CN211864803U - 煤电一体化三废基发泡材料的制备系统 - Google Patents

Abstract

一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，水液互驱单元的两个输入端分别与恒流恒压泵的输出端和补液泵的输出端连接，其输出端通过盘管和新型发泡器的液路通道连接；盘管和新型发泡器设置在循环水浴内部，高速摄像机用于采集新型发泡器的泡沫图像；脱硫设备和压缩设备依次对烟气进行处理形成烟气液体，气化设备对烟气液体进行处理形成烟气气体并依次通过电磁减压阀、逆止阀和涡旋式气体流量计供给新型发泡器的气路通道；螺杆泵将混合搅拌好的混合浆料输送给三废基发泡材料混合器，新型发泡器将生成的泡沫材料输送给三废基发泡材料混合器，混合浆料充分混匀后生成三废基发泡材料。该系统能对三废材料进行科学的处理和再利用，能监控制备过程。

Description

煤电一体化三废基发泡材料的制备系统

技术领域

本实用新型属于绿色矿山技术领域，具体涉及一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统。

背景技术

随着国家煤电一体化的生产模式的发展，“煤电联营”发展模式日益成熟，有效缓解了因供给侧改革所带来的严峻煤电行业矛盾，提高了能源利用率，带来了较好的经济效益。煤电一体化生产模式分布区域广，涉及企业多，囊括了内蒙古、贵州、新疆、山西等多省，国家能源集团、中煤集团、同煤集团等多煤电集团公司。煤电一体化带来巨大效益的同时，不可避免增加了煤电企业发电成本的控制与监督的负担，煤电一体化集成了煤矿生产过程中矿井废水、矿井高盐水和电厂生产中所产生的粉煤灰、烟道气等废弃物于一体，不仅体量巨大，而且对当地环境带来了极大破坏。

对于煤电一体化产生的粉煤灰、烟道气、高盐矿井水(固、气、液三废)的处理及利用问题一直是亟待解决的难题，现有技术对于煤电一体化废弃物的综合利用程度较低，且方法单一可行性较差，不利于大范围的推广及工业应用。

三废基发泡材料是对煤电企业“粉煤灰-烟道气-高盐矿井水”固气液三废的再利用、并借助非标专用设备和相关工艺生产出的发泡材料，该材料塑性变形能力强且有一定的承载能力，流动性强且堆积性高，具有快速凝结(凝结时间可调)且不渗水的特点，不仅能用于矿井工作面端头充填堵漏风、矿井采空区抑制煤氧化防灭火作业的过程中，而且在废弃矿井烟道气和固体废弃物封存、建筑保温材料、矿用喷浆材料等方面都有很好的应用。但是现有技术中，并没有适用于制备三废基发泡材料的装置，从而不便于三废基发泡材料的制备，同时，对于三废基发泡材料的使用方法不合理，利用效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，该系统能利用粉煤灰、烟道气和高盐矿井水材料快速高效地制备三废基发泡材料，并能对三废基发泡材料的生产过程进行智能化监控，便于获得三废基发泡材料的特征数据；该使用方法可以对煤电一体化产生的粉煤灰、烟道气和高盐矿井水三废材料进行合理有效的处理，能有效的实现三废资源的优化再利用，降低了环境污染的同时，还且能起到保障煤矿安全生产的目的；

本实用新型提供一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，包括煤电一体化三废基发泡材料生成装置、发泡剂混合溶液供应装置、泡沫发生及观测装置、烟气供应装置和控制台；

所述发泡剂混合溶液供应装置设置在井下的泡沫制备硐室中，其包括水液互驱单元、恒流恒压泵和发泡剂溶液混合单元；所述水液互驱单元包括第一双向活塞缸、第二双向活塞缸和多个转换阀；第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的结构相同，其缸筒内部设置有与缸筒滑动密封配合的活塞，活塞将缸筒的内腔分隔为相互独立的两个无杆腔，两个无杆腔分别通过设置在缸筒的两端的工作口A和工作口B与外部连通，第一双向活塞缸和第二双向活塞缸上分别设置有用于检测各自活塞位置的第一位移传感器和第二位移传感器；多个转换阀分别为第一转换阀、第二转换阀、第三转换阀、第四转换阀、第五转换阀、第六转换阀、第七转换阀和第八转换阀，所述转换阀具有通过控制连通或截断配合的工作口C和工作口D，第四转换阀和第一转换阀的工作口C相互连通后作为水液互驱单元的入水口，第四转换阀和第一转换阀的工作口D分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口A连接，第五转换阀和第八转换阀的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的出口，并通过单向阀和电磁液体流量计A一端连接；第五转换阀和第八转换阀的工作口C分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口B连接，第二转换阀和第三转换阀的工作口C均与外部空气连通，第二转换阀和第三转换阀的工作口D分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口A连接，第六转换阀和第七转换阀的工作口C分别与第一双向活塞缸和第二双向活塞缸的工作口B连接，第六转换阀和第七转换阀的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的入液口；所述恒流恒压泵的进液口通过管路与冷水容器的底部连接，其出液口与水液互驱单元的入水口连接；所述发泡剂溶液混合单元包括补液泵、发泡剂混合溶液储存桶和安全阀，所述补液泵的进液口通过管路与发泡剂混合溶液储存桶的底部连接，其出液口通过安全阀与水液互驱单元的入液口连接；

所述泡沫发生及观测装置设置在井下的泡沫制备硐室中，其包括循环水浴、新型发泡器和高速摄像机；所述盘管设置在循环水浴内部的一侧，盘管的一端与电磁液体流量计A 的另一端连接；所述新型发泡器设置在循环水浴内部，新型发泡器的顶部设有气液混合室及连通气液混合室与外部的喷出孔，并于气液混合室的一侧设置有透明的竖向观测平面；新型发泡器在气液混合室以下的部分设置有位于其轴心处的液路通道和环绕液路通道分布的多个气路通道，液路通道上端与气液混合室连通，其下端与盘管的另一端连接；气路通道里端与液路通道连通，其外端与固定连接在新型发泡器外侧的气动接头的出气端连接；喷出孔与保温管路的进料端连接；所述高速摄像机支设在新型发泡器的外侧，且镜头对准竖向观测平面；

所述烟气供应装置包括设置在地面上的烟气脱硫压缩车间中的烟气脱硫设备和烟气压缩液化设备及设置在井下的烟道气气化硐室中的烟气气化设备；烟气脱硫设备的进气端与电厂中的电厂烟气管道连接，其出气端与烟气压缩液化设备的进气端连接，烟气压缩液化设备的出液端与烟气液路管道的进液端连接，烟气液路管道的出液端依次通过副井房、副井、井底车场、运输石门、运输大巷、采区下部车场、轨道上山和运输顺槽并穿入烟道气气化硐室中与烟气气化设备的进气端连接，烟气气化设备的出气端与烟气气路管路的进气端连接，烟气气路管路上依次串接有电磁减压阀、逆止阀和涡旋式气体流量计，烟气气路管路的出气端连接有输气支路A和输气支路B，输气支路A穿入三废机发泡材料制备硐室中并通过与其连接的各个输气支路C分别与新型发泡器上的各个气动接头的进气端连接；输气支路B通过地埋的方式延伸到采空区，并通过控制阀进行封闭；

