本技术涉及煤炭安全开采，尤其涉及一种矿井下空气智能监测与净化系统及方法。
背景技术：
1、目前，为了保证矿井下的安全生产，需要对井下空气质量进行监测，相关规程规定了井下工作区域空气中的各种气体含量和粉尘浓度。其中，井下主要监测的气体成分包括氧气(o2)、二氧化碳(co2)、甲烷(ch4)、氢气(h2)、二氧化硫(so2)、一氧化碳(co)、硫化氢(h2s)、氨(nh3)和氧化氮(no)等。粉尘监测主要涉及总粉尘、呼吸性粉尘和粉尘中游离sio2含量等参数。因此，实时全面掌握井下空气现状在矿井安全监控系统中显得十分重要。
2、相关技术中，在进行井下空气监测时，通常是配置甲烷检测仪、一氧化碳检测仪和煤矿粉尘浓度测量仪等各种检测装置。每种检测装置可以检测一种或两种气体，通过同时使用多种检测装置以满足井下气体检测的基本需求，
3、然而，在实际应用中，上述相关的气体监测方案，检测装置的功能较为单一，对多个单一设备的操作程序较为繁琐，占用的人力成本和设备硬件成本较高，同时控制多个不同设备，工作人员劳动强度大。并且，在进行综合数据分析时，由于不同设备时序难以同步，各类数据间的相关性差，导致检测结果与实际情况之间可能存在偏差。
技术实现思路
1、本技术的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
2、为此，本技术的第一个目的在于提出一种矿井下空气智能监测与净化系统。该系统集成井下空气的自动监测、净化和预警联动为一体，解决了井下空气指标测试单一和各类数据间的相关性差问题，通过同时钟主控保证各个指标传感器时序同步，提高了井下空气质量监测的准确性、全面性和智能性。
3、本技术的第二个目的在于提出一种矿井下空气智能监测与净化方法。
4、本技术的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
5、为达上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种矿井下空气智能监测与净化系统，该系统包括：探测装置、空气净化装置和无线通信装置，所述探测装置包括：主控模块和多类气体检测传感器，其中，
6、所述探测装置通过所述无线通信装置与所述空气净化装置建立通信连接；
7、所述主控模块，用于控制矿井下空气智能监测与净化系统中多个相关装置的工作状态，监测所述多个相关装置的工作参数，并对所述多类气体检测传感器采集的数据进行运算，判断是否执行空气净化或预警处理；
8、所述多类气体检测传感器，用于根据所述主控模块输出的共同时钟信号，以同步的时序对井下目标区域内的多种类型的气体和粉尘的指标进行监测；
9、所述空气净化装置与矿井下的通风系统相连，所述空气净化装置，用于与所述通风系统联动调节矿井下的风量，以通过通风排除有害气体；
10、所述无线通信装置，用于通过无线通信方式将所述探测装置输出的数据信息传输至地面控制中心。
11、另外，本技术实施例的矿井下空气智能监测与净化系统还具有如下附加的技术特征：
12、可选地，在一些实施例中，所述探测装置，还包括气体检测数据处理电路，所述气体检测数据处理电路，包括：放大器，所述放大器用于将所述多类气体检测传感器输入的电动势信号进行放大；低通滤波电路，所述低通滤波电路用于对放大后的信号进行滤波；模数转换器，所述模数转换器用于将低通滤波电路输出的滤波后的模拟信号，转换为数字信号，并将所述数字信号传输至所述主控模块。
13、可选地，在一些实施例中，所述探测装置，还包括：电动机和气体进出装置，其中，所述气体进出装置包括空气管道，所述多类气体检测传感器布置在所述空气管道中；所述电动机，用于将所述目标区域内的空气引入所述空气管道中。
14、可选地，在一些实施例中，所述探测装置，还包括供电模块，所述供电模块，包括：系统供电单元和电机供电单元，其中，所述系统供电单元包括：系统电池组、系统过流保护板、系统电源接口、系统电源监测电路、微控制接口电路和传感器电源电路；所述电机供电单元包括：电机电池组、电机过流保护板、电机电源接口、升压电路、电机供电监测电路、电机控制电路和电源隔离电路。
15、可选地，在一些实施例中，所述无线通信装置为wifi通信模块，所述wifi通信模块，用于实现所述探测装置、所述地面控制中心和所述空气净化装置之间的数据交互；所述矿井下空气智能监测与净化系统内的各个装置，基于rs485通信总线进行通信。
16、可选地，在一些实施例中，所述探测装置，还包括：存储模块，所述存储模块用于按照时间信息存储所述多类气体检测传感器采集的数据。
17、可选地，在一些实施例中，所述探测装置，还包括：除尘模块，所述除尘模块在接收到所述主控模块发送的除尘指令后，清除所述目标区域内空气中的粉尘。
18、为实现上述目的，本发明第二方面提出了一种矿井下空气智能监测与净化方法，该方法应用于上述第一方面提出的矿井下空气智能监测与净化方法系统，该方法包括：
19、以预设的时间间隔，控制多类气体检测传感器对井下目标区域内的空气进行定时检测；
20、将所述多类气体检测传感器采集的空气检测数据与不同的异常阈值进行比较，根据比较结果执行对应的净化策略，其中，所述不同的异常阈值包括普通异常阈值和报警异常阈值，当所述空气检测数据大于所述普通异常阈值时，控制空气净化装置开启并切换为实时检测状态；
21、在实时的空气检测数据变化至大于所述报警异常阈值的情况下，通过无线通信装置向地面控制中心发送预警信息，并执行灾害防治措施。
22、另外，本技术实施例的矿井下空气智能监测与净化方法还具有如下附加的技术特征：
23、可选地，在一些实施例中，在所述控制空气净化装置开启并切换为实时检测状态之后，还包括：
24、获取所述多类气体检测传感器持续采集的实时空气检测数据；
25、在所述实时空气检测数据恢复至安全范围内的情况下，控制所述空气净化装置关闭并重新切换为对所述目标区域内的空气进行定时检测的状态。
26、为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面中任一所述的矿井下空气智能监测与净化方法。
27、本技术的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
28、本技术整合多种气体的传感器进行井下气体的探测，避免了检测单种气体导致检测结果不准确，通过同时钟主控保证各个指标传感器时序同步，解决了井下空气指标测试单一和各类数据间的相关性差问题。本技术引入了无线通信模块，采用了片内通信和片外通信两种通信方式相配合实现空气指标数据的传输，可以定期将井下的空气数据打包发送到地面控制中心，利于井下不同区域的空气数据的对比分析，制定井下更有针对性的井下空气检测净化方案，进而提高井下的空气质量，且通过接入井下局域网提高设备的可扩展性，丰富了设备感知层。并且，本技术通过定时检测井下的有害气体，设立两个检测阈值，根据实时检测结果执行相应的策略，根据指标变化合理报警，减少了正常采掘等原因导致的误报，进一步了提高检测的准确性。本技术一旦监测到无法降低空气指标，报警同时将信号传递给地面控制中心，可以及时进行空气质量异常预警。由此，本技术将井下空气的监测、净化、预警和局部通信整合到一起，降低了井下空气治理的成本，大大减少资源浪费，有利于煤矿的智能化和无人化建设，提高了井下空气质量监测的准确性、全面性和智能性。
29、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。