2026年金属非金属矿山支柱考试题库(附答案)

2026年金属非金属矿山支柱考试题库(附答案)一、选择题1.在金属非金属矿山地下开采中，主要用来支撑顶板、维护巷道稳定性的结构物是（）。A.锚杆B.混凝土衬砌C.支架D.充填体答案：C解析：支架是地下矿山中直接支撑顶板、两帮，以维护巷道或采场稳定性的结构物的总称，包括木支架、金属支架、钢筋混凝土支架等。锚杆、衬砌、充填体虽然也起支护作用，但定义和主要功能与支架有所区别。2.下列属于被动支护的是（）。A.锚杆支护B.喷射混凝土支护C.可缩性金属支架D.注浆加固答案：C解析：被动支护是指支护结构在围岩发生变形后，依靠其自身的强度和刚度来被动地承受围岩压力，如传统的刚性支架（木支架、刚性金属支架、混凝土砌碹）以及可缩性金属支架（在压力达到设定值后才发生可缩）。锚杆、喷射混凝土、注浆加固属于主动支护，旨在主动加固和提高围岩自身承载能力。3.采用锚杆支护时，锚杆的锚固力是指（）。A.锚杆杆体的抗拉强度B.锚杆尾部螺纹的承载能力C.锚杆锚固部分与岩体的最大抗剪力D.安装锚杆时施加的预紧力答案：C解析：锚固力是锚杆锚固部分与岩体之间产生的最大抗剪（或抗拔）能力，是锚杆发挥支护作用的基础。抗拉强度是杆体本身的属性，预紧力是安装时主动施加的力，螺纹承载能力是杆尾部分的机械性能。4.对于节理裂隙发育的破碎顶板，最适宜采用的支护方式是（）。A.点柱式木支护B.单体液压支柱C.锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护D.刚性金属棚子答案：C解析：破碎顶板自稳能力差，容易发生冒落。锚杆可将表层破碎岩石锚固成整体，金属网能防止碎块掉落，喷射混凝土能及时封闭岩面、提供支撑和防止风化，三者联合使用能有效控制破碎围岩的变形与破坏。点柱和单体支柱支撑面积小，易造成局部失稳；刚性棚子不能有效控制顶板内部的离层和碎胀。5.巷道支护中，初次支护与二次支护之间合理的时间间隔主要取决于（）。A.巷道掘进速度B.围岩变形速率和收敛量C.支护材料的供应情况D.作业人员的班次安排答案：B解析：对于采用“先柔后刚”或“先让后抗”原则的复合支护（如锚喷网作为初次支护，混凝土衬砌作为二次支护），二次支护的施作时机至关重要。应在围岩变形速率明显下降、收敛量达到设计允许值但尚未过度变形破坏时进行。过早施作会使二次支护承受过大压力，过晚则初次支护可能失效。6.在金属矿山深部开采中，地压显现剧烈，常出现“岩爆”或“冲击地压”现象，下列支护措施中，对缓解此类动力灾害效果相对较好的是（）。A.增加支护刚度，采用高强度混凝土碹体B.采用高预紧力、高强度的全长粘结式锚杆（索）C.采用具有良好吸能特性的可缩性支架或柔性支护体系D.单纯增加支护密度答案：C解析：岩爆或冲击地压是岩体中积聚的弹性应变能突然猛烈释放造成的动力破坏。刚性支护在巨大能量冲击下易脆性破坏。具有良好吸能特性的可缩性支架（如摩擦式、液压式可缩支架）或柔性支护体系（如特殊设计的吸能锚杆、让压锚索）可以通过可控的变形来吸收和耗散部分冲击能量，降低动力破坏的剧烈程度。7.喷射混凝土施工中，为减少回弹率，不宜采取的措施是（）。A.严格控制骨料粒径和含水率B.调整喷射机工作风压至合适范围C.喷头与受喷面垂直且距离保持在0.8-1.2米D.一次性喷射达到设计厚度答案：D解析：一次性喷射过厚，混凝土在重力作用下容易发生脱落、流淌，导致回弹率增大，且影响支护质量。正确的做法是分层喷射，每次喷射厚度适宜（如拱部3-5cm，边墙5-7cm），待前一层终凝后再喷下一层。A、B、C选项均为降低回弹率的正确操作。8.关于注浆加固在矿山支护中的作用，以下描述错误的是（）。A.充填岩体裂隙，提高岩体整体性和强度B.形成止水帷幕，封堵涌水C.可替代所有其他形式的巷道支护D.对松散破碎围岩进行预加固，便于掘进与支护答案：C解析：注浆加固是一种有效的辅助支护手段，能显著改善围岩条件，但通常不能完全替代锚杆、支架等主要支护结构，尤其是在大跨度巷道或高应力区，需要与其他支护方式联合使用形成综合支护体系。9.使用U型钢可缩性支架时，其可缩性主要通过（）实现。A.钢材本身的弹性变形B.支架连接处卡缆的摩擦滑动C.