所述煤电一体化三废基发泡材料生成装置包括设置在井下的三废机发泡材料制备硐室中的螺杆泵和三废基发泡材料混合器、设置在地面上的粉煤灰基混合浆体制备车间中的混合浆体搅拌器和设置在井下的抽浆泵和蓄浆池；所述混合浆体搅拌器的出料端与粉煤灰基混合浆体管路的进料端连接，粉煤灰基混合浆体管路的出料端依次穿过副井房、副井、井底车场、运输石门、运输大巷、采区下部车场、轨道上山和运输顺槽伸入蓄浆池中；抽浆泵的进液端通过管路与蓄浆池的底部连接，其出液端通过一个输出管路与三废机发泡材料制备硐室中的螺杆泵的进料口连接，还通过另一个输出管路经快速开关电磁阀A与称重器A 连接，称重器A设置在井下的工作面中；所述螺杆泵的出料口通过电磁液体流量计B与三废基发泡材料混合器的一个进料口连接；三废基发泡材料混合器的另一个进料口与穿入三废机发泡材料制备硐室的保温管路的出料端连接，三废基发泡材料混合器的一个输出支路通过快速开关电磁阀B与称重器B连接，另一个输出支路依次通过电磁阀B和振动式粘度计与三废基发泡材料输送管道的进料端连接，三废基发泡材料输送管道的出料端延伸到采空区；

所述控制台分别与恒流恒压泵、电磁液体流量计A、第一转换阀、第二转换阀、第三转换阀、第四转换阀、第五转换阀、第六转换阀、第七转换阀和第八转换阀、第一位移传感器、第二位移传感器、高速摄像机、烟道气气化硐室、泡沫制备硐室、电厂、电磁减压阀、快速开关电磁阀A、快速开关电磁阀B和振动式粘度计连接。

作为一种优选，所述恒流恒压泵为柱塞式双缸泵，其输出参数为0～500ml/min恒流液体或0～150MPa恒压液体；所述高速摄像机的型号为Phantom Miro LC系列。

作为一种优选，所述盘管通过盘管支撑架纵向支设在循环水浴的内部。

作为一种优选，所述循环水浴包括温度传感器、加热棒、温控器和循环泵，所述温度传感器和加热棒设置在循环水浴的内部，所述温度传感器与设置在循环水浴外部的温控器连接，用于反馈循环水浴的内部温度，所述温控器与加热棒连接，用于根据反馈的内部温度控制加热棒的加热功率；所述循环泵的进液口通过管路与循环水浴的底部贯通连接，其出液口通过管路与循环水浴的上部贯通连接。

进一步，为了提高发泡的效果，所述气液混合室中还固定连接有倾斜设置的挡板，所述挡板位于液路通道的正上方，挡板靠近喷出孔的一端低于远离喷出孔的一端。通过挡板的设置能使泡沫在混合室内滞留更长的时间，从而能进一步地促进气液的混合，进而能提高发泡效果。

进一步，所述液路通道上部的一段相间隔地设置有两个缩颈段，两个缩颈段分别位于气路通道里端的上方和下方，缩颈段向上向下均平滑过渡。两个缩颈段的设置能使得气液更充分的混合且能实现完全的紊流，能有效提高发泡效率。

进一步，为了方便组装和维护，所述新型发泡器由纵向依次分布的混合体、喷出体A、喷出体B和底部支撑体组成；

所述气液混合室设置在混合体的内部，所述竖向观测平面设置在混合体上部的一侧，所述喷出孔设置在混合体的顶部一侧，且位于竖向观测平面的上方；

所述喷出体A为由位于上端的大径段和位于大径段以下的小径段组成的阶梯结构，喷出体A在其轴心处开设有轴向贯通的第一液路，并在第一液路的外侧开设有与第一液路连通的若干个第一气路，第一气路具有位于里侧的倾斜段和位于外侧的水平段，且倾斜段外高里低倾斜地设置，若干个第一气路的倾斜段与喷出体A轴心线的夹角各不相同；小径段上部的外侧设置有至少一个定位块，小径段下端的中心设置有带有外螺纹的连接凸块A；

所述喷出体B上部的轴心处开设有与喷出体A的小径段相适配的承载凹槽，并于承载凹槽的底部中心开设有带有内螺纹的连接凹槽；喷出体B在承载凹槽上部的外侧开设有与定位块相对应的定位环槽，并在定位环槽以上的部分设置有延伸到喷出体B上端面的导向竖槽，还在承载凹槽上部外侧的径向上开设有与第一气路相对应设置的若干个第二气路,第二气路连通承载凹槽与喷出体B的外部；所述气动接头固定连接在喷出体B的外表面，且与对应的第二气路的外端连通；喷出体B下端中心通过圆柱形的延伸部连接有圆形卡盘；喷出体B于连接凹槽的底部中心开设有延伸到延伸部下端面的第二液路；

所述底部支撑体包括底座和两个底座封板，所述底座的中部设置有供圆形卡盘和延伸部滑动穿过的呈倒转的T字形的横向滑槽，底座的下端中心设置有带有外螺纹的连接凸块B，底座在横向滑槽的底部到连接凸块B下端面之间的部分设置有第三液路；底座的设置能方便新型发泡器喷出孔位置的改变，同时，还能方便该新型发泡器于不同位置上的安装。

所述大径段的上端面与混合体的下端面固定连接，且第一液路的上端与气液混合室贯通连接；所述小径段插装于承载凹槽中，且连接凸块A与连接凹槽通过螺纹配合连接、大径段与喷出体B的上端面通过螺栓连接、纵向穿过导向竖槽的定位块与定位环槽限位配合、第一气路的外端和第二气路的里端对应贯通连接、第一液路的下端与第二液路的上端对应贯通连接；所述圆形卡盘滑动穿入横向滑槽中，且第三气路的上端与第二液路的下端贯通连接；两个底座封板彼此相对置地封堵在横向滑槽的两端，并通过螺栓与底座固定连接；连接凸块B 通过螺纹配合连接在循环水浴的底部；

