1.一种固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：包括矿井地热开采利用装置和采场空气处理与运输装置，所述矿井地热开采利用装置包括进行各分层充填时形成的多层采热充填体(23)，垂直铺设在采热充填体(23)内的U型换热盘管(24)和设置在地面上的分集水系统，以及用于连接所述分集水系统与U型换热盘管(24)的供回水系统；所述分集水系统包括分水器(25)和集水器(2)，所述分水器(25)上连接有多条分水支路(5)，每条分水支路(5)上均设置有分水器蝶阀(4-2)和循环水泵(31)，所述集水器(2)上连接有多条集水支路(3)，每条集水支路(3)上均设置有集水器蝶阀(4-1)和集水器温度传感器(36)；所述供回水系统包括设置在天井和竖井内的多条换热盘管供水管(33)和多条换热盘管回水管(35)，所述换热盘管供水管(33)与分水支路(5)连接，所述换热盘管回水管(35)与集水支路(3)连接；
所述采场层空气处理与运输装置包括地面冷水处理装置、空气处理机组(17)和用于为矿井回采空间(20)内送入新鲜空气的送风管(18)；所述地面冷水处理装置包括冷水机组(13)、冷却塔(9)、冷却塔水箱(10)和用于为空气处理机组(17)换热提供所需冷水的冷水蓄水箱(6)，所述冷水机组(13)的冷却水进水口通过第一低温冷却水输送管(11-1)和设置在第一低温冷却水输送管(11-1)上的低温冷却水管流体输送动力泵(12-1)与冷却塔水箱(10)的出水口连接，所述冷水机组(13)的冷却水出水口通过高温冷却水输送管(8)与冷却塔(9)的进水口连接，所述冷却塔水箱(10)的进水口通过第二低温冷却水输送管(11-2)与冷却塔(9)的出水口连接；所述冷水蓄水箱(6)的侧面进水口通过冷水输送管(7)与冷水机组(13)的冷冻水出水口连接，所述冷水蓄水箱(6)的侧面出水口通过冷冻水回水管(14)和设置在冷冻水回水管(14)上的冷冻水回水管流体输送动力泵(12-2)与冷水机组(13)的冷冻水进水口连接；所述空气处理机组(17)包括从进风口到出风口的方向依次设置的一级空气过滤器(17-1)、二级空气过滤器(17-2)、表冷器(17-3)和送风机(17-4)，所述表冷器(17-
3)的进水口通过低温冷冻水管(15)与冷水蓄水箱(6)的下出水口连接，所述表冷器(17-3)的出水口通过高温冷冻水管(16)和设置在高温冷冻水管(16)上的高温冷冻水管流体输送动力泵(12-3)与冷水蓄水箱(6)的下进水口连接，所述送风管(18)的一端与空气处理机组(17)的出风口连接，所述送风管(18)的另一端通过天井、竖井通入井下并伸入各个矿井回采空间(20)内。
2.按照权利要求1所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：还包括数据测量监控装置，所述数据测量监控装置包括监控立杆(21)、测量仪组、数据采集器(26)和计算机(1)，所述监控立杆(21)的数量为多根且均匀布设在矿井回采空间(20)内，所述测量仪组包括用于测量矿井回采空间(20)内空气干球温度和相对湿度的的温湿度测量仪(22-1)、用于测量矿井回采空间(20)内热辐射强度的黑球温度计(22-2)、用于测量矿井回采空间(20)内空气流速的风速测量仪(22-3)和用于测量回采空间(20)内有害物浓度的有害物浓度测量仪(22-4)，每根监控立杆(21)上均布设有温湿度测量仪(22-1)、黑球温度计(22-2)、风速测量仪(22-3)和有害物浓度测量仪(22-4)，所述温湿度测量仪(22-1)的输出端、黑球温度计(22-2)的输出端、风速测量仪(22-3)的输出端和有害物浓度测量仪(22-
4)的输出端均与数据采集器(26)的输入端连接，所述数据采集器(26)与计算机(1)相接。
