基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置的制作方法

1.本发明涉及煤矿瓦斯净化技术领域，具体涉及基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置。


背景技术：

2.矿井瓦斯是指井下以甲烷为主的有毒、有害气体的总称，瓦斯本身无毒性，但不能供人呼吸，当矿内空气中瓦斯浓度超过50％时，会致人窒息，并且瓦斯易燃易爆炸，在对应浓度下，遇高温明火且有氧气时会发生剧烈的爆炸，瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，为此次在井下作业时，瓦斯浓度关乎井下工作环境的重要因素，对此，可参考公开号cn115541449a中所公开的内容，或者具体参照dgc瓦斯解析仪的使用方式，其过程包括：抽出煤矿井道内部的瓦斯，对瓦斯进行净化处理或回收利用，且对煤矿井道内部进行通风处理，具体是以风机等结构将瓦斯抽出外井外环境中。
3.结合上述内容来说，在实际井下作业时，随着持续开采动作，瓦斯逐渐析出，导致井下环境中的瓦斯浓度呈上下浮动状态，若以单一的抽瓦斯方式，难以最大程度提高实地井下作业的安全系数，具体表现为：在抽出瓦斯的过程中，受到瓦斯浓度的影响，如：瓦斯浓度过高，风机启动功率恒定的状态下，难以在恒定时间中抽出瓦斯起到降低瓦斯浓度的目的；若瓦斯浓度过低，风机启动功率恒定的状态下，也会带出井道中的气体，继而依旧存在影响井下作业环境的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，用于解决当前井下瓦斯处理过程中，因为井下环境在的瓦斯实际浓度呈上下波动状态，采用常规检测手段和抽瓦斯的方式，难以满足实际井下安全工作要求。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，由多个吸气关节结构、多个离心风机、负压抽气泵和控制面板组成，多个所述吸气关节结构为首尾相连的连接方式，所述离心风机安装在每两个相邻位置的吸气关节结构的中间位置上，其中位于初始端位置上的吸气关节结构的一端位置上连接在负压抽气泵的输出端上，多个吸气关节结构设置在煤矿井道上侧位置上；
6.所述吸气关节结构由两个进气节管和一个中转节管组成，两个所述进气节管安装在中转节管的两侧位置上，且进气节管与中转节管之间相连通，所述中转节管中设置有两个弯管，且中转节管中的两个弯管分别呈向上弯曲和向下弯曲状，所述中转节管一侧设置有瓦斯浓度检测仪，所述瓦斯浓度检测仪的进气端位置上安装有存气管，所述中转节管的两个弯管的中心点位置分别安装有上活动套和下套管，所述上活动套内部开设有气腔，所述下套管下端呈开口位置上，所述中转节管中安装有限气结构，所述存气管一端与气腔内部连通。
7.进一步设置为：所述吸气关节结构中的其中一个进气节管内壁下侧位置上开设有
多个吸气口。
8.进一步设置为：所述中转节管内壁位置上安装有两个滤气弧板，两个所述滤气弧板沿限气结构呈对称设置，且滤气弧板的横截面呈人字形，所述滤气弧板的两侧不与中转节管内壁接触，且滤气弧板的一端呈尖端，所述滤气弧板的另一端设置有两个弧形扇片。
9.进一步设置为：两个所述滤气弧板沿靠近吸气口的方向倾斜九十度，且滤气弧板的尖端位置指向吸气口的方向。
10.进一步设置为：所述限气结构包括电动推杆、中心传动杆、上压片和下堵块，所述电动推杆设置在中转节管的上端位置，所述中心传动杆沿竖直方向设置，且中心传动杆在上活动套和下套管中为滑动连接，所述上压片和下堵块安装在中心传动杆上，所述中心传动杆一端安装在电动推杆的输出端上。
11.进一步设置为：所述中转节管上安装有保护罩，所述电动推杆安装在保护罩内部，所述上压片和下堵块沿从上到下的方向依次设置，且上压片的上曲面与中转节管的内曲面相匹配，所述下堵块下曲面与中转节管的内曲面相匹配，且下堵块对应在下套管的位置上，所述上压片对应在上活动套的位置上。
12.进一步设置为：所述下套管内直径等于中心传动杆的外直径，且下套管的内壁位置上开设有多个滤水槽。