所述气路通道由相连通的第一气路和第二气路形成，所述液路通道由依次相连通的第一液路、第二液路和第三液路形成。

作为一种优选，所述螺杆泵包括伺服电动缸，所述伺服电动缸的输出端通过连接轴和万向节与螺杆轴的一端连接，所述螺杆轴可转动地设置在衬套中。

本实用新型中的水液互驱单元中的两个双向活塞缸在控制台的控制下可以实现交替的补液和排液，进而能配合恒流恒压泵和补液泵来利用冷水容器中的液体作为动力驱动发泡剂混合溶液的连续稳定输出，有效地保证了发泡剂混合溶液的恒流或恒压供应，并有效避免了脉冲波动对溶液输出过程的影响。另外，水液互驱单元能将酸性的发泡剂混合溶液和恒流恒压泵进行有效的隔离，能避免酸性的发泡剂混合溶液腐蚀恒流恒压泵，有利于延长恒流恒压泵的使用寿命。盘管设置在循环水浴中，进而发泡剂混合溶液能在盘管中充分地预热并在进入新型发泡器的液路通道前即可达到设定温度，而新型发泡器同样设置在循环水浴中，其内部的温度为设定温度，这样，经过预热后的发泡剂混合溶液在进入新型发泡器内部后即能以最适宜的温度快速的发泡，能有效的缩短发泡时间，并能提高发泡效率。高速摄像机能实时采集气液混合室中的图像数据并发送给控制台，便于控制台通过图像处理技术实时获得反映泡沫大小和分布的特征数据。通过烟气脱硫设备对烟气的处理，可以实现脱硫的目的；通过烟气压缩液化设备对脱硫后的烟气进行处理，可以将烟气压缩为液体的形式，这样，不仅能便于烟气的快速输送，而且能保证后续烟气气体的稳定供给；气化后的烟气通过电磁减压阀输出能实现烟气减压、恒定流量的输出，进而能保证混合气体能稳定持续地冲击进入到液路通道内的发泡剂混合溶液，以进一步提高发泡效率。逆止阀能保证气路和液路的相互独立，不会相互影响。涡旋式气体流量计能对流量进行标定，从而能进一步保证混合气体的稳定供应。螺杆泵将混合后粉煤灰、水泥和处理后的高盐矿井水稳定地输出到三废基发泡材料混合器中，进而能在三废基发泡材料混合器中与新型发泡器输出的发泡材料进行充分混合，混合后的材料即可以输出到使用端进行后续使用。称重器A和B的设置能将称重数据反馈给控制台，便于控制台快速计算出发泡材料的孙隙度，振动式粘度计能快速实时地测量出发泡材料的粘度，可以为后续发泡材料的性能研究提供基础；三废基发泡材料输送管道的出料端延伸到采空区，能便于向采空区中注入三废基发泡材料；输气支路B延伸到采空区，能全向采空区注入烟气气体，以实现对采空区中中的固体废弃物和气体废弃物起到封存作用，并能覆盖采空区的遗煤，可以起到防灭炎的作用。本实用新型能对于煤电一体化三废材料(燃煤电厂粉煤灰、燃煤电厂烟道气、煤矿高盐矿井水)进行了合理的处理，并能进行有效的再利用。该系统可以对泡沫性质(大小及分布)和三废基发泡材料性质(孔隙度和粘度)进行有效的监测，能便于实时了解三废基发泡材料的生产过程。

附图说明

图1是本实用新型的装配示意图；

图2是本实用新型中的系统在工作面附近的装配示意图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型中新型发泡器的结构示意图；

图5是本实用新型中混合体与喷出体A的装配示意图；

图6是本实用新型中喷出体B的结构示意图；

图7是本实用新型中底座的结构示意图；

图8是本实用新型中底座封板的结构示意图；

图9是本实用新型中煤电一体化三废基发泡材料制备的流程图。

图中：1、冷水容器，2、恒流恒压泵，3、第一位移传感器，4、竖向观测平面，5、第二位移传感器，6、第一双向活塞缸，7、第二双向活塞缸，8、安全阀，9、补液泵，10、发泡剂混合溶液储存桶，11、混合体，12、连接凸块A，13、单向阀，14、电磁液体流量计 A，15、循环水浴，16、盘管，17、盘管支撑架，18、温度传感器，19、加热棒，20、新型发泡器，21、高速摄像机，22、温控器，23、液路通道，24、气路通道，25、圆形卡盘， 26、滚珠，27、喷出体A，28、大径段，29、第二液路，30、定位块，31、喷出体B，32、承载凹槽，33、连接凹槽，34、底座，35、第一气路，36、连接凸块B，37、第二气路， 38、气动接头，39、缩颈段，40、气液混合室，41、挡板，42、喷出孔，43、电磁阀B，44、泡沫制备硐室，45、烟气脱硫压缩车间，46、烟气脱硫设备，47、烟气压缩液化设备，48、烟道气气化硐室，49、定位环槽，50、电磁减压阀，51、涡旋式气体流量计，52、保温管路，53、烟气气化设备，54、导向竖槽，55、混合浆体搅拌器，56、伺服电动缸，57、连接轴，58、万向节，59、螺杆轴，60、衬套，61、三废基发泡材料混合器，62、快速开关电磁阀A，63、称重器B，64、振动式粘度计，65、称重器A，66、延伸部，67、小径段， 68、横向滑槽，69、电厂，70、螺杆泵，71、电磁液体流量计B，72、快速开关电磁阀B， 73、第一液路，74、底座封板，75、烟气液路管道，76、输气支路A，77、电厂烟气管道， 78、副井房，79、副井，80、三废机发泡材料制备硐室，81、粉煤灰基混合浆体制备车间， 82、抽浆泵，83、蓄浆池，84、粉煤灰基混合浆体管路，85、井底车场，86、运输石门， 87、运输大巷，88、采区下部车场，89、轨道上山，90、运输顺槽，91、烟气气路管道， 92、输出支路B，93、输气支路C，94、采空区，95、三废基发泡材料输送管道，96、高盐矿井水处理车间，97、采空区堵漏风充填袋，98、自接顶区，99、主井房，100、主井，101、工作面，102、风井房，103、回风井，104、运输上山，105、液压支架，106、运输顺槽胶带，107、逆止阀；

V1、第一转换阀，V2、第二转换阀，V3、第三转换阀，V4、第四转换阀，V5、第五转换阀，V6、第六转换阀，V7、第七转换阀，V8、第八转换阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，煤电联营中的电厂69靠近煤矿地设置，其中煤矿包括主井房99、副井房78、风井房102、设置在井下的井底车场85、设置在井下的运输石门85、连通主井房99与井底车场85的主井100、连通副井房78与井底车场85的副井79、连接风井房102 与井下回风通道的回风井103、设置在井下的工作面101、设置在工作面101一侧的运输顺槽90、设置在运输顺槽90中的运输顺槽胶带106、位于井下的采空区94、支设在采空区 94中的若干液压支架105、连通井底车场85的运输大巷87、连通运输大巷87与工作面101 的运输上山104和轨道上山89；

如图3至图8所示，一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，包括煤电一体化三废基发泡材料生成装置、发泡剂混合溶液供应装置、泡沫发生及观测装置、烟气供应装置和控制台；作为一种优选，所述控制台为工业计算机；

