化率C.土地复垦率D.职工学历答案：D解析：学历非核心指标。1.20某铜矿选矿回收率由85%提高到87%，年处理矿石100万t，品位0.8%，铜价7万元/t，则年增收益约为A.896万元B.1120万元C.1250万元D.1400万元答案：A解析：增金属量＝100×0.8%×(87%−85%)＝0.16万t，收益＝0.16×7＝1.12亿元×0.08（税率后）≈896万元。2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些因素会提高岩体m值（HoekBrown参数）A.岩块单轴强度增大B.结构面粗糙度增大C.围压增大D.风化程度降低E.地下水丰富答案：A、B、D解析：m值反映岩块硬度与结构面质量，与围压、地下水无关。2.2关于崩落法放矿，下列说法正确的是A.松动椭球体长轴与放矿口直径成正比B.纯矿石回收率随放矿高度增加而降低C.放出体体积与放矿口直径平方成正比D.端部放矿可减小废石混入E.低品位矿体应降低截止品位放矿答案：A、C、D解析：B错误，回收率随高度先增后稳；E错误，低品位应提高截止。2.3下列哪些属于矿山数字化孪生系统必备模块A.三维地质模型B.实时监测物联网C.经济评价子系统D.虚拟现实培训E.区块链结算答案：A、B、D解析：经济评价与区块链非必备。2.4影响露天矿汽车运输循环时间的关键环节包括A.装载时间B.卸载时间C.会车时间D.排队时间E.加油时间答案：A、B、C、D解析：加油为辅助，非循环主环节。2.5下列哪些方法可用于测定岩体地应力A.水压致裂B.应力解除C.声发射Kaiser效应D.扁千斤顶E.地震震源机制答案：A、B、C、D解析：震源机制为区域应力，非点测。2.6尾矿库在线监测必测项目包括A.坝体位移B.浸润线C.干滩长度D.库水位E.尾矿粒度答案：A、B、C、D解析：粒度为选厂参数。2.7下列哪些属于矿井通风构筑物A.风桥B.风窗C.风幛D.反风装置E.防爆门答案：A、B、C解析：反风装置与防爆门属风机附属。2.8关于溶浸采矿，正确的是A.适用于低品位铜矿B.需矿石渗透性好C.可原地回收金属D.无需环境保护E.需控制溶液pH答案：A、B、C、E解析：D明显错误。2.9下列哪些属于矿山闭坑报告必备附图A.井上下对照图B.采空区分布图C.最终复垦图D.水文地质剖面图E.品位分布图答案：A、B、C、D解析：品位图为生产期资料。2.10下列哪些措施可降低爆破振动A.分段微差B.预裂爆破C.减小单孔药量D.提高堵塞质量E.加大孔距答案：A、B、C、D解析：加大孔距会提高单孔药量，反而增振。3.填空题（每空1分，共20分）3.1岩体完整性系数Kv定义为岩体纵波速度与________纵波速度比值的平方。答案：岩石（岩块）3.2按《矿业权出让收益征收办法》，首批比例不得低于总收益的____%。答案：203.3露天矿台阶高度一般不大于挖掘机最大挖掘高度的____倍。答案：1.53.4矿井通风摩擦阻力计算公式h＝αLUQ²/S³中，α单位为____。答案：N·s²/m⁴3.5我国规定，井下作业场所粉尘中游离SiO₂含量大于10%时，最高允许浓度为____mg/m³。答案：23.6崩落法覆盖岩层厚度一般不小于崩落矿石层厚度的____倍。答案：23.7尾矿库安全超高指坝顶高出库内____水位的高度。答案：静水（或设计洪水）3.8岩体BQ指标中，当Kv＞0.04Rc＋0.4时，应取Kv＝____。答案：0.04Rc＋0.43.9矿井瓦斯抽采率＝____瓦斯量÷瓦斯涌出总量×100%。答案：抽采3.10矿山土地复垦质量控制标准规定，林草地覆土厚度不小于____cm。答案：303.11三维地震勘探中，面元边长一般不大于目的层埋深的____。答案：1/3波长3.12岩体抗剪强度中，结构面粗糙度系数JRC取值范围0–____。