13.进一步设置为：所述净化装置在运行过程中，通过控制面板建立分级控制系统，所述分级控制系统由数据收集模块、分级计算分析模块和总成控制模块，所述数据收集模块用于记录离心风机的输出功率、负压抽气泵的输出功率，且数据收集模块还用于收集瓦斯浓度检测仪的显示数值；所述分级计算分析模块用于接收数据收集模块中的所收集的数据，并对每一个吸气关节结构中进行独立分析计算动作，通过独立分析计算得到吸气比系数；所述总成控制模块用于接收分级计算分析模块中得到吸气比系数，对负压抽气泵和多个离心风机进行总成控制动作。
14.在运行基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置时，包含有如下步骤：
15.步骤一：根据煤矿井道长度布设多个吸气关节结构，设置吸气关节结构的段号为i，i取自然正整数，i＝1、2、3、
…
i-1，并将吸气关节结构进行首尾相连接，每段吸气管结构之间设置离心风机，且将第一段吸气关节结构中的其中一个进气节管连接在负压抽气泵上，负压抽气泵和控制面板设置在煤矿井道外部；
16.步骤二：在启动离心风机执行吸气动作时，以电动推杆带动上压片和下堵块下移，以下堵块堵住下套管，上压片未堵住气腔，煤矿井道中的瓦斯沿着吸气口进入到吸气关节结构中，且一部分的瓦斯沿着气腔进入到存气管，吸气动作时间为t1，吸气动作的启动周期为z，周期z的间隔时间为t2，t1和t2的单位为min，
17.步骤三：在吸气动作时间结束后，上压片上移堵住气腔，下堵块脱离下套管，以瓦斯浓度检测仪检测存气管中的瓦斯浓度，得到瓦斯浓度c，检测时间为t，建立瓦斯浓度c与离心风机输出功率的换算公式：p＝c*k，其中p为离心风机的输出功率，k为换算公式的换算因子；
18.步骤四：以步骤三中计算得到的p控制每个吸气关节结构中的离心风机启动，在每段吸气关节结构执行吸气动作时，以三段相邻位置上的吸气关节结构作为独立级，在每个独立级中建立吸气比系数的计算公式：g＝|p
i-1-pi|/|p
i+1-pi|，其中g为吸气比系数，以g建
立负压抽气泵实际输出功率q的计算公式：q＝qn(1+g*i/3)，其中i/3的计算结果取自然正整数，qn为负压抽气泵的初始输出功率；
19.步骤五：结合步骤一～步骤五，通过计算得到的q启动负压抽气泵将煤矿井道内部的瓦斯抽出到外部环境中，对瓦斯进行集中净化处理。
20.本发明具备下述有益效果：
21.1、本发明针对煤矿井道的通风净化过程中，主要是以煤矿外部环境中的负压抽气泵抽出瓦斯，并且需要配合多个吸气关节结构，以多个吸气关节结构相连接以达到铺满煤矿井道的作业，使整体抽瓦斯过程可以作用于整体煤矿井道，具体是以每个吸气关节结构之间的离心风机抽出煤矿井道中对应空间位置中的瓦斯，根据该位置中的瓦斯浓度来限制对应位置上的离心风机的输出功率，保证瓦斯可以充分被吸入到进气节管中；
22.2、在吸入瓦斯的过程中，增设限气结构，具体表现为上压片和下堵块，在每次执行吸气动作时，其中的上压片可以堵住气腔或脱离气腔、下堵块可以堵住下套管或脱离下套管，在脱离气腔的前提下，可以使一部分的瓦斯进入到存气管中，便于瓦斯浓度检测仪对瓦斯进行瓦斯浓度检测，又因为煤矿井道内的气体含水量较高，在中转节管中增设两个滤气弧板，使气体中的水蒸气沿着滤气弧板9逐渐“冷凝”并集中在中转节管下侧的弯管内部，而在进行瓦斯浓度检测时，可以利用下堵块排出流槽的“冷凝”水；
23.3、在抽瓦斯动作中，首先以每三个相邻位置的吸气关节结构作为一个独立级，根据每个吸气关节结构中计算得到离心风机的输出功率，以三个输出功率计算得到每个独立级的吸气比系数，根据吸气比系数来反向控制外部环境中的负压抽气泵的输出功率，确保负压抽气泵的输出功率可以满足不同瓦斯浓度的抽气要求。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明提出的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置的结构示意图；
26.图2为本发明提出的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置中吸气关节结构的结构示意图；
27.图3为本发明提出的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置中图2的剖切图；
28.图4为本发明提出的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置中中转节管部件的剖视图；
