1.一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,包括矸石运输系统、聚合物混合系统和喷洒系统,矸石运输系统包括依次相接的矸石运输机、转载运输机和底卸式刮板运输机;聚合物混合系统为移动搅拌车,移动搅拌车上具有料仓、搅拌箱、搅拌系统和压气系统,料仓为两个,两个料仓内分别装有聚酯多元醇和异氰酸酯,料仓位于搅拌箱上方,料仓下部具有料斗出料口,料斗出料口伸入搅拌箱内,搅拌系统包括动力系统和搅拌部,搅拌部的上端与动力系统相连,搅拌部位于搅拌箱内,压气系统通过气压管与搅拌箱的上部相连,喷洒系统包括喷头和喷头调节系统,运料管的一端与搅拌箱的底部相连,运料管的另一端与喷头相连,喷头固定在底卸式刮板运输机卸料口的上方。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述料仓上方具有料斗,料斗下部具有料仓控制开关。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述料斗出料口上具有卸料口控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述动力系统包括依次相连的传动电机、联动轴和传动接头,搅拌部的上端固定在传动接头上。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述运料管为PA铠装尼龙软管,内径为20mm,外径25mm。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述聚酯多元醇与异氰酸酯的体积比为1:1~1:1.2,聚合物掺量为10%~12%。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,所述喷头调节系统包括位置调节器和喷头控制阀,所述多孔喷头为自动调节多孔喷头,自动调节多孔喷头位于位置调节器的下端,位置调节器的上端铰接在采空区充填液压支架后顶梁上,喷头控制阀位于所述运料管上。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填系统,其特征在于,移动搅拌车上还具有智能感应控制器,矸石运输机上具有皮带秤,喷头控制阀和皮带秤通过无线传输装置与智能感应控制器相连。
9.一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:在工作面布置多个六柱支撑式充填采煤液压支架,安装聚合物与矸石混合充填系统,底卸式刮板运输机位于充填工作面端头,将底卸式刮板运输机上的卸料口相对于矸石运输机由远及近依次编号;
S2:开启矸石运输系统、聚合物混合系统和喷洒系统,当底卸式刮板输送机将矸石运至
3号卸料口的位置时即通过智能感应控制器打开1号、2号、3号卸料口上方的喷头控制阀进行喷洒;
S3:当1号、2号、3号卸料口下方充满矸石后,关闭1号、3号卸料口及上方的喷头控制阀,同时打开4号、5号卸料口及上方的喷头控制阀,并对1号、2号、3号卸料口下的充填料及时进行夯实,2号卸料口及上方的多孔喷头持续卸料喷洒为夯实过程供给聚合物和矸石;
S4:当2号、4号、5号卸料口下充填满后,关闭2号、5号卸料口及上方的喷头控制阀,同时打开6号、7号卸料口,对2号、4号、5号卸料口下的充填料及时进行夯实,4号卸料口及上方的多孔喷头持续卸料喷洒为夯实过程供给聚合物和矸石,依次循环,完成整个采空区的充填。
10.一种煤矿采空区聚合物与矸石混合充填方法,其特征在于,聚合物喷洒量与矸石充填效率的通过智能感应控制器实现智能联动控制,控制方程为a=kb
其中,a为聚合物喷洒量,单位t/h;b为矸石充填效率,单位t/h;k为控制比例系数,0.1≤k≤0.25。