2025年矿产资源工程专业学生期末考试试题及答案

2025年矿产资源工程专业学生期末考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.根据《固体矿产资源储量分类》（GB/T17766-2020），下列哪类储量属于扣除设计、采矿损失后可实际开采的经济可采部分？A.探明的内蕴经济资源量B.控制的边际经济基础储量C.探明的经济基础储量经可采系数调整后的部分D.推断的内蕴经济资源量2.下列矿床开拓方式中，基建工程量最小、运输成本最低的是？A.平硐开拓B.斜井开拓C.竖井开拓D.斜坡道开拓3.岩石力学中，反映岩石抵抗剪切破坏能力的核心强度参数组合是？A.单轴抗压强度与抗拉强度B.内摩擦角与黏聚力C.弹性模量与泊松比D.硬度与耐磨性4.下列采矿方法中，属于空场采矿法大类的是？A.上向分层充填采矿法B.房柱采矿法C.无底柱分段崩落法D.分层崩落法5.金属矿山尾矿综合回收的下列元素中，属于稀散金属的是？A.铁B.铜C.镓D.铅6.露天矿山均质土坡的圆弧滑动稳定性分析，最常用的极限平衡方法是？A.平面滑动法B.毕肖普（Bishop）法C.楔体滑动法D.霍克-布朗（Hoek-Brown）法7.下列储量计算方法中，最适用于矿体形态简单、厚度稳定的层状、似层状矿床的是？A.地质块段法B.平行断面法C.克里金法D.距离反比加权法8.矿山开采产生的酸性废水主要来源于下列哪种矿物的氧化分解？A.石英B.黄铁矿C.方解石D.长石9.地下金属矿山的三级矿量，按采掘准备程度由高到低排序正确的是？A.开拓矿量→采准矿量→备采矿量B.备采矿量→采准矿量→开拓矿量C.采准矿量→备采矿量→开拓矿量D.备采矿量→开拓矿量→采准矿量10.根据《中华人民共和国矿产资源法》，矿产资源的所有权主体是？A.国家B.集体C.采矿权人D.矿山企业二、判断题（每题1分，共10分）1.《固体矿产资源储量分类》（GB/T17766-2020）中，控制资源量的地质可靠程度高于探明资源量。2.房柱采矿法适用于矿石和围岩均稳固的水平或缓倾斜薄至中厚矿体。3.岩石的单轴抗拉强度通常远高于其单轴抗压强度，一般为抗压强度的10~50倍。4.露天开采的剥采比是指剥离的岩石量与采出的矿石量的比值，可表示为体积比或质量比。5.尾矿库的初期坝一般为不透水的黏土坝，后期坝采用尾矿冲积堆筑。6.可采储量是指基础储量扣除设计损失、采矿损失后，可实际开采的矿石量。7.平硐开拓方式适用于矿体赋存于当地侵蚀基准面以下、地形平坦的平原地区矿山。8.地下金属矿山的三级矿量可采期限要求中，备采矿量的可采期限一般不低于6个月。9.充填采矿法是空场采矿法的一个子类，主要用于高价值、不稳定矿体的开采。10.地下开采形成的采空区是引发地面塌陷地质灾害的主要原因之一。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述《固体矿产资源储量分类》（GB/T17766-2020）的核心分类依据及三大类资源储量名称。2.简述地下矿山三大类采矿方法的分类依据及各自的核心适用条件。3.简述露天矿山最终边坡角的主要影响因素。4.简述矿产资源综合利用的内涵及三个主要层次。5.简述地下金属矿山三级矿量的定义及划分意义。四、计算题（每题10分，共20分）1.某层状锰矿床采用平行断面法计算矿段储量，已知相邻两个勘探剖面的间距为120m，剖面1的矿体截面积为900m²，平均品位为24%；剖面2的矿体截面积为700m²，平均品位为22%；矿石平均体重为3.2t/m³。试计算该矿段的矿石储量与金属储量（梯形体积公式适用）。V式中：S1=900 m代入得：$$V=\frac{900+700}{2}\times120=800\times120=96000\\text{m}^3$$（2分）

(2)计算矿石储量：

$$Q=V\times\gamma$$式中γ=$$Q=96000\times3.2=307200\\text{t}=30.72\\text{万t}$$（3分）

(3)采用面积加权法计算平均品位：

$$\bar{\alpha}=\frac{S_1\alpha_1+S_2\alpha_2}{S_1+S_2}=\frac{900\times24\%+700\times22\%}{900+700}=\frac{216+154}{1600}=23.125\%$$（2分）

