2025年煤矿机械专业笔试题及答案

2025年煤矿机械专业笔试题及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.在煤矿井下综采工作面，用于将采煤机采落的煤炭运输到工作面运输巷的主要设备是（）。A.刮板输送机B.带式输送机C.转载机D.破碎机答案：A解析：在综采工作面生产系统中，采煤机骑跨或位于刮板输送机之上进行割煤，刮板输送机紧跟在采煤机之后，直接承接并运输采落的煤炭，是工作面内部唯一的连续运输设备。带式输送机通常用于工作面运输巷、大巷等固定或长距离运输；转载机用于衔接刮板输送机和带式输送机；破碎机用于对大块煤岩进行破碎。2.液压支架的“初撑力”是指（）。A.支架顶梁与顶板接触后，立柱达到额定泵站压力时所提供的支撑力B.支架在顶板压力作用下，安全阀开启时所能提供的最大支撑力C.支架立柱缸体内径与泵站压力的乘积D.支架在移架过程中所提供的支撑力答案：A解析：初撑力是支架对顶板的主动支撑力，对于控制顶板早期离层和下沉至关重要。B选项描述的是支架的“工作阻力”或“额定工作阻力”；C选项是初撑力的理论计算公式（忽略效率等因素），但并非定义；D选项移架时支架通常处于降架、拉架状态，不提供有效支撑。3.采煤机滚筒螺旋叶片升角的大小，主要影响（）。A.截齿的排列方式B.装煤效果和滚筒轴向力C.滚筒的直径和宽度D.截割电机的功率答案：B解析：螺旋叶片的升角是滚筒设计的关键参数。升角过小，装煤能力差，煤块在滚筒内循环破碎严重；升角过大，虽然装煤能力强，但会导致滚筒轴向力增大，影响机器稳定性。升角与截齿排列（A）、滚筒尺寸（C）、电机功率（D）有间接关联，但非主要直接影响关系。4.矿用防爆电气设备的标志“ExdIMb”中，“I”表示（）。A.工厂用B.煤矿井下用C.增安型D.隔爆型答案：B解析：根据中国防爆标准GB3836，设备类别代号中，“I”表示设备适用于煤矿甲烷爆炸性环境；“II”表示适用于除煤矿甲烷气体之外的其他爆炸性气体环境。“Ex”是防爆总标志，“d”表示隔爆型，“Mb”表示设备保护级别，适用于煤矿瓦斯爆炸环境。5.对于长壁采煤工作面刮板输送机，其链条预紧力不足可能导致（）。A.电机过载B.链条跳链或飘链C.减速器温度过高D.刮板弯曲答案：B解析：链条预紧力（张紧力）是保证刮板输送机正常运行的关键。预紧力不足，链条松驰，在机头链轮分离点处容易发生“跳链”（链条脱离链轮齿）或在槽帮上发生“飘链”（链条脱离槽底运行），导致运行不稳定、磨损加剧甚至卡链。A、C通常与负载过大、润滑不良或机械故障有关；D通常与过载或卡阻有关。6.液压支架的支护强度单位通常为（）。A.kNB.MPaC.kN/㎡D.kN·m答案：C解析：支护强度是指支架对顶板单位面积上所提供的额定工作阻力，是衡量支架支撑能力的关键参数，其物理意义是压强，单位应为千牛每平方米（kN/㎡）或兆帕（MPa）。但煤矿机械行业习惯用kN/㎡。A（kN）是力的单位；B（MPa）是压强单位，1MPa=1000kN/㎡，也可使用但不常用；D（kN·m）是力矩或能量单位。7.下列哪项不是提高带式输送机运输能力的直接有效方法？（）A.提高带速B.增大输送带宽度C.增加托辊直径D.增大物料堆积角答案：C解析：带式输送机的运输能力Q可近似表示为Q=k··v·γ·C8.掘进机截割头采用横轴式布置与纵轴式布置相比，其显著特点是（）。A.稳定性好，适合截割硬岩B.开挖断面形状易于控制，成形好C.粉尘产生量少D.装煤（岩）效果较好答案：D解析：横轴式截割头的截割臂轴线与截割头轴线垂直，截割头多为滚筒形，旋转截割时，切屑被抛向铲板方向，利用截割头本身的螺旋叶片和旋转惯性，具有较好的装料性能。纵轴式截割头（悬臂式）的截割头轴线与截割臂轴线一致，其特点是开挖断面形状易于控制（B），但装料主要依靠铲板，效果相对较差。9.