29.图5为本发明提出的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置中中转节管部件的剖切拆分图。
30.图中：1、负压抽气泵；2、控制面板；3、离心风机；4、中转节管；5、进气节管；6、瓦斯浓度检测仪；7、保护罩；8、吸气口；9、滤气弧板；10、电动推杆；11、上压片；12、中心传动杆；13、下堵块；14、存气管；15、上活动套；16、气腔；17、滤水槽；18、下套管。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一
33.对煤矿井道内瓦斯的通风净化过程来说，主要依赖于风机等结构将井道内瓦斯抽出到外部环境中，对瓦斯进行集中处理，然后再反向向井道内部注入干净空气，达到提高井下作业安全性的目的，此处不多作介绍，但是需要说明的是：随着持续开采动作，瓦斯逐渐析出，导致井下环境中的瓦斯浓度呈上下浮动状态，以单一的抽瓦斯方式，难以最大程度提高实地井下作业的安全系数，为此提出了如下的技术方案：
34.参照图1～图5，本实施例中的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，由多个吸气关节结构、多个离心风机3、负压抽气泵1和控制面板2组成，多个吸气关节结构为首尾相连的连接方式，离心风机3安装在每两个相邻位置的吸气关节结构的中间位置上，其中位于初始端位置上的吸气关节结构的一端位置上连接在负压抽气泵1的输出端上，多个吸气关节结构设置在煤矿井道上侧位置上；
35.吸气关节结构由两个进气节管5和一个中转节管4组成，两个进气节管5安装在中转节管4的两侧位置上，且进气节管5与中转节管4之间相连通，中转节管4中设置有两个弯管，且中转节管4中的两个弯管分别呈向上弯曲和向下弯曲状，中转节管4一侧设置有瓦斯浓度检测仪6，瓦斯浓度检测仪6的进气端位置上安装有存气管14，中转节管4的两个弯管的中心点位置分别安装有上活动套15和下套管18，上活动套15内部开设有气腔16，下套管18下端呈开口位置上，中转节管4中安装有限气结构，存气管14一端与气腔16内部连通，吸气关节结构中的其中一个进气节管5内壁下侧位置上开设有多个吸气口8。
36.运行原理：如附图1和附图2所示，整体装置由多个吸气关节结构首尾相连形成的，具体是根据煤矿井道具体长度进行布设，从而使整体抽瓦斯过程可以作用到煤矿井道内部，对煤矿井道内部到的多个位置进行独立的抽瓦斯动作，抽瓦斯动作具体是以每个吸气关节结构上的离心风机3提供抽瓦斯的动力源；
37.每一个吸气关节结构对应在煤矿井道的一个独立位置中，在抽瓦斯时，还会将对该独立位置中的瓦斯进行瓦斯浓度检测，具体是通过瓦斯浓度检测仪6，对于瓦斯浓度检测仪6的型号在此处不做限制，需要说明的是：在每一个吸气关节结构执行抽瓦斯动作时，其本质是将掺杂瓦斯的空气抽入到吸气关节结构中，再由负压抽气泵1启动过程中产生到的强大吸力，将多段吸气关节结构中的空气抽入到外部环境中，可以根据具体要求，对掺杂瓦斯的空气进行净化处理，此处不做介绍。
38.实施例二
39.本实施例是配合实施例一中的抽瓦斯动作，增设如下两种技术方案：
40.中转节管4内壁位置上安装有两个滤气弧板9，两个滤气弧板9沿限气结构呈对称设置，且滤气弧板9的横截面呈人字形，滤气弧板9的两侧不与中转节管4内壁接触，且滤气弧板9的一端呈尖端，滤气弧板9的另一端设置有两个弧形扇片，两个滤气弧板9沿靠近吸气口8的方向倾斜九十度，且滤气弧板9的尖端位置指向吸气口8的方向，限气结构包括电动推
杆10、中心传动杆12、上压片11和下堵块13，电动推杆10设置在中转节管4的上端位置，中心传动杆12沿竖直方向设置，且中心传动杆12在上活动套15和下套管18中为滑动连接，上压片11和下堵块13安装在中心传动杆12上，中心传动杆12一端安装在电动推杆10的输出端上，中转节管4上安装有保护罩7，电动推杆10安装在保护罩7内部，上压片11和下堵块13沿从上到下的方向依次设置，且上压片11的上曲面与中转节管4的内曲面相匹配，下堵块13下曲面与中转节管4的内曲面相匹配，且下堵块13对应在下套管18的位置上，上压片11对应在上活动套15的位置上，下套管18内直径等于中心传动杆12的外直径，且下套管18的内壁位置上开设有多个滤水槽17。