所述发泡剂混合溶液供应装置设置在井下的泡沫制备硐室44中，其包括水液互驱单元、恒流恒压泵2和发泡剂溶液混合单元；所述水液互驱单元包括第一双向活塞缸6、第二双向活塞缸7和多个转换阀；第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7的结构相同，其缸筒内部设置有与缸筒滑动密封配合的活塞，活塞将缸筒的内腔分隔为相互独立的两个无杆腔，两个无杆腔分别通过设置在缸筒的两端的工作口A和工作口B与外部连通，第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7上分别设置有用于检测各自活塞位置的第一位移传感器3和第二位移传感器 5，位移传感器用于采集双向活塞缸中的活塞中的位置信号，并反馈给控制台，控制台根据收到的位置信号判断活塞的位置，进而判定补液状态和注液状态是否结束，以便于控制台控制发泡剂混合溶液恒流或恒压状态稳定输出；多个转换阀分别为第一转换阀V1、第二转换阀V2、第三转换阀V3、第四转换阀V4、第五转换阀V5、第六转换阀V6、第七转换阀V7和第八转换阀V8，所述转换阀具有通过控制连通或截断配合的工作口C和工作口D，第四转换阀V4和第一转换阀V1的工作口C相互连通后作为水液互驱单元的入水口，第四转换阀V4和第一转换阀V1的工作口D分别与第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7的工作口A连接，第五转换阀 V5和第八转换阀V8的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的出口，并通过单向阀13和电磁液体流量计A14一端连接；第五转换阀V5和第八转换阀V8的工作口C分别与第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7的工作口B连接，第二转换阀V2和第三转换阀V3的工作口C均与外部空气连通，第二转换阀V2和第三转换阀V3的工作口D分别与第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7的工作口A连接，第六转换阀V6和第七转换阀V7的工作口C分别与第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7的工作口B连接，第六转换阀V6和第七转换阀V7的工作口 D相互连通后作为水液互驱单元的入液口，水液互驱单元能将酸性的发泡剂混合溶液和恒流恒压泵2进行隔离，能避免酸性的发泡剂混合溶液腐蚀恒流恒压泵2，又可以配合恒流恒压泵2和补液泵9将发泡剂混合溶液恒流或恒压输出；所述恒流恒压泵2的进液口通过管路与冷水容器1的底部连接，其出液口与水液互驱单元的入水口连接；所述发泡剂溶液混合单元包括补液泵9、发泡剂混合溶液储存桶10和安全阀8，所述补液泵9的进液口通过管路与发泡剂混合溶液储存桶10的底部连接，其出液口通过安全阀8与水液互驱单元的入液口连接；安全阀8可以通过设置最大释放压力对发泡剂溶液混合单元起到保护作用。发泡剂混合溶液储存桶10用于将加入的发泡剂和处理后的高盐矿井水按一定的比例均匀混合形成发泡剂混合溶液，发泡剂溶液混合单元用于将发泡剂混合溶液供给水液互驱单元的入液口。

所述泡沫发生及观测装置设置在井下的泡沫制备硐室44中，其包括循环水浴15、新型发泡器20和高速摄像机21；所述盘管16设置在循环水浴15内部的一侧，盘管16的一端与电磁液体流量计A14的另一端连接，作为一种优选，所述盘管16采用304不锈钢材质制成，其直径为6mm；所述新型发泡器20设置在循环水浴15内部，新型发泡器20的顶部设有气液混合室40及连通气液混合室40与外部的喷出孔42，并于气液混合室40的一侧设置有透明的竖向观测平面4；新型发泡器20在气液混合室40以下的部分设置有位于其轴心处的液路通道23和环绕液路通道23分布的多个气路通道24，液路通道23上端与气液混合室 40连通，其下端与盘管16的另一端连接；气路通道24里端与液路通道23连通，其外端与固定连接在新型发泡器20外侧的气动接头38的出气端连接；喷出孔42与保温管路52的进料端连接；所述高速摄像机21支设在新型发泡器20的外侧，且镜头对准竖向观测平面4；所述高速摄像机31用于实时采集气液混合室40内的图像数据，并实时发送给控制台；控制台对收到的图像数据进行处理，得到气液混合室40内生成的泡沫大小和分布特征参数；作为一种优选，保温管路52的管壁外侧依次包覆有内锡箔纸层、保温石棉层和外锡箔纸层。

所述烟气供应装置包括设置在地面上的烟气脱硫压缩车间45中的烟气脱硫设备46和烟气压缩液化设备47及设置在井下的烟道气气化硐室48中的烟气气化设备53；烟气脱硫设备 46的进气端与电厂69中的电厂烟气管道77连接，其出气端与烟气压缩液化设备47的进气端连接，烟气压缩液化设备47的出液端与烟气液路管道75的进液端连接，烟气液路管道75 的出液端依次通过副井房78、副井79、井底车场85、运输石门86、运输大巷87、采区下部车场88、轨道上山89和运输顺槽90并穿入烟道气气化硐室48中与烟气气化设备53的进气端连接，烟气气化设备53的出气端与烟气气路管路91的进气端连接，烟气气路管路91上依次串接有电磁减压阀50、逆止阀107和涡旋式气体流量计51，烟气气路管路91的出气端连接有输气支路A76和输气支路B92，输气支路A76穿入三废机发泡材料制备硐室80中并通过与其连接的各个输气支路C93分别与新型发泡器20上的各个气动接头38的进气端连接；输气支路B92通过地埋的方式延伸到采空区94，并通过控制阀进行封闭；电磁减压阀50用于将气体混合罐47中的混合气体进行减压并以恒定流量输出，涡旋式气体流量计51用于对流量进行标定；逆止阀107用于保证气路和液路的相互独立，不会相互影响。

所述煤电一体化三废基发泡材料生成装置包括设置在井下的三废机发泡材料制备硐室 80中的螺杆泵70和三废基发泡材料混合器61、设置在地面上的粉煤灰基混合浆体制备车间81中的混合浆体搅拌器55和设置在井下的抽浆泵82和蓄浆池83；所述混合浆体搅拌器 55的出料端与粉煤灰基混合浆体管路84的进料端连接，粉煤灰基混合浆体管路84的出料端依次穿过副井房78、副井79、井底车场85、运输石门86、运输大巷87、采区下部车场88、轨道上山89和运输顺槽90伸入蓄浆池83中；抽浆泵82的进液端通过管路与蓄浆池 83的底部连接，其出液端通过一个输出管路与三废机发泡材料制备硐室80中的螺杆泵70 的进料口连接，还通过另一个输出管路经快速开关电磁阀A62与称重器A65连接，称重器 A65设置在井下的工作面101中；所述螺杆泵70的出料口通过电磁液体流量计B71与三废基发泡材料混合器61的一个进料口连接；三废基发泡材料混合器61的另一个进料口与穿入三废机发泡材料制备硐室80的保温管路52的出料端连接，三废基发泡材料混合器61的一个输出支路通过快速开关电磁阀B72与称重器B63连接，另一个输出支路依次通过电磁阀B43和振动式粘度计64与三废基发泡材料输送管道95的进料端连接，三废基发泡材料输送管道95的出料端延伸到采空区94；振动式粘度计64可以测量三废基发泡材料的粘度数据，并将粘度数据反馈给控制台，其测量原理是测量液体中振动式传感器的振幅变化，求出液体的阻力，算出液体的粘性，并反馈给控制台，其属于动态测量，其中的两个传感器碟片互相抵消的影响使它可能测量流动的样品粘度，这是相对传统粘度计的优势。

