本技术属于瓦斯抽采，具体涉及一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统。
背景技术：
1、随着浅部煤炭资源的枯竭以及开采强度的加大，我国煤矿开采深度正在以8-12m/a的速度不断增加，随之而来的是，地应力不断增大，瓦斯压力不断升高，煤与瓦斯突出危险性日益严重。因此，保证瓦斯抽采工作安全、高效的进行是十分重要的。
2、经过多年发展，我国几乎所有高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井均按要求建立了瓦斯抽采系统。但是，由于部分矿井的抽采系统当初没有进行正规设计，或时间较长煤矿生产条件发生较大改变，使得抽采泵站能力与矿井抽采需求之间不匹配，存在泵站能力不足或过剩现象。另外，抽采管理不到位，对浓度低、抽采量小的钻孔或管路没有及时关闭，造成抽采能力资源的浪费；抽采管路调节不合理，负压和流量没有得到合理匹配，不能很好地满足各地点的抽采工况需求；采空区瓦斯抽采工况不合理，与工作面气压不匹配，负压和流量过大，造成采空区自然发火。瓦斯抽采系统调控不合理，严重影响瓦斯抽采效果，导致能耗高、效率低、效果差、不安全等问题。
3、综上所述，目前大多数矿井抽采系统，以恒定负压进行抽采无法动态调节，既造成资源的浪费又存在安全隐患。且目前现有的装备及技术还存在如下问题：在体积上较大，在巷道内布局不便；无法适用不同种管径的管路，需要大面积更换设备。
4、因此，亟需设计一种管径可调的矿井抽采系统，便于现有抽采系统的改造升级和安装新抽采系统，无需大面积更换设备。
技术实现思路
1、本实用新型的目的是：克服现有技术中存在的不足，提供一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，采用可调速瓦斯抽采泵进行负压动态调节，实现精准抽采；在结构上设计管径可调接口，适应场景广，现有的抽采系统可较快升级改造，新建立的系统安装方便，降低设备更换成本。
2、为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，包括连接在负压泵底座上的可调速瓦斯抽采泵，可调速瓦斯抽采泵与主抽采管路连接，主抽采管路上通过干管连通有多个用于井下抽采的支管，主抽采管路、干管和支管上分别设置有主管防爆型智能控制阀门、干管防爆型智能控制阀门和支管防爆型智能控制阀门；
3、所述主管防爆型智能控制阀门、干管防爆型智能控制阀门和支管防爆型智能控制阀门的阀门两端均设置有管径可调接口，管径可调接口由阀门端对接硬管、聚氨乙酯管和对接短管外侧硬管组成，阀门端对接硬管固定连接在防爆型智能控制阀门的阀门端口上，聚氨乙酯管为可膨胀管路并通过阀门端对接硬管上设置的充气孔充气膨胀，聚氨乙酯管和对接短管外侧硬管之间设置为可膨胀区域，聚氨乙酯管膨胀后其内环面与主抽采管路、干管、支管的外圆周面之间紧密贴合，对接短管外侧硬管活动套接在聚氨乙酯管与主抽采管路、干管、支管的外部。
4、位于所述可调速瓦斯抽采泵和主管防爆型智能控制阀门之间的主抽采管路上还依次设置有抽采泵减压阀、主管弯头和主管压力表仓，主管压力表仓上连接有压力表盘。
5、沿所述干管至抽采孔深处的支管上依次设置有井下抽采管路控制终端、无线数据传输传感器、支管防爆型智能控制阀门和智能抽采管路感知传感器；智能抽采管路感知传感器为集瓦斯流量、抽采负压、瓦斯浓度、环境温度及co检测为一体的传感器。
6、所述智能抽采管路感知传感器包括传感器上密封层、固定底层，以及设置在两者之间的固定层，传感器上密封层的两侧分别设置有内部连通的瓦斯抽入口和瓦斯输出口，固定层上分别设置有瓦斯浓度检测区、co检测区、抽采负压检测区、环境温度检测区、信号传输区、参数显示区和瓦斯流量控制区七个集成模块。
7、所述主管防爆型智能控制阀门、干管防爆型智能控制阀门和支管防爆型智能控制阀门均由智能阀阀体、智能阀球体、智能阀阀座、智能阀球杆、智能阀阀杆、智能阀微型控制电机、电机传动杆、微型控制器和固定螺栓连接组成；所述智能阀阀体的内侧为碳钢材料、外侧壳边充填砂粒材料，智能阀球体以阀体中心线为旋转轴旋转设置在阀体内，智能阀阀体、智能阀球体和智能阀阀座通过连接固定螺栓紧固密封，微型控制器与井下抽采管路控制终端通讯连接接收阀门开度控制量，智能阀微型控制电机与电机传动杆电动连接。
8、所述微型控制器通过控制电机旋转角来控制阀门开度控制量，微型控制器采用串级pid控制器，串级pid控制器包括内环角度pid控制器和外环角度pid控制器，外环角度pid控制器的输出作为内环角速度控制器的输入量，内环角速度控制器的输出连接所述智能阀微型控制电机，外环角度pid控制器采用单独比例控制，其期望由经验值给出，反馈值以传感器直接得出。