41.技术方案：具体参照图3、图4和图5，并对实际煤矿井道环境来说，其内部粉尘非常大，所以需要进行喷洒水雾，达到降低粉尘的目的，继而导致煤矿井道内部环境含水量较高，而瓦斯密度低于空气，所以瓦斯主要集中在煤矿井道上侧，为此需要将整体吸气关节结构布设在煤矿井道上侧位置上；
42.那么首先含水量的问题，在每个中转接管4中增设两个滤气弧板9，如图4所示，空气沿着从左到右的方流动，空气首先经过滤气弧板9，那么空气中存在的水滴一方面会“集中”在滤气弧板9上，另一方面空气中的水雾逐渐“冷凝”集中在滤气弧板9上，并逐渐积存在中转接管4下侧的弯管中；
43.为此根据吸气动作设置两种方式：
44.第一：在执行抽瓦斯的动作时，下压片11远离上气腔16，而下堵块13堵住下套管18，其目的是瓦斯充分流动的前提下，可以使一部分的瓦斯进入存气管14中；
45.第二：在对存气罐14内部留存的气体进行瓦斯浓度检测时，需要下压片11堵住气腔16，而下堵块13脱离下套管18，保证瓦斯浓度检测动作处于相对“封闭”的工作环境，也可以排出抽瓦斯动作时产生的积水。
46.实施例三
47.本实施例结合实施例一和实施例二中的技术内容，优化出如下的分级控制系统：
48.净化装置在运行过程中，通过控制面板2建立分级控制系统，分级控制系统由数据收集模块、分级计算分析模块和总成控制模块，数据收集模块用于记录离心风机3的输出功率、负压抽气泵1的输出功率，且数据收集模块还用于收集瓦斯浓度检测仪6的显示数值；分级计算分析模块用于接收数据收集模块中的所收集的数据，并对每一个吸气关节结构中进行独立分析计算动作，通过独立分析计算得到吸气比系数；总成控制模块用于接收分级计算分析模块中得到吸气比系数，对负压抽气泵1和多个离心风机3进行总成控制动作。
49.在运行基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置时，包含有如下步骤：
50.步骤一：根据煤矿井道长度布设多个吸气关节结构，设置吸气关节结构的段号为i，i取自然正整数，i＝1、2、3、
…
i-1，并将吸气关节结构进行首尾相连接，每段吸气管结构之间设置离心风机3，且将第一段吸气关节结构中的其中一个进气节管5连接在负压抽气泵1上，负压抽气泵1和控制面板2设置在煤矿井道外部；
51.步骤二：在启动离心风机3执行吸气动作时，以电动推杆10带动上压片11和下堵块13下移，以下堵块13堵住下套管18，上压片11未堵住气腔16，煤矿井道中的瓦斯沿着吸气口8进入到吸气关节结构中，且一部分的瓦斯沿着气腔16进入到存气管14，吸气动作时间为t1，吸气动作的启动周期为z，周期z的间隔时间为t2，t1和t2的单位为min，
52.步骤三：在吸气动作时间结束后，上压片11上移堵住气腔16，下堵块13脱离下套管18，以瓦斯浓度检测仪6检测存气管14中的瓦斯浓度，得到瓦斯浓度c，检测时间为t2，建立瓦斯浓度c与离心风机3输出功率的换算公式：p＝c*k，其中p为离心风机3的输出功率，k为换算公式的换算因子；
53.步骤四：以步骤三中计算得到的p控制每个吸气关节结构中的离心风机3启动，在每段吸气关节结构执行吸气动作时，以三段相邻位置上的吸气关节结构作为独立级，在每个独立级中建立吸气比系数的计算公式：g＝|p
i-1-pi|/|p
i+1-pi|，其中g为吸气比系数，以g建立负压抽气泵1实际输出功率q的计算公式：q＝qn(1+g*i/3)，其中i/3的计算结果取自然正整数，qn为负压抽气泵1的初始输出功率；
54.步骤五：结合步骤一～步骤五，通过计算得到的q启动负压抽气泵1将煤矿井道内部的瓦斯抽出到外部环境中，对瓦斯进行集中净化处理。
55.运行优点：结合实施例一和实施例二中的内容，可以理解为：在对整体煤矿井道执行抽瓦斯动作时，具体是以独立位置中的离心风机3将局部位置中的空气抽入到吸气关节结构中，再由负压抽气泵1提供大功率，将全部吸气关节结构中的空气抽出，为此提出了如下的优化方案：
56.首先，需要根据对应位置中的瓦斯浓度判断离心风机3的输出功率，如在第z-1个周期中，分别检测到三个相邻位置上的瓦斯浓度，以三个相邻位置上的瓦斯浓度来计算得到三个位置上的离心风机3的输出功率，分别为：p
i-1
、pi、p
i+1
