山西煤矿智能化建设指导手册理论考核试题及答案

山西煤矿智能化建设指导手册理论考核试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.山西省《煤矿智能化建设指导手册（2022版）》中，智能化综采工作面“三机”协同控制的核心设备是（）。A.采煤机B.液压支架C.刮板输送机D.乳化液泵站答案：A2.按照手册要求，智能化掘进工作面必须实现“掘、锚、运、支”一体化，其中“锚”是指（）。A.锚杆钻机自动定位B.锚索张拉机器人C.锚网自动铺设D.锚喷联合支护答案：A3.手册规定，智能化煤矿一级标准中，采煤工作面记忆截割率不低于（）。A.60%B.70%C.80%D.90%答案：C4.在智能通风系统架构里，实现“风—瓦斯—抽”闭环控制的关键传感器是（）。A.风速传感器B.瓦斯传感器C.风压传感器D.粉尘传感器答案：B5.手册提出的“5G+UWB”融合定位精度在井下水平巷道内应优于（）。A.0.1mB.0.3mC.0.5mD.1.0m答案：B6.智能化煤矿边缘计算节点部署原则中，要求综采面控制器时延小于（）。A.10msB.20msC.50msD.100ms答案：B7.掘进工作面智能化验收时，锚杆支护合格率低于（）则一票否决。A.85%B.90%C.95%D.98%答案：C8.手册推荐的“数字孪生工作面”刷新频率应不低于（）。A.1HzB.5HzC.10HzD.20Hz答案：C9.智能化煤矿数据中台的核心组件不包括（）。A.数据湖B.主数据管理C.实时数仓D.区块链存证答案：D10.按照山西省能源局2023年文件，智能化煤矿建设验收由（）组织。A.省级能源局B.市级能源局C.煤矿企业D.第三方机构答案：A11.智能化综放工作面“见矸关窗”自动放煤准确率应达到（）。A.≥75%B.≥80%C.≥85%D.≥90%答案：C12.手册规定，井下5G基站防护等级不低于（）。A.IP54B.IP65C.IP67D.IP68答案：C13.智能选煤厂密度控制系统中，介质桶液位波动允许范围是（）。A.±1%B.±2%C.±3%D.±5%答案：B14.智能化煤矿网络安全等级保护要求达到（）以上。A.一级B.二级C.三级D.四级答案：C15.掘进工作面“位姿测量+惯导”系统中，惯导零偏稳定性应优于（）。A.0.1°/hB.0.5°/hC.1.0°/hD.2.0°/h答案：B16.智能化煤矿“一张图”GIS平台比例尺精度要求不低于（）。A.1:500B.1:1000C.1:2000D.1:5000答案：B17.手册提出的“透明地质”三维模型网格尺寸在回采区域应小于（）。A.5mB.10mC.20mD.50m答案：B18.智能化工作面语音报警同时支持汉语普通话与（）双语。A.晋语B.英语C.俄语D.蒙语答案：B19.煤矿智能化建设资金渠道中，省级技改资金补贴最高不超过项目总投资的（）。A.10%B.20%C.30%D.40%答案：C20.智能化煤矿巡检机器人续航时间应不低于（）。A.2hB.4hC.6hD.8h答案：C21.手册规定，智能主运系统煤流平衡控制目标是使皮带空载率降低（）。A.≥5%B.≥8%C.≥10%D.≥15%答案：C22.智能化煤矿“双碳”指标要求吨煤生产综合能耗比2020年下降（）。A.5%B.8%C.10%D.12%答案：C23.掘进工作面“一键启停”远程控制距离不小于（）。A.100mB.300mC.500mD.1000m答案：D24.智能化煤矿边缘AI推理芯片算力最低要求为（）。A.2TOPSB.4TOPSC.8TOPSD.16TOPS答案：B25.手册中“智能放炮”系统必须实现（）三重闭锁。A.瓦斯-风-电B.瓦斯-风-人C.瓦斯-电-人D.风-电-人答案：C26.智能化煤矿数据分类分级标准中，安全监测数据属于（）级。A.一B.二C.三D.四答案：A27.智能化选煤厂浮选加药系统药剂消耗计量误差应小于（）。A.±1%B.±2%C.±3%D.±5%答案：B28.手册要求，智能化煤矿“工业互联网平台”可用性不低于（）。A.95%B.97%C.99%D.99.9%答案：D29.智能化煤矿“电子封条”视频分析漏报率应低于（）。A.0.1%B.0.5%C.1%D.2%答案：B30.山西省2025年目标建成智能化采掘工作面数量达到（）个以上。A.200B.300C.400D.500答案：C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）31.