3.按照权利要求2所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：还包括换热盘管出口温度优化系统，所述换热盘管出口温度优化系统包括与计算机(1)相接的控制器(28)，设置在底层的采热充填体(23)内且用于对底层的采热充填体(23)的温度进行实时检测的底层胶结充填体温度传感器(27)，设置在各层U型换热盘管(24)入口处且用于对U型换热盘管(24)入口处流体的温度进行实时检测的U型换热盘管入口温度传感器(30)和用于对U型换热盘管(24)内的流量进行调节的电磁流量调节阀(40)，以及设置在各层U型换热盘管(24)出口处的且用于对U型换热盘管(24)出口处流体的温度进行实时检测的U型换热盘管出口温度传感器(39)和用于对U型换热盘管(24)内的温度进行调节的电磁温度调节阀(42)；每层所述U型换热盘管(24)的入口均通过供水管三通阀(37-2)与换热盘管供水管(33)连接，每层所述U型换热盘管(24)的出口均通过回水管三通阀(37-1)与换热盘管回水管(35)连接；位于底层的U型换热盘管(24)的入口处设置有供水管截止阀(38-1)，位于底层的U型换热盘管(24)的出口处设置有回水管截止阀(38-2)；所述集水器温度传感器(36)、底层胶结充填体温度传感器(27)、U型换热盘管入口温度传感器(30)和U型换热盘管出口温度传感器(39)均与控制器(28)的输入端连接，所述分水器蝶阀(4-2)、集水器蝶阀(4-1)、循环水泵(31)、电磁流量调节阀(40)、电磁温度调节阀(42)、供水管三通阀(37-2)、回水管三通阀(37-1)、供水管截止阀(38-1)和回水管截止阀(38-2)均与控制器(28)的输出端连接。
4.按照权利要求3所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：每条分水支路(5)上均设置有流量传感器(32)和压力表(34)，所述流量传感器(32)和压力表(34)的输出端均与控制器(28)的输入端连接。
5.按照权利要求3所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：垂直铺设在采热充填体(23)内的U型换热盘管(24)在竖直方向上呈蛇形布设。
6.按照权利要求1、2或3所述的固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置，其特征在于：所述采热充填体(23)包括分层交替设置的蓄热充填材料(23-1)，以及设置在顶部的硬化顶(23-3)和设置在蓄热充填材料(23-1)中的溜井(23-2)。
7.一种采用如权利要求2所述装置进行固流耦合协同降温的矿井地热开采利用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在地面上设置数据采集器(26)和与数据采集器(26)相接的计算机(1)，并进行采场空气处理与运输装置的施工；
步骤二、根据充填开采工艺进行矿块的采准、切割，形成天井、竖井和矿井回采空间(20)；
步骤三、将步骤一中施工的送风管(18)布置到矿井回采空间(20)内；
步骤四、在矿井回采空间(20)内均匀布设多根监控立杆(21)，在每根监控立杆(21)上均布设用于测量矿井回采空间(20)内空气干球温度和相对湿度的的温湿度测量仪(22-1)、用于测量矿井回采空间(20)内热辐射强度的黑球温度计(22-2)、用于测量矿井回采空间(20)内空气流速的风速测量仪(22-3)和用于测量回采空间(20)内有害物浓度的有害物浓度测量仪(22-4)，并将温湿度测量仪(22-1)、热辐射强度的黑球温度计(22-2)、风速测量仪(22-3)和有害物浓度测量仪(22-4)的输出端通过数据线与数据采集器(26)的输入端连接；
步骤五、分层进行回采和充填，形成多层采热充填体(23)，且在进行各层充填时，输入蓄热充填材料(23-1)进行充填的过程中，充填至需要设置U型换热盘管(24)的高度后，在蓄热充填材料(23-1)上铺设作业平板，铺设U型换热盘管(24)，U型换热盘管(24)铺设完成后撤掉作业平板，并将U型换热盘管(24)的入口与换热盘管供水管(33)连接，将U型换热盘管(24)的出口与换热盘管回水管(35)连接；