，那么在第z个周期中，三个位置上的离心风机3以该输出功率进行吸气，但是整体抽气过程中由多段吸气关节结构组成，在此状态下，负压抽气泵1需要提供动力来吸出每个吸气关节结构中的气体，为此需要结合三个位置上的离心风机6的输出功率计算得到g，再次以g为参照数据，重新定义负压抽气泵1的输出功率，在理论状态上，负压抽气泵1以初始输出功率qn启动，此状态下代表煤矿井道内部无瓦斯，所以离心风机3不需要启动，继而不需要输出大功率启动负压抽气1，但是该理论状态显然不存在，为此重点需要参照q＝qn(1+g*i/3)这一公式来作为负压抽气泵1启动过程中的主要参照。
57.综上所示：针对煤矿井下瓦斯通风净化过程中的抽瓦斯过程，首先采用多个吸气关节结构进行首尾相连，形成匹配煤矿井道的抽气管道，在每一段吸气关节结构中独立进行抽瓦斯动作，并且对每一段吸气关节结构中检测瓦斯浓度，在此基础上，以三段相邻位置上的吸气关节结构作为独立级，在每一个独立级中计算得到吸气比系数，根据吸气比系数来直接控制负压抽气泵的输出功率，使负压抽气泵将煤矿井道内部的瓦斯抽出到外部环境中进行净化处理，其目的是：满足于煤矿井道中不同位置中的瓦斯浓度变化，保证瓦斯充分被抽出。
58.以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合
适的方式结合。
60.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，由多个吸气关节结构、多个离心风机(3)、负压抽气泵(1)和控制面板(2)组成，多个所述吸气关节结构为首尾相连的连接方式，所述离心风机(3)安装在每两个相邻位置的吸气关节结构的中间位置上，其中位于初始端位置上的吸气关节结构的一端位置上连接在负压抽气泵(1)的输出端上，多个吸气关节结构设置在煤矿井道上侧位置上；所述吸气关节结构由两个进气节管(5)和一个中转节管(4)组成，两个所述进气节管(5)安装在中转节管(4)的两侧位置上，且进气节管(5)与中转节管(4)之间相连通，所述中转节管(4)中设置有两个弯管，且中转节管(4)中的两个弯管分别呈向上弯曲和向下弯曲状，所述中转节管(4)一侧设置有瓦斯浓度检测仪(6)，所述瓦斯浓度检测仪(6)的进气端位置上安装有存气管(14)，所述中转节管(4)的两个弯管的中心点位置分别安装有上活动套(15)和下套管(18)，所述上活动套(15)内部开设有气腔(16)，所述下套管(18)下端呈开口位置上，所述中转节管(4)中安装有限气结构，所述存气管(14)一端与气腔(16)内部连通。2.根据权利要求1所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述吸气关节结构中的其中一个进气节管(5)内壁下侧位置上开设有多个吸气口(8)。3.根据权利要求1所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述中转节管(4)内壁位置上安装有两个滤气弧板(9)，两个所述滤气弧板(9)沿限气结构呈对称设置，且滤气弧板(9)的横截面呈人字形，所述滤气弧板(9)的两侧不与中转节管(4)内壁接触，且滤气弧板(9)的一端呈尖端，所述滤气弧板(9)的另一端设置有两个弧形扇片。4.根据权利要求3所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，两个所述滤气弧板(9)沿靠近吸气口(8)的方向倾斜九十度，且滤气弧板(9)的尖端位置指向吸气口(8)的方向。5.根据权利要求1所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述限气结构包括电动推杆(10)、中心传动杆(12)、上压片(11)和下堵块(13)，所述电动推杆(10)设置在中转节管(4)的上端位置，所述中心传动杆(12)沿竖直方向设置，且中心传动杆(12)在上活动套(15)和下套管(18)中为滑动连接，所述上压片(11)和下堵块(13)安装在中心传动杆(12)上，所述中心传动杆(12)一端安装在电动推杆(10)的输出端上。6.根据权利要求5所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述中转节管(4)上安装有保护罩(7)，所述电动推杆(10)安装在保护罩(7)内部，所述上压片(11)和下堵块(13)沿从上到下的方向依次设置，且上压片(11)的上曲面与中转节管(4)的内曲面相匹配，所述下堵块(13)下曲面与中转节管(4)的内曲面相匹配，且下堵块(13)对应在下套管(18)的位置上，所述上压片(11)对应在上活动套(15)的位置上。