在煤礦井下復(fù)雜的開采環(huán)境中，水患和管路堵塞問題一直是威脅安全生產(chǎn)的重要因素。礦井水的積聚不僅影響生產(chǎn)效率，還可能引發(fā)一系列安全事故；而瓦斯抽放管路中的積水和沉積物造成的管路堵塞，更是對瓦斯抽排工作形成阻礙。正負(fù)壓放水器的出現(xiàn)，為這些難題提供了有效的解決方案，成為煤礦安全生產(chǎn)的新助力，實現(xiàn)排水防堵兩手抓。 正負(fù)壓放水器的工作原理
正負(fù)壓放水器根據(jù)安裝場所分為正壓放水器和負(fù)壓放水器 ，它們的工作原理既有相似之處，又根據(jù)壓力環(huán)境有所不同。 正壓放水器原理
正壓自動放水器多利用浮漂產(chǎn)生的浮力來工作。當(dāng)煤礦井下水管中的水位上升，浮漂隨之上升，其所產(chǎn)生的浮力克服由于壓差和自重產(chǎn)生在放水球閥上的反力，從而開啟球閥進(jìn)行放水 。當(dāng)水位下降，浮漂回落，球閥在自重作用下關(guān)閉，實現(xiàn)自動放水過程。例如段王礦自主研制的瓦斯抽采正壓放水器，利用水的浮力帶動浮子上下運(yùn)動，進(jìn)而控制放水閥門與進(jìn)氣閥門的開啟與關(guān)閉。當(dāng)放水器內(nèi)積水達(dá)到一定高度，浮子上浮，通過連桿開啟下方排水閥，同時開啟上方單向進(jìn)氣閥。進(jìn)氣閥與礦井高壓壓風(fēng)相連，在高壓壓風(fēng)的壓力作用下，氣動活塞向下運(yùn)動，實現(xiàn)正壓放水。當(dāng)積水排盡時，放水器內(nèi)部壓力與外界大氣壓相同，和瓦斯抽采系統(tǒng)負(fù)壓形成壓力差，致使進(jìn)氣單向閥關(guān)閉。氣動活塞失壓被內(nèi)部歸位彈簧拉動重新歸位，浮子下落關(guān)閉放水口，完成一個放水循環(huán)，并周而復(fù)始地進(jìn)行工作 。 負(fù)壓放水器原理
負(fù)壓自動放水器一般由進(jìn)水管、壓力平衡管、浮漂、外筒、導(dǎo)向管、密封球、閥座等組成。以常見的 FY 型負(fù)壓抽放瓦斯管路自動放水器為例，它適用于瓦斯抽放和利用系統(tǒng)的主管、干管、支管的自動放水。其工作原理是，瓦斯管抽放系統(tǒng)中的積水通過進(jìn)水管流入放水器，壓力平衡管連通放水器與瓦斯輸送管路，使兩者間壓力相等。在負(fù)壓環(huán)境下，積水在自身重力作用下進(jìn)入放水器儲存。當(dāng)放水器內(nèi)水位上升，浮漂上升，帶動密封球離開閥座，積水排出；水位下降后，浮漂回落，密封球重新堵住閥座，停止放水 。 正負(fù)壓通用原理
還有一種正、負(fù)壓通用自動放水器，其在原負(fù)壓放水器的通大氣閥外側(cè)加裝單向進(jìn)氣閥門，改變原正、負(fù)壓自動放水器的元件結(jié)構(gòu)與連接方式，將原正壓放水器的放水控制部分嵌入原負(fù)壓放水器內(nèi)。在這種設(shè)計下，無論氣體壓力的極性為正或負(fù)、穩(wěn)定或頻繁轉(zhuǎn)變，均能在無瓦斯氣體泄漏的情況下將瓦斯輸送管道或盛裝瓦斯氣體容器內(nèi)的積水自動排出。當(dāng)壓力為正時，入口壓力高于出口壓力，單向放水閥開通，進(jìn)入 “正壓放水” 狀態(tài)；當(dāng)壓力為負(fù)時，出口壓力高于入口壓力，單向放水閥關(guān)閉，放水器維持 “收水” 狀態(tài)；若壓力時正時負(fù)，則在 “正壓放水” 與 “收水” 二者之間轉(zhuǎn)換 。 排水防堵的卓越表現(xiàn) 高效排水保暢通
正負(fù)壓放水器能夠自動檢測水位，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)值時，迅速開啟放水功能，及時將多余的水分排出，保持水管內(nèi)的水位在安全范圍內(nèi)。以自動放水速度來看，正壓放水器自動放水速度可達(dá) 10 - 90L/min，負(fù)壓放水器自動放水速度為 7L / 次（間歇放水），能夠快速有效地應(yīng)對礦井水積聚問題，確保排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行 。在一些煤礦實際應(yīng)用中，正負(fù)壓放水器的安裝，使得瓦斯抽放管路中的積水能夠及時排出，避免了因積水過多導(dǎo)致的抽排不暢，大大提高了瓦斯抽采效率。例如，某煤礦在安裝正負(fù)壓放水器后，瓦斯抽采率提升了 [X]%，保障了瓦斯抽采工作的順利進(jìn)行 。 防堵功能顯優(yōu)勢
瓦斯管抽放系統(tǒng)中存在大量的積水和沉積物，經(jīng)常造成管路堵塞，抽排不暢，嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)。正負(fù)壓自動放水器專門針對這一問題研制，集排渣、放水為一體。它在排水過程中，能夠有效將管路中的沉積物一同排出，防止沉積物堆積造成管路堵塞。一些正負(fù)壓放水器采用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如較大的放水口或內(nèi)置排渣裝置，能防止大塊煤渣堵塞放水口，確保放水和排渣工作的順利進(jìn)行，使管路始終保持暢通，為瓦斯抽排工作提供有力保障 。 為煤礦安全生產(chǎn)保駕護(hù)航 降低安全風(fēng)險
在煤礦井下，瓦斯是一種極具危險性的氣體。正壓放水器在放水過程中，能確保放水閥始終處于水的淹沒狀態(tài)，有效防止抽放管路中的瓦斯通過放水器泄露到礦井中，避免瓦斯積聚引發(fā)爆炸等嚴(yán)重安全事故。同時，對于負(fù)壓放水器而言，穩(wěn)定可靠的排水功能避免了因積水過多影響瓦斯抽排，降低了瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的風(fēng)險，為煤礦安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件 。 減輕勞動強(qiáng)度
傳統(tǒng)的人工放水方式不僅效率低下，而且勞動強(qiáng)度大。正負(fù)壓放水器的自動放水功能，大大減輕了人工操作的負(fù)擔(dān)。像段王礦的正壓放水器還可通過 5G 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控，作業(yè)人員無需再跨越皮帶進(jìn)到狹小空間進(jìn)行操作，降低了勞動強(qiáng)度的同時，也避免了人工在危險環(huán)境下作業(yè)帶來的安全隱患 。
正負(fù)壓放水器憑借其獨(dú)特的工作原理，在排水和防堵方面發(fā)揮著重要作用，為煤礦安全生產(chǎn)提供了可靠保障。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，正負(fù)壓放水器將在煤礦行業(yè)中發(fā)揮更大的作用，助力煤礦安全生產(chǎn)邁向新的臺階。