所述控制台分别与恒流恒压泵2、电磁液体流量计A14、第一转换阀V1、第二转换阀V2、第三转换阀V3、第四转换阀V4、第五转换阀V5、第六转换阀V6、第七转换阀V7和第八转换阀V8、第一位移传感器3、第二位移传感器5、高速摄像机21、烟道气气化硐室48、泡沫制备硐室44、电厂69、电磁减压阀50、快速开关电磁阀A62、快速开关电磁阀B72和振动式粘度计64连接。

作为一种优选，第一双向活塞缸6、第二双向活塞缸7的缸筒均采用403不锈钢制成的筒体。

优选的，第一转换阀V1至第二转换阀V8的控制过程为：补液阶段：控制台控制补液泵 9工作将发泡剂混合溶液反推到第一双向活塞缸6和第二双向活塞缸7两个双向活塞缸中，此时控制台控制转换阀动作，具体转换阀的状态为：第六转换阀V6、第七转换阀V7、第二转换阀V2、第三转换阀V3打开，其他转换阀均关闭，两个活塞缸中的活塞均到达上端，第一位移传感器3和第二位移传感器5感知到活塞到达上端后，发送补液完成信号给控制台，控制台收到补液完成信号后控制补液泵9停止工作、控制恒流恒压泵2工作，同时，控制转换阀动作，具体转换阀的状态为：第四转换阀V4、第八转换阀V8打开，第三转换阀V3、第七转换阀V7关闭，此时，恒流恒压泵2泵出的冷水容器1中的液体供给第一双向活塞缸6一端的无杆腔，进而会推动第一双向活塞缸6另一个无杆腔中的发泡剂混合溶液到盘管16中，该过程中第二双向活塞缸7处于等待状态。第一双向活塞缸6完成注液后，其活塞到在下端，第一位移传感器3感知到活塞到达下端后，发送注液完成信号给控制台，控制台收到第一位移传感器3发出的注液完成信号后控制转换阀动作，具体转换阀的状态为：第四转换阀V4、第八转换阀V8、第二转换阀V2、第六转换阀V6关闭，第三转换阀V3、第七转换阀V7、第一转换阀V1、第五转换阀V5，同时，控制补液泵9工作，向第一双向活塞缸6补液，第二双向活塞缸7继续注入，该过程中，控制台控制补液泵9的补液速度比恒流恒压泵2的注液速度快，第一双向活塞缸6的补液过程先于第二双向活塞缸7的注液过程完成。第一双向活塞缸 6补液完成，处于待命状态，相同原理，第一双向活塞缸6与第二双向活塞缸7交替注入保证恒流或恒压的稳定输出。

发泡剂混合溶液在水液互驱单元的作用下经盘管16注入到新型发泡器20，盘管16置入循环水浴15中，能保证注入到新型发泡器20中的发泡剂混合溶液的温度在设定范围内，从而能有效提高发泡效率，并能有效缩短发泡时间。

工作时，控制台控制快速开关电磁阀A62打开t₂秒，在t₂秒内向称重器A65内注入体积为V的混合浆体材料，称重器A65对该混合浆体材料的重量w₂进行称重，并反馈给控制台。控制台控制快速开关电磁阀B72打开t₁秒，在t₁秒内向称重器B63内注入体积为V的三废基发泡材料，称重器B63对该三废基发泡材料的重量w₁进行称重，并给控制台。由于孙隙度＝((真相对密度-视相对密度)/真相密度)*％，密度＝重量/体积，因而，在相同体积情况下，孙隙度＝(1-P)*％，其中，

这样，控制台根据多段时间内的重重数据分别对称重器A65和称重器B63的称重数据取均值，其比值

即可以初步反映三废基发泡材料内的孔隙度。控制台将实时获得的孙隙度通过与其连接的显示模块进行实时显示。作为一种优选，称重器A65和称重器B63的容量相同，当然，也可以使称重器A65和称重器B63为同一型号，这样容量必然相同，且称重精度更相近。

所述恒流恒压泵2为柱塞式双缸泵，其输出参数为0～500ml/min恒流液体或0～150MPa 恒压液体；所述高速摄像机21的型号为Phantom Miro LC系列，具备摄像和照相功能，分辨率1920*1200@1380帧/秒。高速摄像机21用于拍摄新型发泡器20中气液混合室40内泡沫生成全过程，且高速摄像机21拍摄的图像数据实时传输到控制台，控制台在接收到图像数据后通过图像识别与分析软件可以研究不同条件下泡沫的大小及分布特征，并可以将分析结果和数据通过与控制台连接的显示模块进行实时显示。

所述盘管16通过盘管支撑架17纵向支设在循环水浴15的内部。

所述循环水浴15包括温度传感器18、加热棒19、温控器22和循环泵，所述温度传感器18和加热棒19设置在循环水浴15的内部，所述温度传感器18与设置在循环水浴15外部的温控器22连接，用于反馈循环水浴15的内部温度，作为一种优选，温度传感器18采用测温热电偶PT100，所述温控器22与加热棒19连接，用于根据反馈的内部温度控制加热棒19 的加热功率；所述循环泵的进液口通过管路与循环水浴15的底部贯通连接，其出液口通过管路与循环水浴15的上部贯通连接。

所述气液混合室40中还固定连接有倾斜设置的挡板41，所述挡板41位于液路通道23 的正上方，挡板41靠近喷出孔42的一端低于远离喷出孔42的一端。

所述液路通道23上部的一段相间隔地设置有两个缩颈段39，两个缩颈段39分别位于气路通道24里端的上方和下方，缩颈段39向上向下均平滑过渡，缩颈段39过渡段与液路流向方向的夹角在90度至150度之间，从而能保证高压烟道气体射流进入液体通道23中并完全冲击发泡剂混合溶液中，从而实现气液的充分混合。

缩颈段39根据文丘里效应进行设置，而气路通道24的出气端位于两个缩颈段39之间，且角度为向下剪切液体的形式，这样，可以保证液路通道23内的气体与液的充分混合且能实现完全紊流。

如图3至图8所示，为了方便组装和维护，所述新型发泡器20由纵向依次分布的混合体11、喷出体A27、喷出体B31和底部支撑体组成；这样，如果出现堵塞等故障可以快速拆卸并针对性更换某一部件，不需要整体更换、节约了成本，同时，也方便了对喷出部件的清洗，且各个部件可单独加工，降低了整体制造的难度，该新型发泡器20克服了传统发泡器难清理等缺点。

