在煤礦井下復(fù)雜的開(kāi)采環(huán)境中，水患和管路堵塞問(wèn)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(duì)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(shí)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(chǎng)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(dòng)放水器多利用浮漂產(chǎn)生的浮力來(lái)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(kāi)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)放水過(guò)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(dòng)浮子上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制放水閥門(mén)與進(jìn)氣閥門(mén)的開(kāi)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(guò)連桿開(kāi)啟下方排水閥，同時(shí)開(kāi)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(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)正壓放水。當(dāng)積水排盡時(shí)，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(dòng)活塞失壓被內(nèi)部歸位彈簧拉動(dòng)重新歸位，浮子下落關(guān)閉放水口，完成一個(gè)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(dòng)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(jiàn)的 FY 型負(fù)壓抽放瓦斯管路自動(dòng)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(dòng)放水。其工作原理是，瓦斯管抽放系統(tǒng)中的積水通過(guò)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(chǔ)存。當(dāng)放水器內(nèi)水位上升，浮漂上升，帶動(dòng)密封球離開(kāi)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(dòng)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(mén)，改變?cè)�正、�?fù)壓自動(dòng)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(jì)下，無(wú)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(wú)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(dòng)排出。當(dāng)壓力為正時(shí)，入口壓力高于出口壓力，單向放水閥開(kāi)通，進(jìn)入 “正壓放水” 狀態(tài)；當(dāng)壓力為負(fù)時(shí)，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(shí)正時(shí)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(dòng)檢測(cè)水位，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，迅速開(kāi)啟放水功能，及時(shí)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(dòng)放水速度來(lái)看，正壓放水器自動(dòng)放水速度可達(dá) 10 - 90L/min，負(fù)壓放水器自動(dòng)放水速度為 7L / 次（間歇放水），能夠快速有效地應(yīng)對(duì)礦井水積聚問(wèn)題，確保排水系統(tǒng)的正常運(yùn)行 。在一些煤礦實(shí)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(shí)排出，避免了因積水過(guò)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(shì)
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(dòng)放水器專(zhuān)門(mén)針對(duì)這一問(wèn)題研制，集排渣、放水為一體。它在排水過(guò)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(jì)，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(xiǎn)
在煤礦井下，瓦斯是一種極具危險(xiǎn)性的氣體。正壓放水器在放水過(guò)程中，能確保放水閥始終處于水的淹沒(méi)狀態(tài)，有效防止抽放管路中的瓦斯通過(guò)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(shí)，對(duì)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(guò)多影響瓦斯抽排，降低了瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，為煤礦安全生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件 。 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
傳統(tǒng)的人工放水方式不僅效率低下，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。正負(fù)壓放水器的自動(dòng)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(guò) 5G 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控，作業(yè)人員無(wú)需再跨越皮帶進(jìn)到狹小空間進(jìn)行操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，也避免了人工在危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)帶來(lái)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(tái)階。