1.一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，包括煤样罐(12)以及设置在煤样罐(12)中的组合刀片(11)，所述的组合刀片(11)通过安装在煤样罐(12)上的防爆高速电机(37)带动，其特征在于，还包括感知环境温度的温度传感器(1)和大气压力的气体压力传感器Ⅰ(2)，煤样罐(12)的上端通过管路连接针阀(13)的一端，与针阀(13)另一端连接的管路上依次设置气固分离器(10)、甲烷浓度传感器(9)后连接三通接头Ⅰ(7)的进口，三通接头Ⅰ(7)的第一出口通过电磁阀Ⅰ(5)连接至智能流量计(6)，三通接头Ⅰ(7)的第二出口连接三通接头Ⅵ(40)的进口，三通接头Ⅵ(40)的第一出口连接气体压力传感器Ⅱ(39)，三通接头Ⅵ(40)的第二出口连接三通接头Ⅴ(34)的进口，三通接头Ⅴ(34)的第一出口通过电磁阀Ⅲ(20)连接至三通接头Ⅲ(19)的进口，三通接头Ⅲ(19)的第一出口连接量筒Ⅰ(16)的顶端入口，三通接头Ⅲ(19)的第二出口通过电磁阀Ⅱ(17)连接至三通接头Ⅱ(18)的第一进口；三通接头Ⅴ(34)的第二出口通过电磁阀Ⅳ(31)连接至三通接头Ⅳ(33)的进口，三通接头Ⅳ(33)的第一出口连接量筒Ⅱ(29)的顶端入口，三通接头Ⅳ(33)的第二出口通过电磁阀Ⅴ(32)连接至三通接头Ⅱ(18)的第二进口；三通接头Ⅱ(18)的出口连接防爆真空泵(14)；在量筒Ⅰ(16)、量筒Ⅱ(29)的内部底端分别安装液体压力传感器Ⅰ(24)、液体压力传感器Ⅱ(25)；

量筒Ⅰ(16)的底端侧壁通过胶管Ⅰ(23)连通至集液罐Ⅰ(21)的底部，在胶管Ⅰ(23)上安装有电磁阀Ⅵ(35)，在集液罐Ⅰ(21)的底端安装有防爆伺服电机Ⅰ(22)，蜗杆Ⅰ(15)两端通过轴承固定在设备外壳上，防爆伺服电机Ⅰ(22)驱动蜗轮带动蜗杆Ⅰ(15)转动，使得集液罐Ⅰ(21)沿着蜗杆Ⅰ(15)上下移动；

量筒Ⅱ(29)的底端侧壁通过胶管Ⅱ(26)连通至集液罐Ⅱ(28)的底部，在胶管Ⅱ(26)上安装有电磁阀Ⅶ(36)，在集液罐Ⅱ(28)的底端安装有防爆伺服电机Ⅱ(27)，蜗杆Ⅱ(30)两端通过轴承固定在设备外壳上，防爆伺服电机Ⅱ(27)驱动蜗轮带动蜗杆Ⅱ(30)转动，使得集液罐Ⅱ(28)沿着蜗杆Ⅱ(30)上下移动；

温度传感器(1)、气体压力传感器Ⅰ(2)、气体压力传感器Ⅱ(39)、智能流量计(6)、甲烷浓度传感器(9)、液体压力传感器Ⅰ(24)、液体压力传感器Ⅱ(25)分别通过线路将检测到的信号传送至中央多功能处理显示器(3)的输入端口，中央多功能处理显示器(3)的输出端口经线路连接至PLC控制器(4)；

PLC控制器(4)通过接收中央多功能处理显示器(3)的指令来控制电磁阀Ⅰ(5)、电磁阀Ⅱ(17)、电磁阀Ⅲ(20)、电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅴ(32)、电磁阀Ⅵ(35)、电磁阀Ⅶ(36)、防爆真空泵(14)的开启与关闭，以及控制防爆高速电机(37)、防爆伺服电机Ⅰ(22)、防爆伺服电机Ⅱ(27)的转速信号。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，煤样罐(12)的侧面安装有电磁加热圈(38)。

3.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，所述的组合刀片(11)的轴部通过机械密封件连接在煤样罐(12)的顶端。

4.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，智能流量计(6)有两个档位，分别为档位Ⅰ：量程0～500ml/min，档位Ⅱ：量程0～1000ml/min。

5.根据权利要求1或2所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，煤样罐(12)可装煤粉至少为1000g，耐压高于5Mpa。