(4)计算金属储量：

$$P=Q\times\bar{\alpha}=30.72\times23.125\%=7.104\\text{万t}$$（1分）

**解析**：平行断面法是层状、似层状矿床储量计算的常用方法，当相邻剖面矿体面积差小于40%时采用梯形公式，本题面积差为$(900-700)/900\approx22.2\%$，符合梯形公式适用条件；若面积差大于40%，需采用截锥公式计算。

2.某露天铁矿设计开采境界内，矿石地质储量为3000万t，矿石平均体重为3.0t/m³；设计剥离岩石总量为4500万m³，岩石平均体重为2.7t/m³。试计算：(1)体积平均剥采比；(2)质量平均剥采比；(3)若该矿经济合理剥采比为4t/t，判断该开采境界是否经济合理，并说明理由。

**答案**：(1)计算矿石总体积：

$$V_{\text{矿}}=\frac{Q_{\text{矿}}}{\gamma_{\text{矿}}}=\frac{3000\times10^4\\text{t}}{3.0\\text{t/m}^3}=1000\times10^4\\text{m}^3$$（2分）

体积平均剥采比为剥离岩石体积与矿石体积的比值：

$$n_v=\frac{V_{\text{岩}}}{V_{\text{矿}}}=\frac{4500\times10^4\\text{m}^3}{1000\times10^4\\text{m}^3}=4.5\\text{m}^3/\text{m}^3$$（2分）

(2)计算岩石总质量：

$$Q_{\text{岩}}=V_{\text{岩}}\times\gamma_{\text{岩}}=4500\times10^4\\text{m}^3\times2.7\\text{t/m}^3=12150\times10^4\\text{t}$$（2分）

质量平均剥采比为剥离岩石质量与矿石质量的比值：

$$n_m=\frac{Q_{\text{岩}}}{Q_{\text{矿}}}=\frac{12150\times10^4\\text{t}}{3000\times10^4\\text{t}}=4.05\\text{t/t}$$（2分）

(3)合理性判断：该矿经济合理剥采比为4t/t，计算得到的质量平均剥采比为4.05t/t，略高于经济合理上限，因此该开采境界经济性不足，需适当缩小开采境界或优化边坡参数以降低剥采比，使其满足经济合理要求。（2分）

**解析**：剥采比是露天开采核心技术经济指标，体积剥采比主要用于生产采掘计划编制，质量剥采比用于经济评价；经济合理剥采比是确定露天开采境界的核心阈值，当设计剥采比低于该值时，露天开采经济上优于地下开采。

##五、案例分析题（共20分）

某地下开采银铅锌多金属矿山，矿体赋存特征如下：矿体走向长度600m，倾斜延伸深度500m，平均厚度12m，倾角50°；矿石稳固性中等，坚固性系数$f=7\sim9$；上盘围岩为破碎千枚岩，稳固性差，$f=3\sim4$，遇水易软化；下盘围岩为块状砂岩，稳固性好，$f=10\sim12$；矿石品位高，伴生有银、镉等稀散金属，经济价值高；地表为基本农田与自然村，明确要求不允许出现地表塌陷。结合上述条件，回答下列问题：

(1)按倾角与厚度划分，该矿体分别属于哪种产状类型？（4分）

(2)从三大类采矿方法（空场法、崩落法、充填法）中选择最适合的方法大类，并说明排除另外两类的核心理由。（10分）

(3)在所选采矿方法大类中，推荐一种具体采矿方法，并简述其适配该矿山的主要优点。（6分）

**答案**：

(1)矿体产状类型：①按倾角划分，倾角50°属于急倾斜矿体（通常倾角大于45°为急倾斜矿体）；②按厚度划分，平均厚度12m属于中厚矿体（通常厚度4~15m为中厚矿体）。（每点2分，共4分）

(2)最适合的采矿方法大类为充填采矿法。（3分）

排除理由：

①排除崩落采矿法：崩落法通过崩落上盘覆岩管理地压，必然导致地表大规模塌陷，无法满足该矿山地表保护基本农田与村庄的硬性要求。（3分）

②排除空场采矿法：空场法依赖矿岩自身稳固性维持采空区稳定，该矿上盘围岩为破碎千枚岩，稳固性差且遇水软化，空场条件下极易发生上盘垮塌，地压管理难度大、安全风险高；同时空场法损失贫化率较高，不利于高价值多金属矿产的资源回收。（4分）