混凝土垫层的压缩D.支架腿部的液压千斤顶答案：B解析：U型钢可缩性支架的可缩性原理是：当巷道围岩压力超过支架连接处（卡缆）的锁紧摩擦力时，U型钢搭接部分会产生相对滑动，从而使支架整体产生一定的下缩（让压），在保持一定支撑力的同时释放部分围岩压力，避免支架被压坏。10.对支护工程进行质量检测时，以下哪项不属于锚杆支护质量检测的常规项目（）。A.锚杆锚固力拉拔试验B.锚杆安装角度测量C.喷射混凝土厚度取芯检测D.锚杆安装扭矩检查答案：C解析：喷射混凝土厚度检测属于喷射混凝土支护的质量检测项目。锚杆支护质量检测主要包括锚固力、安装扭矩（对于机械锚固或预紧锚杆）、安装角度、间排距、杆体长度及外露长度等。二、判断题1.矿山支护的唯一目的是防止顶板冒落，保证人员安全。（）答案：×解析：矿山支护的目的不仅是防止顶板冒落，还包括维护巷道和采场的稳定，控制围岩变形，保持巷道断面尺寸满足使用要求（运输、通风、行人等），为矿山安全高效生产创造必要的空间条件。2.锚杆支护属于“主动支护”，其原理是通过对围岩施加主动的预紧力，提高岩体自身的承载能力。（）答案：√解析：锚杆安装后，通过张拉或拧紧对围岩施加预紧力，使围岩处于三向受压状态，抑制裂隙张开和岩体离层，从而提高岩体的内聚力和内摩擦角，显著增强其自身稳定性和承载能力。3.喷射混凝土施工中，为了加快进度，可以在拌合料中添加速凝剂，且掺量越多，凝结越快，效果越好。（）答案：×解析：速凝剂掺量需根据产品说明和试验确定。掺量过多会导致混凝土后期强度损失过大，收缩加剧，甚至影响耐久性。必须严格控制掺量，以达到设计的初、终凝时间和后期强度要求。4.对于服务年限很长的永久性主要巷道，应优先采用可缩性金属支架。（）答案：×解析：可缩性金属支架适用于地压大、围岩变形量大的巷道，通过“让压”来适应变形。对于服务年限长的永久性主要巷道，若地压稳定、变形量小，通常更倾向于采用强度高、耐久性好、维护量小的支护形式，如锚喷网+混凝土衬砌联合支护或钢筋混凝土支架。可缩支架的维护工作量相对较大。5.架设梯形金属支架时，棚腿的岔脚（底板水平线与棚腿的夹角）是为了增加支架的稳定性，岔脚角度越大越好。（）答案：×解析：设置岔脚可以增加支架在水平方向上的稳定性，防止棚腿内移。但岔脚角度需适中，通常为∼（与垂线夹角∼）。角度过大，会减小巷道有效宽度，且可能因受力不合理导致棚腿损坏。6.支护设计必须遵循“因地制宜，经济合理，技术可行”的原则，不能简单套用其他矿山的方案。（）答案：√解析：矿山地质条件（岩性、结构、地应力、水文等）千差万别，开采工艺和巷道用途也不同。支护设计必须基于对本矿山具体条件的详细勘察和力学分析，选择最适合的支护形式和参数，确保安全性与经济性的统一。7.所有类型的锚杆都需要进行预紧力施加。（）答案：×解析：全长粘结式锚杆（如水泥砂浆锚杆、树脂锚杆）主要依靠杆体与锚固剂的粘结力以及锚固剂与孔壁的粘结力起作用，安装时一般不施加或仅施加很小的预紧力。而机械式锚杆（如胀壳式锚杆）和需要主动加固的预应力锚杆（索）则必须施加足够的预紧力。8.在软弱、膨胀性围岩中，采用封闭式支架（如圆形、拱形）比敞开式支架（如梯形）更有利于控制底鼓。（）答案：√解析：封闭式支架（如圆形、马蹄形）能对巷道周边提供均匀的支撑，形成完整的承压环，有效抵抗来自各个方向的压力，包括来自底板的压力，从而有助于控制底鼓。梯形支架是敞开式的，对底板没有约束作用。9.监测巷道表面位移（收敛）是判断支护效果和围岩稳定状态最直观、最常用的方法之一。（）答案：√解析：巷道表面位移（顶底板移近量、两帮移近量）是围岩与支护系统相互作用的综合结果反映。通过定期监测位移量及变化速率，可以评估支护结构的可靠性，预测围岩稳定趋势，为是否需要加强支护提供依据。10.更换巷道支护时，必须遵循“先支后回”的原则，即先架设好新的支护，再拆除旧的、危险的支护。（）答案：√解析：“先支后回”是巷道维修与支护更换作业中的基本原则，目的是在施工过程中始终保持有效的支护，防止在拆除旧支护过程中发生冒顶、片帮等安全事故。三、填空题1.矿山巷道支护按支护原理可分为主动支护和________支护。答案：被动2.锚杆的悬吊作用理论认为，锚杆将不稳定的软弱岩层悬吊在________岩层上。