答案：203.13溶浸采矿浸出液pH一般控制在____–2.5之间。答案：1.53.14露天矿运输道路最大纵坡重车方向不宜大于____%。答案：83.15矿井反风后，主要通风机供风量应不小于正常风量的____%。答案：403.16岩体质量RMR评分中，地下水条件评分最大减____分。答案：153.17矿山生态修复中，乡土植物比例应不低于____%。答案：803.18按《固体矿产勘查规范》，探明的基础储量编码末位字母为____。答案：b3.19矿井一氧化碳最高允许浓度为____ppm。答案：243.20爆破振动安全允许振速，砖混结构房屋为____cm/s。答案：2.54.简答题（共6题，每题8分，共48分）4.1（封闭型）简述岩体BQ分级基本步骤并给出岩体质量分级表。答案：步骤：①测定岩块单轴饱和抗压强度Rc；②现场测岩体纵波速度Vp、岩块纵波速度Vr，计算Kv＝(Vp/Vr)²；③若Kv＞0.04Rc＋0.4，取Kv＝0.04Rc＋0.4；④计算BQ＝90＋3Rc＋250Kv；⑤根据BQ值查表：BQ＞550Ⅰ级优451–550Ⅱ级良351–450Ⅲ级中251–350Ⅳ级差≤250Ⅴ级很差评分：步骤4分，分级表4分。4.2（开放型）结合实例说明露天矿高陡边坡稳定性如何采用“监测预警治理”闭环管理。答案：实例：某铁矿最终边坡高420m，坡角42°，岩体为闪长岩片岩互层。①监测：安装GNSS表面位移桩36个、深部位移测斜孔12孔、微震传感器24个、降雨量站4套，数据接入云端，采样间隔10min；②预警：建立三级阈值：日位移2mm、累计位移50mm、微震事件日频次30次，任一触发即短信推送；③治理：当累计位移达70mm，启动削坡减载+预应力锚索（φ15.2mm，L＝30m，间排距4m×4m，共1200根）+排水孔（仰角5°，深25m，孔距6m）；④效果：治理后位移速率由0.4mm/d降至0.05mm/d，微震事件减少80%，实现安全闭环。评分：实例2分，监测2分，预警2分，治理2分。4.3（封闭型）写出矿井通风网络解算HardyCross迭代公式并说明收敛条件。答案：公式：ΔQi＝−Σ(RiQi|Qi|)/(2ΣRi|Qi|)校正风量Qi′＝Qi＋ΔQi收敛条件：|ΔQi|＜ε，一般ε＝0.1m³/s评分：公式6分，条件2分。4.4（开放型）说明深部开采岩爆预测的综合指标体系。答案：指标：①应力指标：最大主应力σ1＞0.4Rc（岩块强度）；②能量指标：岩体应变能密度Wet＞50kJ/m³；③岩性指标：脆性系数K＝(σc−σt)/(σc＋σt)＞0.8；④结构指标：RQD＞70且节理间距＞1m；⑤微震指标：事件频次N＞10次/h、b值＜1.0；⑥声发射指标：Kaiser效应应力比＞0.8；⑦现场现象：饼状岩芯、射孔、噼啪声响。评分：列出7项以上且解释给满分，少1项扣1分。4.5（封闭型）给出露天矿台阶爆破根底率计算公式并说明降低根底的技术措施。答案：公式：根底率＝(根底总长/爆破总长)×100%措施：①采用斜孔（倾角70°）；②孔底装高威力炸药（乳化炸药，ρ＝1.3g/cm³）；③减少台阶高度与抵抗线比值H/W＜2；④孔底加0.3m竹筒间隔；⑤加密孔距10%；⑥加强堵塞，堵塞长≥30倍孔径。评分：公式2分，措施6分。4.6（开放型）阐述尾矿库“头顶库”治理的四种工程模式并比较其适用条件。答案：①下游新建排洪系统+坝体加固：适用于库容大、下游有空间；②闭库复垦：适用于服务期满、坝体稳定；③搬迁下游居民：适用于人口少、经济可承受；④尾矿干排改造：适用于缺水、坝体渗流风险高；比较：①投资高、周期长；②环保但需长期监测；③社会风险大；④运行成本高但安全度高。评分：模式各1.5分，比较2分。5.应用题（共4题，共62分）5.1计算题（15分）某地下铜矿采用分段空场法，矿块长60m，宽40m，分段高15m，矿体倾角70°，岩石容重2.7t/m³，矿石容重3.2t/m³。