步骤六、打开分水器蝶阀(4-2)、循环水泵(31)和集水器蝶阀(4-1)，分水器(25)向U型换热盘管(24)内通入流体，与采热充填体(23)进行热交换，热交换后的流体流入集水器(2)中。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置还包括换热盘管出口温度优化系统，所述换热盘管出口温度优化系统包括与计算机(1)相接的控制器(28)，设置在底层的采热充填体(23)内且用于对底层的采热充填体(23)的温度进行实时检测的底层胶结充填体温度传感器(27)，设置在各层U型换热盘管(24)入口处且用于对U型换热盘管(24)入口处流体的温度进行实时检测的U型换热盘管入口温度传感器(30)和用于对U型换热盘管(24)内的流量进行调节的电磁流量调节阀(40)，以及设置在各层U型换热盘管(24)出口处的且用于对U型换热盘管(24)出口处流体的温度进行实时检测的U型换热盘管出口温度传感器(39)和用于对U型换热盘管(24)内的温度进行调节的电磁温度调节阀(42)；每层所述U型换热盘管(24)的入口均通过供水管三通阀(37-2)与换热盘管供水管(33)连接，每层所述U型换热盘管(24)的出口均通过回水管三通阀(37-1)与换热盘管回水管(35)连接；位于底层的U型换热盘管(24)的入口处设置有供水管截止阀(38-1)，位于底层的U型换热盘管(24)的出口处设置有回水管截止阀(38-2)；所述集水器温度传感器(36)、底层胶结充填体温度传感器(27)、U型换热盘管入口温度传感器(30)和U型换热盘管出口温度传感器(39)均与控制器(28)的输入端连接，所述分水器蝶阀(4-2)、集水器蝶阀(4-1)、循环水泵(31)、电磁流量调节阀(40)、电磁温度调节阀(42)、供水管三通阀(37-2)、回水管三通阀(37-1)、供水管截止阀(38-1)和回水管截止阀(38-2)均与控制器(28)的输出端连接；
步骤六中所述打开分水器蝶阀(4-2)、循环水泵(31)和集水器蝶阀(4-1)，分水器(25)向U型换热盘管(24)内通入流体，与采热充填体(23)进行热交换，热交换后的流体流入集水器(2)中的具体方法为：
步骤601、计算底层U型换热盘管(24)的效能，具体过程为：
步骤6011、控制器(28)控制分水器蝶阀(4-2)、集水器蝶阀(4-1)和循环水泵(31)打开，控制底层的供水管截止阀(38-1)、回水管截止阀(38-2)、电磁温度调节阀(42)和电磁流量调节阀(40)打开，并控制回水管三通阀(37-1)的支路侧和主路侧打开，控制底层向上各层的供水管三通阀(37-2)的主路侧和回水管三通阀(37-1)的主路侧打开，控制底层向上各层的供水管三通阀(37-2)的支路侧和回水管三通阀(37-1)的支路侧关闭，通过地埋管分水器(25)和分水支路(5)向换热盘管供水管(33)通入低温水，低温水只流入底层的U型换热盘管(24)内，与不断吸收深井围岩(19)热量的采热充填体(23)进行换热；
步骤6012、定义底层的U型换热盘管(24)为第0层，底层的U型换热盘管入口温度传感器(30)对流体在底层的U型换热盘管(24)入口处的温度tin-0进行实时检测，并将检测到的信号实时传输给控制器(28)，底层的U型换热盘管出口温度传感器(39)对流体在底层的U型换热盘管(24)出口处的温度tout-0进行实时检测，并将检测到的信号实时传输给控制器(28)，底层胶结充填体温度传感器(27)对底层的采热充填体(23)的温度tbackfill-0进行实时检测，并将检测到的信号实时传输给控制器(28)，控制器(28)根据公式 计算得到
底层U型换热盘管(24)的效能ε0；
步骤602、控制器(28)控制底层向上第k层的供水管三通阀(37-2)支路侧、回水管三通阀(37-1)支路侧、电磁温度调节阀(42)和电磁流量调节阀(40)打开，低温水进入底层向上第k层的U型换热盘管(24)内，与不断吸收深井围岩(19)热量的采热充填体(23)进行换热；
其中，k的取值为非0自然数；控制器(28)将底层的采热充填体(23)的温度定义为
(tbackfill)max，单位为℃，并根据公式tbackfill-k＝(tbackfill)max-0.04xk计算得到底层向上第k层的采热充填体(23)的温度tbackfill-k，并判断是否满足tbackfill-k步骤603、控制器(28)根据公式 计算温度误差e，并判断温度误差e是否