(3)推荐具体采矿方法：上向水平分层充填采矿法（或下向分层胶结充填采矿法，合理即可）。（2分）

主要适配优点：①充填体可有效支撑上盘破碎围岩，控制地压与围岩变形，安全性高；②矿石损失贫化率低，可最大限度回收高价值多金属及伴生稀散元素，资源利用率高；③充填体可限制地表移动变形，满足地表农田与村庄的保护要求；④分层回采灵活性强，可适应中厚急倾斜矿体的产状特征。（每点1分，答满4点得4分）

**解析**：采矿方法选择需综合考虑矿体地质条件、矿岩稳固性、地表保护要求、矿石价值、技术可行性等多维度因素。本题的核心约束条件为“地表不允许塌陷”和“上盘围岩破碎”，同时矿石价值高，因此充填法是唯一同时满足安全、环保、资源利用要求的采矿方法类型。具体方法选择中，若上盘围岩破碎程度极高，可优先选择下向分层胶结充填法，进一步提升回采安全性。$$参考答案与解析一、单项选择题1.答案：C解析：储量（可采储量）是指在探明地质可靠程度、可行性研究结论为经济的基础上，扣除设计损失、采矿损失后可实际开采的部分，对应选项C。其余选项均属于资源量或基础储量范畴，未扣除开采损失。2.答案：A解析：平硐开拓利用地形直接开凿水平巷道通达矿体，无需提升设备，运输成本低，且基建工程量远小于竖井、斜井等地下开拓方式，适用于地形起伏大、矿体赋存于侵蚀基准面以上的山区矿山。3.答案：B4.答案：B解析：采矿方法按地压管理方式分为空场法、崩落法、充填法三大类。房柱采矿法依靠矿柱与矿岩自身稳固性支撑采空区，属于空场法；A属于充填法，C、D属于崩落法。5.答案：C6.答案：B解析：毕肖普法是针对圆弧滑动面的极限平衡分析方法，适用于均质边坡；平面滑动法适用于平面型滑动面，楔体滑动法适用于两组结构面切割形成的楔形体滑动，霍克-布朗法是岩体强度估算方法而非边坡稳定性分析方法。7.答案：B8.答案：B9.答案：B解析：备采矿量已完成全部切割工程，具备直接回采条件，采掘准备程度最高；采准矿量已完成采准巷道，可布置回采工作面；开拓矿量仅完成开拓系统，准备程度最低。10.答案：A二、判断题1.答案：错误解析：地质可靠程度由高到低依次为探明、控制、推断、预测，探明资源量的勘查程度最高。2.答案：正确3.答案：错误解析：岩石为脆性材料，抗压强度远高于抗拉强度，抗拉强度仅为抗压强度的1/50~1/10。4.答案：正确5.答案：错误解析：尾矿库初期坝多采用透水堆石坝，利于尾矿排水固结；若采用不透水黏土坝，易导致坝体浸润线过高，影响坝体稳定。6.答案：正确7.答案：错误解析：平硐开拓要求矿体赋存于侵蚀基准面以上，且地形起伏较大，可利用地形高差实现自流运输，平原地区、侵蚀基准面以下的矿体无法采用平硐开拓。8.答案：正确9.答案：错误解析：充填采矿法是与空场采矿法、崩落采矿法并列的三大采矿方法大类，不属于空场法范畴。10.答案：正确三、简答题1.答案：(1)核心分类依据为三个维度：①地质可靠程度（分为探明、控制、推断、预测4级）；②可行性评价程度（分为概略研究、预可行性研究、可行性研究3级）；③经济意义（分为经济的、边际经济的、次边际经济的、内蕴经济的4类）。（3分）(2)三大类资源储量分别为：储量（可采储量）、基础储量、资源量。（3分）解析：该分类标准采用三维编码体系，其中“储量”是经济可采部分，“基础储量”是已查明且经济或边际经济的部分，“资源量”涵盖内蕴经济、次边际经济及预测的全部资源。2.答案：(1)分类依据：地压管理方式的差异。（1分）(2)核心适用条件：①空场采矿法：矿石与围岩均稳固，地表允许或不允许塌陷均可，采空区暂留空不作立即处理。（2分）②崩落采矿法：地表允许塌陷，围岩或覆盖层易于崩落，适合中低价值、大规模开采的矿体。（1.5分）③充填采矿法：矿石价值高、矿岩稳固性差、地表不允许塌陷，或需保护生态环境的矿山。（1.5分）3.答案：主要影响因素包括5类：(1)岩体性质：岩石强度、岩体完整性、结构面发育程度与产状；（2分）(2)水文地质条