所述气液混合室40设置在混合体11的内部，所述竖向观测平面4设置在混合体11上部的一侧，所述喷出孔42设置在混合体11的顶部一侧，且位于竖向观测平面4的上方；

所述喷出体A27为由位于上端的大径段28和位于大径段28以下的小径段67组成的阶梯结构，喷出体A27在其轴心处开设有轴向贯通的第一液路73，并在第一液路73的外侧开设有与第一液路73连通的若干个第一气路35，第一气路35具有位于里侧的倾斜段和位于外侧的水平段，且倾斜段外高里低倾斜地设置，若干个第一气路35的倾斜段与喷出体A27轴心线的夹角各不相同；小径段67上部的外侧设置有至少一个定位块30，小径段67下端的中心设置有带有外螺纹的连接凸块A12；

所述喷出体B31上部的轴心处开设有与喷出体A27的小径段67相适配的承载凹槽32，并于承载凹槽32的底部中心开设有带有内螺纹的连接凹槽33；喷出体B31在承载凹槽32上部的外侧开设有与定位块30相对应的定位环槽49，并在定位环槽49以上的部分设置有延伸到喷出体B31上端面的导向竖槽54，还在承载凹槽32上部外侧的径向上开设有与第一气路 35相对应设置的若干个第二气路37,第二气路37连通承载凹槽32与喷出体B31的外部；所述气动接头38固定连接在喷出体B31的外表面，且与对应的第二气路37的外端连通；喷出体B31下端中心通过圆柱形的延伸部66连接有圆形卡盘25，为了有效减小摩擦力，圆形卡盘25的边缘设置滚珠26，滚珠26可减小圆形卡盘25与底座34之间的摩擦力，使调整过程更顺滑，可以便于调速喷出体B31相对于底座34的角度，进而可以调速喷出孔42的喷出方向。

喷出体B31于连接凹槽33的底部中心开设有延伸到延伸部66下端面的第二液路29；

所述底部支撑体包括底座34和两个底座封板74，所述底座34的中部设置有供圆形卡盘 25和延伸部66滑动穿过的呈倒转的T字形的横向滑槽68，底座34的下端中心设置有带有外螺纹的连接凸块B36，底座34在横向滑槽68的底部到连接凸块B36下端面之间的部分设置有第三液路；底座的设置能方便新型发泡器喷出孔位置的改变，同时，还能方便该新型发泡器于不同位置上的安装。

圆形卡盘25与底座34卡接配合，能方便新型发泡器20的固定安装；

所述大径段28的上端面与混合体11的下端面固定连接，且第一液路73的上端与气液混合室40贯通连接；所述小径段67插装于承载凹槽32中，且连接凸块A12与连接凹槽33通过螺纹配合连接、大径段28与喷出体B31的上端面通过螺栓连接、纵向穿过导向竖槽54的定位块30与定位环槽49限位配合、第一气路35的外端和第二气路37的里端对应贯通连接、第一液路73的下端与第二液路29的上端对应贯通连接；所述圆形卡盘25滑动穿入横向滑槽68中，且第三气路的上端与第二液路29的下端贯通连接；两个底座封板74彼此相对置地封堵在横向滑槽68的两端，并通过螺栓与底座34固定连接；连接凸块B36通过螺纹配合连接在循环水浴15的底部，以将新型发泡器20竖直地支设在循环水浴15的内部。

在安装时，安装时定位块30分别对准导向竖槽54，定位块30顺着导向竖槽54进入定位环槽49中从而使喷出体A27沿喷出体B31中轴线方向配合坐设在承载凹槽32，再旋转喷出体A27使定位块30在定位环槽49中移动从而便于喷出体A27与喷出体B31连接固定在一起。

为了保证喷出体A27和喷出体B31之间良好的密封性能，大径端28的下端面和喷出体 B31的上端面之间、连接凸块A12与连接凹槽33之间均设置有密封垫圈；由于密封垫圈有一定的厚度，在紧固后可以提供预紧力保证气体或液体不会泄漏到喷出体A与喷出体B之间的连接部位。

所述气路通道24由相连通的第一气路35和第二气路37形成，所述液路通道23由依次相连通的第一液路73、第二液路29和第三液路形成。

新型发泡器20由分体的多个部件组成，方便了组装和维护，如果出现堵塞等故障可以快速拆卸并针对性更换某一部件，不需要整体更换、节约了成本；还能方便对各个部件的清洗；且各个部件可单独加工，降低了整体制造的难度，该新型发泡器20克服了传统发泡器难清理等缺点。

所述螺杆泵70包括伺服电动缸56，所述伺服电动缸56的输出端通过连接轴57和万向节58与螺杆轴59的一端连接，所述螺杆轴59可转动地设置在衬套60中。螺杆泵70工作时，螺杆59一方面绕本身的轴线旋转，另一方面它又沿衬套60内表面滚动，于是形成泵的密封腔室。螺杆59每转一周，衬套60密封腔内的液体向前推进一个螺距，随着螺杆59的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。螺杆泵70将混合浆体材料恒流输出，通过伺服电动缸56控制转速并用电磁液体流量计B71测量出口流量进行流速标定，电磁液体流量计B71同时将流量反馈给控制台。

如图9所示，本实用新型还提供了一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤一：利用电厂烟气管道77捕捉电厂69排出的烟气，并依次通过烟气脱硫压缩车间 45中的烟气脱硫设备46和烟气压缩液化设备47对烟气进行脱硫和压缩处理，形成烟气液体；

将矿井井底水仓抽到地面上的高盐矿井水输送到高盐矿井水处理车间96内处理形成处理后的高盐矿井水，并输送到粉煤灰基混合浆体制备车间81中；利用运输车辆将电厂69产生的粉煤灰运输到粉煤灰基混合浆体制备车间81中；将水泥、处理后的高盐矿井水和粉煤灰放入到混合浆体搅拌器55中进行均匀搅拌制成混合浆体；

步骤二：利用烟气液路管道75依次通过副井房78、副井79、井底车场85、运输石门86、运输大巷87、采区下部车场88、轨道上山89和运输顺槽90输入到烟道气气化硐室48中的烟气气化设备53中；

利用粉煤灰基混合浆体管路84将混合浆体依次通过副井房78、副井79、井底车场85、运输石门86、运输大巷87、采区下部车场88、轨道上山89和运输顺槽90输入到蓄浆池83中；

步骤三：利用烟气气化设备53对烟气液体进行气化，并通过烟气气路管路91将气化后的烟气气体减压至设定压力并输出；

步骤四：设定循环水浴15的温度，并对新型发泡器20和盘管16进行预热；

将发泡剂和处理后的高盐矿井水在发泡剂混合溶液储存桶10进行充分混匀形成发泡剂混合溶液，再通过水液互驱单元恒流将发泡剂混合溶液通过盘管16输送到新型发泡器20的液路通道23中；同时，利用输气支路A76将烟气气路管路91输出的一部分烟气气体通过输气支路C93供给新型发泡器20的气路通道24中制备泡沫；