矿用提升机深度指示器的主要作用不包括（）。A.指示容器在井筒中的实时位置B.发出减速、停车、过卷信号C.测量钢丝绳的张力D.提供限速保护答案：C解析：深度指示器是提升机的重要安全保护装置和显示装置。其核心功能是直观显示提升容器在井筒中的运行位置（A），并能在容器到达预定位置（如减速点、停车点、过卷点）时发出相应控制信号（B），同时与限速装置配合，实现超速保护（D）。测量钢丝绳张力需要专门的张力测量装置（如液压传感器、应变片等），不属于深度指示器的功能。10.在煤矿机械液压系统中，用于防止执行元件因自重或负载突然变化而失控下坠的阀是（）。A.溢流阀B.顺序阀C.平衡阀（单向顺序阀）D.减压阀答案：C解析：平衡阀实质上是单向阀与外控顺序阀的并联组合。当液压缸（如立柱、千斤顶）承受负值负载（自重、掘进机截割头等）时，平衡阀通过其顺序阀部分产生足够的背压，阻止执行元件因自重超速下落，保持平稳可控的运动。溢流阀（A）用于限压；顺序阀（B）用于控制多执行元件动作顺序；减压阀（D）用于降低支路压力。11.煤矿井下设备常用的润滑方式中，适用于低速、重载、开放式齿轮传动的通常是（）。A.飞溅润滑B.压力循环润滑C.油脂润滑D.油雾润滑答案：C解析：油脂（润滑脂）润滑具有粘附性强、不易流失、密封防尘作用好等特点，非常适合煤矿井下恶劣环境中的低速、重载、开放式或半封闭式齿轮传动、轴承等部位。飞溅润滑（A）适用于封闭箱体内转速较高的场合；压力循环润滑（B）用于要求高、发热大的重要高速重载设备；油雾润滑（D）用于高速精密轴承。12.采煤机牵引部采用“电牵引”与传统的“液压牵引”相比，主要优点不包括（）。A.牵引力大，调速范围宽B.传动效率高C.机械传动结构简单D.对液压油清洁度要求低，维护简便答案：C解析：电牵引采煤机用交流或直流电动机驱动牵引机构，省去了复杂的液压泵、马达、阀组及管路系统，但在机械传动部分（如齿轮、销轨啮合等）并未简化，甚至可能因牵引力增大而加强。其核心优点在于A（牵引特性好）、B（效率高，可达80%以上，液压牵引仅60-70%）、D（无液压系统相关污染和维护问题）。电牵引的机械传动部分不一定更简单。13.矿用通风机性能曲线中，表征风机在某一转速下，风压与风量之间关系的曲线是（）。A.功率-风量曲线B.效率-风量曲线C.风压-风量曲线D.噪声-风量曲线答案：C解析：通风机的个体特性曲线通常包括：风压-风量曲线（H−Q曲线），表示风压随风量变化的规律；功率-风量曲线（N−Q曲线），表示轴功率随风量变化的规律；效率-风量曲线（14.对于矿用排水泵，汽蚀余量（NPSH）是一个重要参数，为了有效防止汽蚀发生，必须使（）。A.泵的必需汽蚀余量NPSHr>装置的有效汽蚀余量NPSHaB.泵的必需汽蚀余量NPSHr=装置的有效汽蚀余量NPSHaC.泵的必需汽蚀余量NPSHr<装置的有效汽蚀余量NPSHa，并有足够裕量D.泵的扬程大于排水高度答案：C解析：汽蚀发生的根本原因是泵入口处液体的静压头低于该温度下的汽化压力。必需汽蚀余量（NPSHr）是泵本身固有的特性，越小表示抗汽蚀性能越好。有效汽蚀余量（NPSHa）是装置系统提供给泵的富余能量。为防止汽蚀，必须保证NPSHa>NPSHr，且通常要求有0.5-1.0m的裕量。D选项是保证排水的必要条件，与汽蚀无直接关系。15.煤矿机械钢结构件常见的失效形式中，由交变应力引起的、发生在应力集中区域的破坏是（）。A.塑性变形B.脆性断裂C.疲劳破坏D.腐蚀磨损答案：C解析：疲劳破坏是金属结构在远低于材料抗拉强度的交变应力作用下，经过一定循环次数后，在应力集中部位（如焊缝端部、孔洞、截面突变处）产生裂纹并扩展，最终导致的突然断裂。它是煤矿机械（如刮板机中部槽、连接环、采煤机摇臂壳体等）主要的失效形式之一。A是静载过大导致；B常在低温、冲击下发生；D是表面损伤。二、填空题（每空1分，共20分）1.