6.根据权利要求3所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，液体压力传感器Ⅰ(24)、液体压力传感器Ⅱ(25)的量程均为0.1～1MPa，精度0.001MPa；气体压力传感器Ⅰ(2)、气体压力传感器Ⅱ(39)的测量范围为0.1～1MPa，精度0.001MPa；温度传感器(1)的测量范围为0～95℃，精度0.05℃；甲烷浓度传感器(9)量程为0～100.00％CH4，精度1.00％CH4。

7.根据权利要求4所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量装置，其特征在于，防爆伺服电机Ⅰ(22)、防爆伺服电机Ⅱ(27)的转速均低于3000r/min；防爆高速电机(37)的转速高于500r/min；量筒Ⅰ(16)、量筒Ⅱ(29)的体积均小于等于1500ml，集液罐Ⅰ(21)、集液罐Ⅱ(28)的体积均小于等于1500ml。

8.一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

①向量筒Ⅰ(16)和量筒Ⅱ(29)中加满无毒无害防腐蚀且带颜色的液体，开启测量装置，防爆电池(8)为整个装置供电，在开始煤矿井下打钻的同时，点击中央多功能处理显示器(3)上的开始采样按钮，当打钻取出煤屑后，剔除矸石、泥石及研磨烧焦的部分，称重，随后迅速装入煤样罐(12)中并拧紧，并点击中央多功能处理显示器(3)上的停止采样按钮，中央多功能处理显示器(3)自动记录从打钻开始至将煤样装入煤样罐(12)的时间t1，随后在提示窗口输入称重的煤样质量m；

②由温度传感器器(1)、气体压力传感器Ⅰ(2)实时感知环境温度T和大气压力P，并分别通过线路传送到中央多功能处理显示器(3)；

③打开针阀(13)，点击中央多功能处理显示器(3)上的开始自然解吸测定按钮，煤样罐(12)中解吸的瓦斯气体先通过气固分离器(10)，滤去随气流飘散的煤尘，然后经过甲烷浓度传感器(9)感知解吸瓦斯气体的浓度，并将结果传送到中央多功能处理显示器(3)；

④当甲烷浓度传感器(9)有数据传到中央多功能处理显示器(3)时，由PLC控制器(4)控制电磁阀Ⅰ(5)打开，电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅲ(20)关闭，瓦斯气体率先通过智能流量计(6)，并将结果传送到中央多功能处理显示器(3)，中央多功能处理显示器(3)根据瓦斯气体流量判定测定状态，并发出指令，开始步骤⑤；

⑤当感知到瓦斯气体流量为500～1000ml/min之间时，智能流量计(6)采用档位Ⅱ的测量数据；当感知到瓦斯气体流量为100～500ml/min之间时，智能流量计(6)采用档位Ⅰ的测量数据，并将数据传到中央多功能处理显示器(3)，其中测量值为500ml/min时采用档位Ⅱ的测量数据；

⑥当感知到瓦斯气体流量为0～100ml/min之间时，由PLC控制器(4)控制电磁阀Ⅰ(5)、电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅱ(17)、电磁阀Ⅴ(32)关闭，电磁阀Ⅲ(20)、电磁阀Ⅵ(35)开启，瓦斯气体通过管路进入量筒Ⅰ(16)中，与管路连通的气体压力传感器Ⅱ(39)实时感知解吸瓦斯气体的压力，并将数据传送到中央多功能处理显示器(3)，液体压力传感器Ⅰ(24)通过感知量筒Ⅰ(16)中液位变化引起的液压变化来测算解吸的瓦斯气体量，并将测算值传送到中央多功能处理显示器(3)；在此过程中，瓦斯气体进入量筒Ⅰ(16)中，将量筒Ⅰ(16)中的液体通过胶管Ⅰ(23)排入到集液罐Ⅰ(21)中，此时中央多功能处理显示器(3)根据气体压力传感器Ⅱ(39)的测量数据，通过PLC控制器(4)控制防爆伺服电机Ⅰ(22)的运转来驱动涡轮使蜗杆Ⅰ(15)转动，使得集液罐Ⅰ(21)沿着蜗杆Ⅰ(15)上下移动，保证气体压力传感器Ⅱ(39)检测到的气体压力始终为大气压力，来保持集液罐Ⅰ(21)与量筒Ⅰ(16)中的液位平行，消除液压差产生的压力；