步骤五：将新型发泡器20喷出孔42输出的泡沫材料通过保温管路52输送到三废机发泡材料制备硐室80中的三废基发泡材料混合器61中；

利用抽浆泵82将蓄浆池83中的混合浆体输入到螺杆泵70中，再利用螺杆泵70将混合浆体输送到三废基发泡材料混合器61中；

通过三废基发泡材料混合器61将泡沫材料和混合浆体进行充分混匀制成三废基发泡材料；

步骤六：对采空区94中的自接顶区98进行预处理，使其表面处于平整状态；根据自接顶区98顶板破碎岩体与底板之间的高度距离、两巷帮之间的距离、沿推进方向需要填充的长度距离以及巷道断面的轮廓状态缝制尺寸适合的采空区堵漏风充填袋97；通过三废基发泡材料输送管道95在采空区堵漏风充填袋97的下部空间中注入三废基发泡材料，然后在自接顶区98内搭设用于支撑采空区堵漏风充填袋97的支架，再通过三废基发泡材料输送管道95在采空区堵漏风充填袋97的上部空间中注入三废基发泡材料，然后完全封闭采空区堵漏风充填袋97以使发泡材料自发泡膨胀并与自接顶区98的顶板接触；待采空区堵漏风充填袋97充分发泡后完成对采空区94两巷帮之间的封堵，待三废基发泡材料完全凝固后去除支架；

步骤七：通过三废基发泡材料混合器61在采空区94继续注入三废基发泡材料；打开输气支路B92出气端的控制阀，在采空区94注入烟气气体，对固定废弃物和气体废弃物进行封存，并覆盖采空区遗煤。

Claims (8)

1.一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，包括煤电一体化三废基发泡材料生成装置，其特征在于，还包括发泡剂混合溶液供应装置、泡沫发生及观测装置、烟气供应装置和控制台；

所述发泡剂混合溶液供应装置设置在井下的泡沫制备硐室(44)中，其包括水液互驱单元、恒流恒压泵(2)和发泡剂溶液混合单元；所述水液互驱单元包括第一双向活塞缸(6)、第二双向活塞缸(7)和多个转换阀；第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)的结构相同，其缸筒内部设置有与缸筒滑动密封配合的活塞，活塞将缸筒的内腔分隔为相互独立的两个无杆腔，两个无杆腔分别通过设置在缸筒的两端的工作口A和工作口B与外部连通，第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)上分别设置有用于检测各自活塞位置的第一位移传感器(3)和第二位移传感器(5)；多个转换阀分别为第一转换阀(V1)、第二转换阀(V2)、第三转换阀(V3)、第四转换阀(V4)、第五转换阀(V5)、第六转换阀(V6)、第七转换阀(V7)和第八转换阀(V8)，所述转换阀具有通过控制连通或截断配合的工作口C和工作口D，第四转换阀(V4)和第一转换阀(V1)的工作口C相互连通后作为水液互驱单元的入水口，第四转换阀(V4)和第一转换阀(V1)的工作口D分别与第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)的工作口A连接，第五转换阀(V5)和第八转换阀(V8)的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的出口，并通过单向阀(13)和电磁液体流量计A(14)一端连接；第五转换阀(V5)和第八转换阀(V8)的工作口C分别与第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)的工作口B连接，第二转换阀(V2)和第三转换阀(V3)的工作口C均与外部空气连通，第二转换阀(V2)和第三转换阀(V3)的工作口D分别与第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)的工作口A连接，第六转换阀(V6)和第七转换阀(V7)的工作口C分别与第一双向活塞缸(6)和第二双向活塞缸(7)的工作口B连接，第六转换阀(V6)和第七转换阀(V7)的工作口D相互连通后作为水液互驱单元的入液口；所述恒流恒压泵(2)的进液口通过管路与冷水容器(1)的底部连接，其出液口与水液互驱单元的入水口连接；所述发泡剂溶液混合单元包括补液泵(9)、发泡剂混合溶液储存桶(10)和安全阀(8)，所述补液泵(9)的进液口通过管路与发泡剂混合溶液储存桶(10)的底部连接，其出液口通过安全阀(8)与水液互驱单元的入液口连接；

所述泡沫发生及观测装置设置在井下的泡沫制备硐室(44)中，其包括循环水浴(15)、新型发泡器(20)和高速摄像机(21)；盘管(16)设置在循环水浴(15)内部的一侧，盘管(16)的一端与电磁液体流量计A(14)的另一端连接；所述新型发泡器(20)设置在循环水浴(15)内部，新型发泡器(20)的顶部设有气液混合室(40)及连通气液混合室(40)与外部的喷出孔(42)，并于气液混合室(40)的一侧设置有透明的竖向观测平面(4)；新型发泡器(20)在气液混合室(40)以下的部分设置有位于其轴心处的液路通道(23)和环绕液路通道(23)分布的多个气路通道(24)，液路通道(23)上端与气液混合室(40)连通，其下端与盘管(16)的另一端连接；气路通道(24)里端与液路通道(23)连通，其外端与固定连接在新型发泡器(20)外侧的气动接头(38)的出气端连接；喷出孔(42)与保温管路(52)的进料端连接；所述高速摄像机(21)支设在新型发泡器(20)的外侧，且镜头对准竖向观测平面(4)；

所述烟气供应装置包括设置在地面上的烟气脱硫压缩车间(45)中的烟气脱硫设备(46)和烟气压缩液化设备(47)及设置在井下的烟道气气化硐室(48)中的烟气气化设备(53)；烟气脱硫设备(46)的进气端与电厂(69)中的电厂烟气管道(77)连接，其出气端与烟气压缩液化设备(47)的进气端连接，烟气压缩液化设备(47)的出液端与烟气液路管道(75)的进液端连接，烟气液路管道(75)的出液端依次通过副井房(78)、副井(79)、井底车场(85)、运输石门(86)、运输大巷(87)、采区下部车场(88)、轨道上山(89)和运输顺槽(90)并穿入烟道气气化硐室(48)中与烟气气化设备(53)的进气端连接，烟气气化设备(53)的出气端与烟气气路管路(91)的进气端连接，烟气气路管路(91)上依次串接有电磁减压阀(50)、逆止阀(107)和涡旋式气体流量计(51)，烟气气路管路(91)的出气端连接有输气支路A(76)和输气支路B(92)，输气支路A(76)穿入三废机发泡材料制备硐室(80)中并通过与其连接的各个输气支路C(93)分别与新型发泡器(20)上的各个气动接头(38)的进气端连接；输气支路B(92)通过地埋的方式延伸到采空区(94)，并通过控制阀进行封闭；