上盘围岩允许暴露面积800m²，试按面积法确定最小矿柱宽度，并计算矿块矿石储量。答案：①暴露面积校核：分段高15m，则允许暴露跨度＝800/15＝53.3m；实际矿块宽40m＜53.3m，满足；②矿柱宽度：经验公式Wp＝0.15×跨度＋2＝0.15×40＋2＝8m；③矿块真面积＝60×40＝2400m²；④体积＝2400×15＝36000m³；⑤矿石储量＝36000×3.2＝115200t。评分：校核3分，宽度5分，储量7分。5.2分析题（16分）某铅锌矿竖井提升系统，井深800m，罐笼载重20t，钢丝绳公称抗拉强度1870MPa，安全系数规定≥7.5。已知绳径46mm，钢丝总断面积855mm²，绳重7.2N/m，终端载荷含罐笼20t＋人员12人×75kg＝20.9t，试校核安全系数是否满足；若不满足，提出两种改进方案并量化。答案：①最大静载荷＝(20900＋7.2×800/9.81)×9.81＝209000＋5760＝214760N；②破断力＝1870×855＝1.599×10⁶N；③安全系数＝1.599×10⁶/214760＝7.45＜7.5，不满足；④方案A：改用直径48mm绳，断面积920mm²，破断力1.72×10⁶N，安全系数8.0，增重0.4N/m，增量可忽略；⑤方案B：减载至19t，则载荷＝199000＋5760＝204760N，安全系数7.8，满足。评分：计算10分，方案各3分。5.3综合题（16分）某露天铁矿设计年产量2000万t，剥采比2.5m³/m³，台阶高15m，年作业天数330d，每天3班，每班6h有效作业。选用10m³电铲，循环时间45s，满斗系数0.9，矿石松散系数1.3，岩石松散系数1.4。求所需电铲台数；若要求备用系数1.2，最终配置多少台？答案：①年采剥总量＝2000×(1＋2.5×1.4/1.3)＝2000×3.69＝7380万t；②日产量＝7380×10⁴/330＝223636t；③班产量＝223636/3＝74545t；④电铲小时能力＝10×0.9×3600/45×2.7（实方密度）＝1944t/h（实方）；松方能力＝1944×1.3＝2527t/h；⑤需台数＝74545/(2527×6)＝4.92→5台；⑥备用后＝5×1.2＝6台。评分：计算12分，备用4分。5.4设计题（15分）某金矿埋深900m，矿体厚4m，倾角25°，岩体RQD＝65，σc＝80MPa，σt＝5MPa，原岩应力场σv＝24MPa，σH＝30MPa，涌水量大。试选择一种适宜采矿方法，给出采场结构参数、支护方案、排水措施，并绘示意剖面图（文字描述）。答案：方法：上向水平分层充填法；结构：阶段高60m，采场长80m，宽矿体厚4m，分层高3m；支护：锚杆φ20mm，L＝2.4m，间排距1m×1m，挂φ6mm钢筋网，喷砼100mm；局部破碎带加锚索φ15.2mm，L＝6m；排水：采场底部掘排水沟0.3m×0.3m，坡度3‰，设3kW潜水泵，扬程50m，流量15m³/h；充填：采用1:8水泥尾砂充填，强度2MPa，24h脱模；示意：剖面呈阶梯状，每层3m，充填体位于下分层，锚杆垂直巷帮，排水沟沿脉布置。评分：方法3分，结构4分，支护4分，排水2分，示意2分。6.案例题（30分）背景：某磷矿露天转地下，露天坑深220m，地下采用房柱法，矿房宽12m，矿柱直径8m，中心距20m，开采深度已达–300m水平。2024年3月，露天坑底出现塌陷漏斗，直径40m，深15m，伴随地裂缝长达200m。现场调查：矿柱平均抗压强度35MPa，岩体节理发育，降雨持续3天总量120mm，地下采空区面积约15万m²。问题：6.1分析塌陷机理（8分）答案：①矿柱强度不足：荷载σ＝γH＝2.6×10×(300＋220)＝13.5MPa，