答案：深层稳定（或坚固）3.喷射混凝土施工工艺主要分为干喷、潮喷和________。答案：湿喷4.架设棚式支架时，必须保证支架的________、迎山有力、岔脚合适。答案：亲口严密5.在需要进行让压支护的巷道，锚杆（索）常设计成具有________特性，即在达到一定载荷后杆体可发生延伸变形。答案：让压（或恒阻、延伸）6.评价喷射混凝土强度的主要指标是28天龄期的________强度。答案：抗压7.采用混凝土衬砌支护时，为了确保衬砌与围岩紧密贴合共同受力，背后常需要进行________。答案：回填注浆8.对于受采动影响严重的巷道，其支护设计应充分考虑________压力的特点。答案：动压（或采动）9.在支护材料中，________支架具有强度高、可重复使用、可缩性好等优点，但初期投资大。答案：U型钢可缩性金属10.进行锚杆拉拔力测试时，加载应匀速缓慢，达到设计值或锚杆出现________现象时应停止加载。答案：破坏（或滑移、失效）四、简答题1.简述锚杆的组合梁作用原理。答案：在层状岩层中，当没有安装锚杆时，各岩层在自重和上覆荷载作用下单独弯曲，抗弯能力弱。安装锚杆后，锚杆的预紧力将数层薄岩层紧紧压合在一起，增大了层间摩擦阻力，使各岩层在变形时协调一致，如同组合成一根更厚的“梁”。其抗弯刚度（EI）大大增加，从而显著提高了岩层的整体承载能力，减小了弯曲变形和离层。2.喷射混凝土支护的主要作用有哪些？答案：（1）支撑作用：喷射混凝土层具有一定的强度和刚度，能直接支撑围岩，阻止局部岩块的松动和滑移。（2）封闭隔绝作用：及时封闭新鲜岩面，隔绝水、空气与围岩的接触，防止围岩风化、潮解和强度降低。（3）粘结加固作用：高速喷射使混凝土嵌入张开的裂隙中，并将松动的岩块粘结起来，起到加固表层岩体的作用。（4）柔性支护作用：喷射混凝土层较薄，具有一定柔性，能与围岩共同变形，释放一定压力。3.什么是“二次应力场”？它对巷道支护有何影响？答案：巷道开挖前，岩体处于原始应力平衡状态（一次应力场）。开挖后，巷道周边的原始应力被破坏，应力重新分布，在巷道周围形成新的应力状态，称为“二次应力场”。其特点是在巷道周边产生应力集中，可能出现切向应力增高、径向应力降低甚至为零的区域。二次应力场可能导致巷道周边岩体产生塑性区、破裂区，引起变形和破坏。支护的作用就是与围岩相互作用，改善二次应力场的分布，控制塑性区发展，维护巷道稳定。4.列举金属非金属矿山中常用的柔性支护形式（至少三种）。答案：（1）锚杆（索）支护（尤其是全长粘结式）；（2）喷射混凝土支护（薄层）；（3）锚杆+金属网+喷射混凝土联合支护；（4）可缩性金属支架（通过让压体现柔性）；（5）钢纤维喷射混凝土支护。5.在进行支护施工前，需要进行哪些主要的地质调查工作？答案：（1）岩体结构调查：包括岩性、产状、节理、裂隙、断层、层理等的发育程度、组数、间距、充填情况。（2）岩石物理力学性质测试：如抗压、抗拉、抗剪强度、弹性模量、泊松比等。（3）水文地质调查：地下水类型、水量、水压、涌水点等。（4）地应力测量：原岩应力的大小和方向。（5）巷道工程条件：巷道断面形状与尺寸、埋深、与采空区关系、服务年限等。五、计算题1.某矩形巷道宽4.0米，高3.0米，采用等距排列的树脂锚杆支护。设计锚杆长度L=2.2m，间排距a×b=0.8（1）潜在冒落拱高度h。（2）单根锚杆所需承受的悬吊岩体重力G（岩体重度γ=（3）若锚杆的设计锚固力为80kN，请校核其安全系数答案与解析：（1）计算潜在冒落拱高度h：h（2）计算单根锚杆悬吊的岩体重力G：每根锚杆负责的顶板面积为：S悬吊的岩体体积为：V岩体重力为：G（3）校核安全系数K：锚杆设计锚固力F安全系数K结论：仅从悬吊作用计算，锚杆锚固力有很高的安全储备（K=10>通常要求的安全系数1.5~2.0）。但实际设计中还需考虑锚杆的加固作用、群锚效应、动载影响等，并满足相关规范对锚固力的最低要求。2.某巷道采用U29型钢可缩性支架，支架间距为0.5米。已知支架在某一断面承受的顶压集度为q=120k（1）顶部总压力Q。（2）每侧帮部总压力E。答案与解析：（1）顶部总压力Q：支架顶部承载宽度等于支架间距，即0.5mQ（2）每侧帮部总压