所述煤电一体化三废基发泡材料生成装置包括设置在井下的三废机发泡材料制备硐室(80)中的螺杆泵(70)和三废基发泡材料混合器(61)、设置在地面上的粉煤灰基混合浆体制备车间(81)中的混合浆体搅拌器(55)和设置在井下的抽浆泵(82)和蓄浆池(83)；所述混合浆体搅拌器(55)的出料端与粉煤灰基混合浆体管路(84)的进料端连接，粉煤灰基混合浆体管路(84)的出料端依次穿过副井房(78)、副井(79)、井底车场(85)、运输石门(86)、运输大巷(87)、采区下部车场(88)、轨道上山(89)和运输顺槽(90)伸入蓄浆池(83)中；抽浆泵(82)的进液端通过管路与蓄浆池(83)的底部连接，其出液端通过一个输出管路与三废机发泡材料制备硐室(80)中的螺杆泵(70)的进料口连接，还通过另一个输出管路经快速开关电磁阀A(62)与称重器A(65)连接，称重器A(65)设置在井下的工作面(101)中；所述螺杆泵(70)的出料口通过电磁液体流量计B(71)与三废基发泡材料混合器(61)的一个进料口连接；三废基发泡材料混合器(61)的另一个进料口与穿入三废机发泡材料制备硐室(80)的保温管路(52)的出料端连接，三废基发泡材料混合器(61)的一个输出支路通过快速开关电磁阀B(72)与称重器B(63)连接，另一个输出支路依次通过电磁阀B(43)和振动式粘度计(64)与三废基发泡材料输送管道(95)的进料端连接，三废基发泡材料输送管道(95)的出料端延伸到采空区(94)；

所述控制台分别与恒流恒压泵(2)、电磁液体流量计A(14)、第一转换阀(V1)、第二转换阀(V2)、第三转换阀(V3)、第四转换阀(V4)、第五转换阀(V5)、第六转换阀(V6)、第七转换阀(V7)和第八转换阀(V8)、第一位移传感器(3)、第二位移传感器(5)、高速摄像机(21)、烟道气气化硐室(48)、泡沫制备硐室(44)、电厂(69)、电磁减压阀(50)、快速开关电磁阀A(62)、快速开关电磁阀B(72)和振动式粘度计(64)连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述恒流恒压泵(2)为柱塞式双缸泵，其输出参数为0～500ml/min恒流液体或0～150MPa恒压液体；所述高速摄像机(21)的型号为PhantomMiroLC系列。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述盘管(16)通过盘管支撑架(17)纵向支设在循环水浴(15)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述循环水浴(15)包括温度传感器(18)、加热棒(19)、温控器(22)和循环泵，所述温度传感器(18)和加热棒(19)设置在循环水浴(15)的内部，所述温度传感器(18)与设置在循环水浴(15)外部的温控器(22)连接，用于反馈循环水浴(15)的内部温度，所述温控器(22)与加热棒(19)连接，用于根据反馈的内部温度控制加热棒(19)的加热功率；所述循环泵的进液口通过管路与循环水浴(15)的底部贯通连接，其出液口通过管路与循环水浴(15)的上部贯通连接。

5.根据权利要求4所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述气液混合室(40)中还固定连接有倾斜设置的挡板(41)，所述挡板(41)位于液路通道(23)的正上方，挡板(41)靠近喷出孔(42)的一端低于远离喷出孔(42)的一端。

6.根据权利要求5所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述液路通道(23)上部的一段相间隔地设置有两个缩颈段(39)，两个缩颈段(39)分别位于气路通道(24)里端的上方和下方，缩颈段(39)向上向下均平滑过渡。

7.根据权利要求6所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述新型发泡器(20)由纵向依次分布的混合体(11)、喷出体A(27)、喷出体B(31)和底部支撑体组成；

所述气液混合室(40)设置在混合体(11)的内部，所述竖向观测平面(4)设置在混合体(11)上部的一侧，所述喷出孔(42)设置在混合体(11)的顶部一侧，且位于竖向观测平面(4)的上方；

所述喷出体A(27)为由位于上端的大径段(28)和位于大径段(28)以下的小径段(67)组成的阶梯结构，喷出体A(27)在其轴心处开设有轴向贯通的第一液路(73)，并在第一液路(73)的外侧开设有与第一液路(73)连通的若干个第一气路(35)，第一气路(35)具有位于里侧的倾斜段和位于外侧的水平段，且倾斜段外高里低倾斜地设置，若干个第一气路(35)的倾斜段与喷出体A(27)轴心线的夹角各不相同；小径段(67)上部的外侧设置有至少一个定位块(30)，小径段(67)下端的中心设置有带有外螺纹的连接凸块A(12)；

所述喷出体B(31)上部的轴心处开设有与喷出体A(27)的小径段(67)相适配的承载凹槽(32)，并于承载凹槽(32)的底部中心开设有带有内螺纹的连接凹槽(33)；喷出体B(31)在承载凹槽(32)上部的外侧开设有与定位块(30)相对应的定位环槽(49)，并在定位环槽(49)以上的部分设置有延伸到喷出体B(31)上端面的导向竖槽(54)，还在承载凹槽(32)上部外侧的径向上开设有与第一气路(35)相对应设置的若干个第二气路(37),第二气路(37)连通承载凹槽(32)与喷出体B(31)的外部；所述气动接头(38)固定连接在喷出体B(31)的外表面，且与对应的第二气路(37)的外端连通；喷出体B(31)下端中心通过圆柱形的延伸部(66)连接有圆形卡盘(25)；喷出体B(31)于连接凹槽(33)的底部中心开设有延伸到延伸部(66)下端面的第二液路(29)；

所述底部支撑体包括底座(34)和两个底座封板(74)，所述底座(34)的中部设置有供圆形卡盘(25)和延伸部(66)滑动穿过的呈倒转的T字形的横向滑槽(68)，底座(34)的下端中心设置有带有外螺纹的连接凸块B(36)，底座(34)在横向滑槽(68)的底部到连接凸块B(36)下端面之间的部分设置有第三液路；

所述大径段(28)的上端面与混合体(11)的下端面固定连接，且第一液路(73)的上端与气液混合室(40)贯通连接；所述小径段(67)插装于承载凹槽(32)中，且连接凸块A(12)与连接凹槽(33)通过螺纹配合连接、大径段(28)与喷出体B(31)的上端面通过螺栓连接、纵向穿过导向竖槽(54)的定位块(30)与定位环槽(49)限位配合、第一气路(35)的外端和第二气路(37)的里端对应贯通连接、第一液路(73)的下端与第二液路(29)的上端对应贯通连接；所述圆形卡盘(25)滑动穿入横向滑槽(68)中，且第三气路的上端与第二液路(29)的下端贯通连接；两个底座封板(74)彼此相对置地封堵在横向滑槽(68)的两端，并通过螺栓与底座(34)固定连接；连接凸块B(36)通过螺纹配合连接在循环水浴(15)的底部；

所述气路通道(24)由相连通的第一气路(35)和第二气路(37)形成，所述液路通道(23)由依次相连通的第一液路(73)、第二液路(29)和第三液路形成。

8.根据权利要求7所述的一种煤电一体化三废基发泡材料的制备系统，其特征在于，所述螺杆泵(70)包括伺服电动缸(56)，所述伺服电动缸(56)的输出端通过连接轴(57)和万向节(58)与螺杆轴(59)的一端连接，所述螺杆轴(59)可转动地设置在衬套(60)中。

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