9、本实用新型的有益效果是：
10、1）本实用新型系统中采用可调速瓦斯抽采泵进行负压动态调节，实现精准抽采，解决目前采用固定负压值进行抽采，存在浪费资源和安全隐患的问题；在结构上设计管径可调接口，适应场景广，使得现有的抽采系统可较快升级改造，新建立的系统安装方便，降低设备更换成本，能够推动煤层瓦斯抽采智能化作业、提高瓦斯的抽采浓度，实现煤层瓦斯安全、高效抽采。
11、2）本实用新型系统中的智能抽采管路感知传感器采用多传感器集成结构，在以往固定负压抽采存在漏风导致存在煤自燃的安全隐患上增加co的检测进行提前预警，实现了多传感器集成化设计，缩小智能抽采装备体积，安装简单，减小空间占用。
12、3）本实用新型系统中防爆型智能控制阀门的内部是利用微机控制技术进行步进电机转动，再经过传动机构实现阀门各种开度的控制，开度控制精度可精确到每一度；该阀门两端设有管径可调接口，该接口实现10cm长度内缩外扩，可以直接应用到目前抽采系统上极大的节约成本，缩短智能抽采管网升级改造时间，另外部设计有矿用防爆外壳，可以起到安全防护的作用。
1.一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：包括连接在负压泵底座（9）上的可调速瓦斯抽采泵（1），可调速瓦斯抽采泵（1）与主抽采管路连接，主抽采管路上通过干管连通有多个用于井下抽采的支管，主抽采管路、干管和支管上分别设置有主管防爆型智能控制阀门（4）、干管防爆型智能控制阀门（5）和支管防爆型智能控制阀门（12）；
2.根据权利要求1所述的一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：位于所述可调速瓦斯抽采泵（1）和主管防爆型智能控制阀门（4）之间的主抽采管路上还依次设置有抽采泵减压阀（2）、主管弯头（10）和主管压力表仓（3），主管压力表仓（3）上连接有压力表盘（8）。
3.根据权利要求1所述的一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：沿所述干管至抽采孔深处的支管上依次设置有井下抽采管路控制终端（6）、无线数据传输传感器（11）、支管防爆型智能控制阀门（12）和智能抽采管路感知传感器（7）；智能抽采管路感知传感器（7）为集瓦斯流量、抽采负压、瓦斯浓度、环境温度及co检测为一体的传感器。
4.根据权利要求3所述的一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：所述智能抽采管路感知传感器（7）包括传感器上密封层（26）、固定底层（37），以及设置在两者之间的固定层（29），传感器上密封层（26）的两侧分别设置有内部连通的瓦斯抽入口（27）和瓦斯输出口（28），固定层（29）上分别设置有瓦斯浓度检测区（30）、co检测区（31）、抽采负压检测区（32）、环境温度检测区（33）、信号传输区（34）、参数显示区（35）和瓦斯流量控制区（36）七个集成模块。
5.根据权利要求1所述的一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：所述主管防爆型智能控制阀门（4）、干管防爆型智能控制阀门（5）和支管防爆型智能控制阀门（12）均由智能阀阀体（13）、智能阀球体（14）、智能阀阀座（15）、智能阀球杆（16）、智能阀阀杆（17）、智能阀微型控制电机（18）、电机传动杆（19）、微型控制器（20）和固定螺栓（21）连接组成；所述智能阀阀体（13）的内侧为碳钢材料、外侧壳边充填砂粒材料，智能阀球体（14）以阀体中心线为旋转轴旋转设置在阀体内，智能阀阀体（13）、智能阀球体（14）和智能阀阀座（15）通过连接固定螺栓（21）紧固密封，微型控制器（20）与井下抽采管路控制终端（6）通讯连接接收阀门开度控制量，智能阀微型控制电机（18）与电机传动杆（19）电动连接。
6.根据权利要求5所述的一种管径可调的煤层瓦斯抽采调控系统，其特征在于：所述微型控制器（20）通过控制电机旋转角来控制阀门开度控制量，微型控制器（20）采用串级pid控制器，串级pid控制器包括内环角度pid控制器和外环角度pid控制器，外环角度pid控制器的输出作为内环角速度控制器的输入量，内环角速度控制器的输出连接所述智能阀微型控制电机（18），外环角度pid控制器采用单独比例控制，其期望由经验值给出，反馈值以传感器直接得出。