智能化综采工作面“三机”协同控制需要实时采集的数据包括（）。A.采煤机滚筒高度B.支架立柱压力C.刮板机链速D.皮带煤量答案：A、B、C32.下列属于智能化煤矿“一张网”必须融合的通信技术有（）。A.5GB.WiFi6C.UWBD.LoRa答案：A、B、C33.智能化掘进工作面“位姿测量”系统常用的传感器有（）。A.激光雷达B.视觉SLAMC.惯导D.红外测温答案：A、B、C34.智能化煤矿边缘计算节点需具备的能力包括（）。A.本地数据清洗B.AI推理C.远程升级D.区块链挖矿答案：A、B、C35.智能通风系统“按需供风”策略依赖的实时参数有（）。A.瓦斯浓度B.人员位置C.风阻D.地温答案：A、B、C36.智能化煤矿数据中台的数据治理环节包括（）。A.元数据管理B.主数据管理C.数据质量稽核D.数据销毁答案：A、B、C37.智能化选煤厂密度控制回路PID参数整定需考虑（）。A.介质桶液位B.磁性物含量C.煤泥含量D.皮带速度答案：A、B、C38.智能化煤矿网络安全防护“白名单”机制覆盖的设备有（）。A.交换机B.摄像头C.矿用手机D.服务器答案：A、B、D39.智能化煤矿“电子封条”系统视频分析算法需识别的异常行为有（）。A.违规开启密闭B.人员翻越栅栏C.皮带跑偏D.瓦斯探头移动答案：A、B、D40.智能化煤矿验收资料必须包含的图纸有（）。A.井下通信系统图B.井下供电系统图C.井下避灾路线图D.地面工业广场平面图答案：A、B、C三、填空题（每空1分，共20分）41.山西省《煤矿智能化建设指导手册（2022版）》由__________、__________、__________三家单位联合编制。答案：山西省能源局、山西焦煤集团、中国煤科太原研究院42.智能化煤矿“5G+工业互联网”场景下，核心网下沉至井下应采用__________部署模式，实现数据本地闭环。答案：边缘UPF43.智能化综采工作面记忆截割精度要求滚筒高度误差小于__________cm。答案：±544.掘进工作面“位姿测量”系统惯导与全站仪组合时，需每隔__________m进行一次视觉修正。答案：3045.智能化煤矿边缘AI盒子需支持__________框架，实现模型热更新。答案：ONNX46.智能通风系统风窗执行器全行程时间应小于__________s。答案：1547.智能化选煤厂浮选加药系统采用__________泵实现药剂精确计量。答案：蠕动48.智能化煤矿“一张图”GIS平台采用__________坐标系，与国家基准统一。答案：2000国家大地49.智能化煤矿数据中台主数据编码规则遵循__________标准。答案：GB/T702750.智能化煤矿网络安全等级保护测评周期为__________年一次。答案：一51.掘进工作面“一键启停”系统远程控制协议采用__________通信规约。答案：MQTT+TLS52.智能化煤矿巡检机器人应携带__________传感器，实现瓦斯泄漏可视化。答案：红外甲烷成像53.智能化综放工作面放煤口图像识别帧率不低于__________fps。答案：1554.智能化煤矿“电子封条”摄像机防护等级不低于__________。答案：IP6655.智能化煤矿“双碳”监测平台碳排核算方法采用__________标准。答案：ISO14064-156.智能化主运系统煤流平衡控制算法以__________为目标函数。答案：皮带空载率最小57.智能化煤矿5G基站天线增益应大于__________dBi。答案：858.智能化煤矿边缘计算节点MTBF不低于__________h。答案：5000059.智能化煤矿验收时，智能化装备开机率应达到__________%。答案：≥9060.山西省2025年底智能化煤矿占比目标达到__________%。答案：≥80四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）61.手册允许智能化工作面记忆截割曲线可在井下手动修正。（）答案：√62.智能化煤矿5G核心网可部署在地面机房，无需井下下沉。（）答案：×63.掘进工作面惯导系统无需视觉修正即可长期保持厘米级精度。（）答案：×64.智能化选煤厂浮选加药系统可实现基于灰分反馈的闭环控制。（）答案：√65.智能化煤矿“电子封条”视频分析结果可实时上传至国家矿山安监局平台。（）答案：√66.