按照《煤矿安全规程》规定，滚筒式采煤机必须安装内、外喷雾装置。截煤时必须喷雾降尘，内喷雾压力不得低于2MPa，外喷雾压力不得低于4MPa。2.液压支架的三大基本动作是降架、移架和升架。3.带式输送机的驱动方式主要有单点驱动、多点驱动和线摩擦驱动。4.矿用防爆电气设备的防爆型式主要有：隔爆型（d）、增安型（e）、本质安全型（i）、正压型（p）等。5.掘进机按截割头布置方式分为纵轴式（悬臂式）和横轴式两大类。6.提升机安全制动必须满足二级制动的要求，即第一级制动使提升机平稳减速，第二级制动达到最大制动力矩。7.刮板输送机圆环链的“破断负荷”是指链条在拉伸试验中所能承受的最大拉力。8.煤矿机械中，液压系统油液污染的主要来源包括：残留污染、侵入污染和生成污染。9.通风机的工作点是由通风机的风压-风量特性曲线与矿井管路的阻力特性曲线共同决定的。10.齿轮失效的常见形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面胶合、齿面磨损和塑性变形。三、判断题（每题1分，共10分）1.采煤机滚筒的转向，从工作面看，右滚筒应顺时针旋转，左滚筒应逆时针旋转，以实现向输送机装煤。（×）解析：为向刮板输送机装煤并防止甩出煤块伤人或损坏设备，双滚筒采煤机两个滚筒的转向应相反。通常，面向煤壁看，右滚筒顺时针转（割煤自上而下），左滚筒逆时针转（割煤也自上而下），这样两个滚筒截割下的煤都会抛向机身中部的输送机。但题目描述“从工作面看”不严谨，易产生歧义，通常指站在工作面内面向煤壁。更准确的描述是“截齿齿尖的旋转方向应指向输送机”。2.液压支架的支撑高度是指支架顶梁至底座底面的垂直距离。（√）解析：这是支撑高度的标准定义，包括最大和最小支撑高度，是支架适应煤层厚度变化能力的关键参数。3.矿用提升机的过卷保护装置必须设置为相互冗余的双线式。（√）解析：《煤矿安全规程》规定，提升装置必须装设防止过卷装置。当提升容器超过正常终端停止位置（或出车平台）0.5m时，必须能自动断电，并能使保险闸（安全闸）发生制动作用。并且，该装置应设置为相互独立的双线式，以提高可靠性。4.带式输送机的输送带跑偏时，可以通过调整驱动滚筒的位置来纠正。（×）解析：驱动滚筒的位置通常固定，不易调整。纠正输送带跑偏主要调整承载段的上分支托辊（尤其是槽形前倾托辊）和回程段的下托辊，以及改向滚筒、张紧滚筒等的位置。驱动滚筒的调整非常罕见且需格外谨慎。5.掘进机液压系统中，多路换向阀的中位机能通常采用“O”型或“M”型，以实现执行元件的可靠锁紧。（√）解析：“O”型中位机能：各油口全部封闭，执行元件可在任意位置被锁紧，但因油液封闭，换向冲击较大。“M”型中位机能：泵口与回油口连通，系统卸荷，执行元件油口封闭，也能实现锁紧。这两种机能都适用于需要负载保持的掘进机截割臂升降、回转等油路。6.矿用通风机采用前向叶片叶轮时，其风压较高，但效率一般低于后向叶片叶轮。（√）解析：前向叶片风机（离心式）在相同叶轮直径和转速下，能产生更高的风压，但风流在叶道内拐弯剧烈，损失大，效率较低，噪声较大。后向叶片风机效率高，噪声小，但风压相对较低。7.刮板输送机链轮的磨损主要发生在链窝部位，其寿命决定了整个链传动系统的检修周期。（√）解析：链轮与链条是啮合传动副，链窝是直接接触和承受冲击的部位，磨损最快。链轮过度磨损会导致啮合不良，加剧链条磨损和跳链，因此链轮寿命是决定刮板输送机链传动系统大修或更换的关键因素。8.本质安全型（i）电气设备可以用于煤矿井下任何有瓦斯爆炸危险的场所。（√）解析：本质安全型电路通过限制电路的能量（电压、电流），使其在任何正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体混合物。因此，ia等级的本安设备可用于0区（最危险区域），ib等级可用于1区，均适用于煤矿井下瓦斯环境。9.