⑦当量筒Ⅰ(16)中的液体不足量筒Ⅰ(16)高度的1/6时，由PLC控制器(4)控制电磁阀Ⅰ(5)、电磁阀Ⅲ(20)、电磁阀Ⅴ(32)关闭，电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅱ(17)、电磁阀Ⅶ(36)开启，管路中的瓦斯气体进入量筒Ⅱ(29)中，与管路连通的气体压力传感器Ⅱ(39)实时感知解吸瓦斯气体的压力，并将数据传送到中央多功能处理显示器(3)，液体压力传感器Ⅱ(25)通过感知量筒Ⅱ(29)中液位变化引起的液压变化来测算解吸的瓦斯气体量，并将测算值传送到中央多功能处理显示器(3)；在此过程中，瓦斯气体进入量筒Ⅱ(29)中，将量筒Ⅱ(29)中的液体通过胶管Ⅱ(26)排入到集液罐Ⅱ(28)中，此时中央多功能处理显示器(3)根据气体压力传感器Ⅱ(39)的测量数据，通过PLC控制器(4)控制防爆伺服电机Ⅱ(27)的运转来驱动涡轮使蜗杆Ⅱ(30)转动，使得集液罐Ⅱ(28)沿着蜗杆Ⅱ(30)上下移动，保证气体压力传感器Ⅱ(39)检测到的气体压力始终为大气压力，来保持集液罐Ⅱ(28)与量筒Ⅱ(29)中的液位平行，消除液压差产生的压力；

同时，由PLC控制器(4)控制防爆真空泵(14)开启，抽净量筒Ⅰ(16)中的瓦斯气体，并将集液罐Ⅰ(21)中的液体吸回量筒Ⅰ(16)；同理，当量筒Ⅱ(29)中的液体量不足量筒Ⅱ(29)高度的1/6时，由PLC控制器(4)控制电磁阀Ⅰ(5)、电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅱ(17)关闭，电磁阀Ⅲ(20)、电磁阀Ⅴ(32)、电磁阀Ⅵ(35)、防爆真空泵(14)开启，瓦斯气体通路切换到由量筒Ⅰ(16)计量，并通过抽净量筒Ⅱ(29)中的瓦斯气体重新将液体补满，如此循环往复；

⑧在井下解吸瓦斯量测定过程中，每隔30s记录一次解吸瓦斯体积，连续记录60min或者解吸量小于2ml/min时，系统自动停止井下自然解吸瓦斯量测定，同时自动记录井下自然解吸瓦斯量的测定时间t2和井下自然解吸瓦斯量V2；

⑨待井下自然解吸瓦斯量测定完毕后，中央多功能处理显示器(3)按照预先设定的煤样打碎程序，通过PLC控制器(4)控制防爆高速电机(37)带动组合刀片(11)打碎煤样，同时电磁加热圈通电加热煤样罐(12)中的煤样，加速解吸，并按照上述步骤③、④、⑤、⑥、⑦，自动计量并记录解吸的瓦斯体积；连续打碎10min后，系统自动停止打碎程序，随后继续测量

30min，即完成了残余瓦斯含量的测定，并记录破碎瓦斯解吸量为V3；

⑩各阶段瓦斯解吸量测定完成后，系统根据记录的煤样解吸数据，利用预设的瓦斯解吸动力学拟合模型，快速计算损失瓦斯量V1，并自动对各阶段瓦斯解吸量进行气体体积校正与解吸瓦斯浓度的计算，从而得出煤层瓦斯含量；

测定和计算流程完毕后，防爆真空泵(14)将液体全部吸入量筒Ⅰ(16)和量筒Ⅱ(29)中，同时电磁阀Ⅵ(35)、电磁阀Ⅶ(36)、电磁阀Ⅳ(31)、电磁阀Ⅴ(32)、电磁阀Ⅱ(17)、电磁阀Ⅲ(20)全部闭合，保证量筒Ⅰ(16)和量筒Ⅱ(29)中的液体在搬运过程中不会溢出；同时关闭针阀(13)，防止杂物进入管路系统；

取出煤样，清理仪器，自动出具测定报告。

9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量方法，其特征在于，瓦斯解吸动力学拟合模型为：

其中：Vt为在时间t内解吸的气体总量；

V∞为在无限时间内解吸的气体总量；

Φ为常数；

r0为煤粒半径；

Df为扩散系数；

λ、β为分数阶参数；

t为解吸时间。

10.根据权利要求8所述的一种煤矿井下煤层瓦斯含量自动化测量方法，其特征在于，步骤①中的液体为高锰酸钾与水的配比液，高锰酸钾与水的比例为1:100。