智能化煤矿边缘计算节点可不配置UPS电源。（）答案：×67.智能化煤矿“一张图”平台比例尺精度允许误差为±1mm。（）答案：×68.智能化煤矿验收时，智能化掘进工作面数量必须占全部掘进面50%以上。（）答案：√69.智能化煤矿数据中台可存储个人隐私数据，无需脱敏。（）答案：×70.智能化煤矿巡检机器人必须取得MA标志。（）答案：√五、简答题（每题5分，共30分）71.简述智能化综采工作面实现“记忆截割”的技术路径。答案：通过激光扫描或惯导+编码器获取采煤机三维位姿；建立初始截割曲线；利用PLC或工控机将曲线离散为截割序列；根据煤层变化反馈实时修正；采用PID或模型预测控制滚筒调高油缸；截割记忆精度±5cm；数据通过5G上传地面，实现远程监控与曲线优化。72.说明智能化煤矿“5G+UWB”融合定位系统的部署要点。答案：井下每300m部署5G小基站，与UWB锚点共杆安装；UWB时钟同步采用光纤级联，误差<1ns；5G与UWB网关联通，实现TOA与TDOA联合解算；边缘MEC运行融合算法，输出0.3m精度坐标；基站与标识卡防爆等级ExibIMb；系统支持3000张标识卡并发；数据通过MQTT上传安全监控平台。73.列举智能化掘进工作面“位姿测量+惯导”系统的主要误差来源及抑制措施。答案：误差源：惯导零偏、温漂、振动、磁场干扰、视觉特征缺失；抑制：采用光纤惯导零偏<0.5°/h；每30m用全站仪/激光雷达视觉修正；磁传感器与电机隔离；加装减震垫；算法采用卡尔曼滤波+因子图优化；地面SLAM与井下GIS地图匹配。74.概述智能化选煤厂密度控制系统的PID参数整定步骤。答案：1.建立介质桶液位—密度数学模型，获取K、T、τ；2.采用Z-N法初算P、I、D；3.现场阶跃测试，记录超调与稳态误差；4.微调：先P后I再D，使超调<5%、稳态误差<0.5%；5.加入前馈补偿煤泥含量扰动；6.投运后每班记录，利用梯度下降自整定；7.验收标准：密度波动±0.02g/cm³。75.说明智能化煤矿“电子封条”系统视频分析算法的技术指标及测试方法。答案：指标：识别率≥95%、误报率≤1%、漏报率≤0.5%、时延<1s；测试：搭建密闭模型，模拟开启角度5°、10°、30°；用1000段视频，含正常、遮挡、低照度、粉尘场景；算法输出XML结果，与人工标注比对；计算ROC曲线，AUC≥0.98；连续运行72h无故障；出具第三方检测报告。76.简述智能化煤矿“双碳”监测平台的数据采集与核算流程。答案：采集：电表、气表、水表、皮带秤、瓦斯抽采流量计接入边缘网关；协议：ModbusTCP、DL/T645、CJ/T188；频率：1min；核算：按ISO14064-1划分范围1、2、3；吨煤综合能耗=（电+柴油+瓦斯）×折标系数/产量；碳排=能耗×排放因子；结果上链存证；自动生成月度报告，对接省级碳排平台。六、计算题（每题10分，共20分）77.某智能化综采工作面长度240m，采高3.5m，煤容重1.35t/m³，截深0.8m，记忆截割率80%，采煤机理论牵引速度10m/min，实际牵引速度8m/min，日生产时间18h，开机率90%。求：日产量、记忆截割煤量、非记忆截割煤量。答案：截面积=240×3.5=840m²日进尺=8×60×18×0.9=7776m日产量=7776×0.8×840×1.35=7077t记忆截割煤量=7077×0.8=5662t非记忆截割煤量=7077−5662=1415t78.某智能化选煤厂重介分选密度设定1.50g/cm³，介质桶液位2.5m，底流阀开度30%，密度计显示1.48g/cm³，要求密度回升至1.50g/cm³，已知介质桶截面积5m²，磁性物含量90%，煤泥含量10%，补水阀流量系数Kv=2.5m³/h·%，求：需开大补水阀多少百分比？（假设无溢流，温度恒定，忽略磁性物损失）答案：需升高Δρ=0.02g/cm³设补水x%，则补水量Q=2.5xm³/h补水后总体积V=5×2.5=12.5m³质量平衡：12.5×1.48+2.5x×1.0=(12.5+2.5x)×1.50解得x=10%，故需开大补水阀10%。七、综合应用题（每题20分，共20分）79.某矿建设智能化综放工作面，煤层厚度6m，倾角5°，埋深380m，瓦斯含量8m³/t，设计年产量150万t。请依据《山西煤矿智能化建设指导手册》完成：（1）列出必须建设的智能化子系统（至少8项）；（2）给出关键装备选型及数量（采煤机、支架、放煤口图像识别等）；（3）