液压支架的护帮板在采煤机通过时，必须收回，以防止与采煤机干涉。（√）解析：护帮板用于支护煤壁，防止片帮。当采煤机运行至支架前方时，必须通过电液控制系统或手动先收回护帮板，为采煤机让出通道，待采煤机通过后再及时打出，支护新暴露的煤壁。这是自动化采煤工艺的基本要求。10.矿用排水泵的扬程等于实际排水高度（测地高度）。（×）解析：泵的扬程H是单位重量液体通过泵所获得的能量增加值，单位是米。它不仅要克服测地高度（吸水高度+排水高度），还要克服整个管路系统的全部水力损失∑h（包括沿程损失和局部损失），并满足排水管出口所需的动压头。即H=四、简答题（每题5分，共20分）1.简述综采工作面“三机”配套的基本含义及主要原则。答案：综采工作面“三机”配套是指采煤机、液压支架和刮板输送机三者之间在几何尺寸、性能参数、相互连接关系以及生产能力上的相互协调与匹配。主要原则包括：（1）生产能力配套：“三机”的额定生产能力（采煤机割煤能力、输送机运输能力、支架移架速度）应满足工作面设计产量的要求，且输送机能力应略大于采煤机能力，避免煤流堵塞。（2）几何关系配套：包括采煤机与输送机的配套（如采煤机骑跨或爬底板式，与输送机槽帮高度、销轨或齿轨匹配）、采煤机与支架的配套（过机高度、过煤空间、滚筒与顶梁间隙）、支架与输送机的配套（推移连接装置、铲煤板间隙等）。（3）性能配套：支架的支护强度、工作阻力与顶板压力相适应；采煤机牵引力、截割功率与煤层硬度、倾角匹配；输送机链强度、电机功率与运输长度、负载匹配。（4）联动控制配套：现代综采要求“三机”具备完善的自动化控制和通信接口，能实现协调联动，如采煤机位置跟踪、支架自动跟机移架等。2.说明矿用防爆柴油机无轨胶轮车在煤矿井下使用时，必须装设哪些安全保护装置？（至少列出五种）答案：根据相关安全标准，防爆柴油机无轨胶轮车必须装设以下安全保护装置：（1）防爆废气处理系统：包括水洗式废气处理箱（阻火消焰）和补水箱，确保排气温度低于70℃，并消除排气中的火星。（2）自动保护装置：当柴油机出现冷却水温度过高（≥95℃）、废气处理箱温度过高（≥70℃）、表面温度过高（≥150℃）、机油压力过低等异常时，能自动报警并停机。（3）瓦斯自动检测报警断电装置：实时监测环境瓦斯浓度，当浓度达到1.0%时报警，达到1.5%时自动切断柴油机动力。（4）紧急制动系统：除工作制动外，必须配备独立的、冗余的紧急制动系统，在失压或失控时能自动实施制动。（5）阻火器：进气系统和排气系统必须装有可靠的阻火器，防止外部火焰进入发动机或内部火焰喷出。（6）停车和急停装置：便于操作者在任何位置都能使车辆安全停车。（7）照明和信号装置：包括前照灯、尾灯、转向灯、倒车报警器等，确保行车安全。3.列举刮板输送机断链事故的主要原因。（至少四条）答案：（1）制造与材质缺陷：链条本身材质不均、有裂纹、焊接质量差；连接环（接链环）强度不足或疲劳损坏。（2）磨损严重：链条与链轮、中部槽的长期摩擦导致链环直径减小，强度下降，特别是连接环和立环的磨损。（3）过载运行：输送机超载启动或运行，被大块煤矸或异物卡住，导致链条承受的瞬时拉力超过破断负荷。（4）链条预紧力不当：张紧力过大，使链条承受过高的静张力；张紧力过小，导致松链、跳链，产生冲击载荷。（5）安装与维护问题：两条链条长度差超标（“拧链”），导致受力不均；刮板严重变形或缺失；溜槽不直，产生附加弯曲应力。（6）腐蚀：在潮湿、酸性矿井水中，链条发生腐蚀，产生应力集中点，加速疲劳和脆性断裂。4.简述液压支架电液控制系统的主要功能。答案：液压支架电液控制系统是以微处理器为核心，通过传感器检测、电磁阀控制，实现对液压支架单架、成组或全工作面自动控制的系统。主要功能包括：（1）单架手动控制：通过邻架或远程控制器，对单台支架的升、降、推、拉、侧护、护帮等动作进行精确控制。（2）成组自动控制（跟机自动化）：以采煤机位置为牵