满足e≤5％，当温度误差e满足e≤5％时，再根据公式 计算得到第k层U型换
热盘管(24)的效能εk，并判断是否满足εk≤ε0，当满足e≤5％且满足εk≤ε0时，打开底层向上第k层回水管三通阀(37-1)支路侧，将第k层换热流体汇入换热盘管回水管(35)中，k的取值加1，返回步骤二，或结束；当满足e≤5％但不满足εk≤ε0时，则将第k层作为新的底层，返回步骤一并使流体汇入低能级换热盘管回水管(35)以供给低温热用户；当温度误差e不满足e≤5％时，执行步骤四；其中，tin-k为第k层的U型换热盘管入口温度传感器(30)检测到的流体在第k层的U型换热盘管(24)入口处的温度，tout-k为第k层的U型换热盘管出口温度传感器(39)检测到的U型换热盘管(24)出口处的温度；
步骤604、控制器(28)根据公式 计算得到底层向上第k层U型换热盘管
(24)出口理论温度t′out-k，根据公式 计算得到第k层U型换热盘管(24)的理
论效能ε′k，并判断是否满足ε′k≤ε0，当满足ε′k≤ε0时，控制器(28)控制第k层的电磁温度调节阀(42)关闭，并将t′out-k设定为底层向上第k层电磁温度调节阀(42)的开启值，计算底层向上第k层U型换热盘管(24)的换热量Qk和底层向上第k层U型换热盘管(24)内流体的标准质量流量mk，通过调节电磁流量调节阀(40)使U型换热盘管(24)流量为mk，将此层的温度提高到t′out-k，当第k层U型换热盘管(24)内流体温度达到第k层电磁温度调节阀(42)的开启值t′out-k时，控制器(28)控制第k层的电磁温度调节阀(42)开启，高温流体通过底层向上第k层回水管三通阀(37-1)支路侧，汇入换热盘管回水管(35)中，返回步骤二，或结束；当不满足ε′k≤ε0时，将此层作为新的底层，返回步骤一并使流体汇入低能级换热盘管回水管(35)以供给低温热用户；
步骤605、当所有层数U型换热盘管(24)出口的热流体均汇入换热盘管回水管(35)后，集水器温度传感器(36)对进入地埋管集水器(2)内的流体温度进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(28)，控制器(28)将进入地埋管集水器(2)内的流体温度于预先设定的热用户所需水温进行比较，当低于热用户所需水温时，减小温度误差e的阈值，重复进行步骤一至步骤四，直到满足用户需求。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤604中所述计算底层向上第k层U型换热盘管(24)换热量Qk和底层向上第k层U型换热盘管(24)内流体标准质量流量mk采用的计算公式为：
其中，ck为底层向上第k层U型换热盘管(24)内流体的比热容，lk为底层向上第k层U型换热盘管(24)的长度，tf-k为底层向上第k层U型换热盘管(24)内流体的平均温度，Fo为傅里叶数且Fo＝ατ/r2，α为热扩散率，τ为特征时间，r为热传导发生处的特征长度，λ为采热充填体(24)的导热系数，R为采热充填体(23)的热阻。
10.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：每条分水支路(5)上均设置有流量传感器(32)和压力表(34)，所述流量传感器(32)和压力表(34)的输出端均与控制器(28)的输入端连接；步骤一至步骤五执行的过程中，所述流量传感器(32)对分水支路(5)中的供水流量进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(28)，压力表(34)对分水支路(5)中的供水压力进行实时检测并将检测到的信号输出给控制器(28)，控制器(28)将供水流量与预先设定的供水流量下限值进行比较，并将供水压力与预先设定的供水压力上限值进行比较，当供水流量小于供水流量下限值且供水压力大于供水压力上限值时，判断为供回水系统发生了阻塞，控制器(28)控制循环水泵(31)停止工作。