7.根据权利要求6所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述下套管(18)内直径等于中心传动杆(12)的外直径，且下套管(18)的内壁位置上开设有多个滤水槽(17)。8.根据权利要求1所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，所述净化装置在运行过程中，通过控制面板(2)建立分级控制系统，所述分级控制系统由数据收集模块、分级计算分析模块和总成控制模块，所述数据收集模块用于记录离心风机(3)的输出功率、负压抽气泵(1)的输出功率，且数据收集模块还用于收集瓦斯浓度检测仪(6)的显示数值；所述分级计算分析模块用于接收数据收集模块中的所收集的数据，并对每一个
吸气关节结构中进行独立分析计算动作，通过独立分析计算得到吸气比系数；所述总成控制模块用于接收分级计算分析模块中得到吸气比系数，对负压抽气泵(1)和多个离心风机(3)进行总成控制动作。9.如权利要求1所述的基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，其特征在于，在运行基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置时，包含有如下步骤：步骤一：根据煤矿井道长度布设多个吸气关节结构，设置吸气关节结构的段号为i，i取自然正整数，i＝1、2、3、
…
i-1，并将吸气关节结构进行首尾相连接，每段吸气管结构之间设置离心风机(3)，且将第一段吸气关节结构中的其中一个进气节管(5)连接在负压抽气泵(1)上，负压抽气泵(1)和控制面板(2)设置在煤矿井道外部；步骤二：在启动离心风机(3)执行吸气动作时，以电动推杆(10)带动上压片(11)和下堵块(13)下移，以下堵块(13)堵住下套管(18)，上压片(11)未堵住气腔(16)，煤矿井道中的瓦斯沿着吸气口(8)进入到吸气关节结构中，且一部分的瓦斯沿着气腔(16)进入到存气管(14)，吸气动作时间为t1，吸气动作的启动周期为z，周期z的间隔时间为t2，t1和t2的单位为min，步骤三：在吸气动作时间结束后，上压片(11)上移堵住气腔(16)，下堵块(13)脱离下套管(18)，以瓦斯浓度检测仪(6)检测存气管(14)中的瓦斯浓度，得到瓦斯浓度c，检测时间为t2，建立瓦斯浓度c与离心风机(3)输出功率的换算公式：p＝c*k，其中p为离心风机(3)的输出功率，k为换算公式的换算因子；步骤四：以步骤三中计算得到的p控制每个吸气关节结构中的离心风机(3)启动，在每段吸气关节结构执行吸气动作时，以三段相邻位置上的吸气关节结构作为独立级，在每个独立级中建立吸气比系数的计算公式：g＝
pi-1-pi
/
pi+1-pi
，其中g为吸气比系数，以g建立负压抽气泵(1)实际输出功率q的计算公式：q＝qn(1+g*i/3)，其中i/3的计算结果取自然正整数，qn为负压抽气泵(1)的初始输出功率；步骤五：结合步骤一～步骤五，通过计算得到的q启动负压抽气泵(1)将煤矿井道内部的瓦斯抽出到外部环境中，对瓦斯进行集中净化处理。

技术总结
本发明公开了基于智能监测的煤矿井下瓦斯通风净化装置，涉及煤矿瓦斯净化技术领域，本发明主要针对煤矿井下瓦斯通风净化过程中的抽瓦斯过程，首先采用多个吸气关节结构进行首尾相连，形成匹配煤矿井道的抽气管道，在每一段吸气关节结构中独立进行抽瓦斯动作，并且对每一段吸气关节结构中检测瓦斯浓度，在此基础上，以三段相邻位置上的吸气关节结构作为独立级，在每一个独立级中计算得到吸气比系数，根据吸气比系数来直接控制负压抽气泵的输出功率，使负压抽气泵将煤矿井道内部的瓦斯抽出到外部环境中进行净化处理，其目的是：满足于煤矿井道中不同位置中的瓦斯浓度变化，保证瓦斯充分被抽出。斯充分被抽出。斯充分被抽出。


技术研发人员：龚梦秋 陈旭东 张全胜 李国强 段二丑 王中登 姚军峰
受保护的技术使用者：淮北工业建筑设计院有限责任公司
技术研发日：2023.05.04
技术公布日：2023/7/25