一种地下矿山侧卷挡风系统的预测退让运行方法与流程

本发明属于地下矿山通风，具体为一种地下矿山侧卷挡风系统的预测退让运行方法。

背景技术：

1、地下矿山依靠主通风机、通风巷道、风墙、风门及调节风窗等构成通风网络，向各作业点输送新鲜风流并排出有害气体与粉尘。在电机车牵引矿车频繁通过的联络巷、运输中段或穿脉巷道等位置，挡风设施既要满足无车时的阻风密闭、限制非计划漏风，又必须在车辆到达前及时开放通行，避免碰撞与长时间等待。此类挡风设施的结构形式及其运行控制方式，直接影响矿井通风效果与轨道运输安全。

2、在运行控制方面，已有电控风门于门体两侧设置车辆传感器，检测到车辆接近即控制门体开启，部分方案采用固定延时控制退让动作。由于车辆检测距离、门体或帘体动作时间均随两侧压差、构件磨损及供能状态而变化，固定延时或单纯“检测到车辆即开启”的控制方式难以保证在车辆到达前完成退让，易出现车辆到达而挡风构件尚未退出限界的情形。同时，现有控制多以发出退让指令作为判断依据，矿车之间间隙、短时遮挡恢复及调车折返等情形易被误判为列车尾部或通行空档，导致挡风构件在列车尚未完全通过时提前闭合，产生误关风险。可见，现有控制方式既难以保证退让及时，又难以避免误关。

3、在结构形式方面，现有挡风设施主要有刚性风门和柔性挡风帘两类。刚性风门的门扇、门柱及驱动臂侵入运输断面，车辆通过时易发生剐蹭或碰撞；柔性挡风帘多为充气式，在失电、失压或卡阻时既难以维持密闭形态，又难以可靠收起，且需持续供气方能维持工作形态。因此，现有挡风设施不完全适合频繁运输、对失效安全性要求高的地下矿山巷道工况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在车辆到达前完成退让且失电时趋向保持通行净空的地下矿山侧卷挡风系统的预测退让运行方法。

2、本发明提供的这种地下矿山侧卷挡风系统的预测退让运行方法，所述侧卷挡风系统包括分别设于运输巷道两侧的挡风组件、车辆驶近检测组件、断面净空检测组件、列车完整性检测组件和现场控制器；所述挡风组件包括可绕竖向卷筒卷绕收纳的挡风帘、驱动所述挡风帘展开的闭合驱动机构、使所述挡风帘趋向卷收的储能退让机构以及将展开后的所述挡风帘保持在展开位置的闭合保持机构；

3、所述运行方法包括如下步骤：

4、根据驶近车辆至挡风位置的距离与速度计算预计到达时间，当所述预计到达时间不大于所述挡风帘的经校验退让时间与安全余量之和时启动退让；解除所述闭合保持机构的保持，使所述储能退让机构驱动两侧所述挡风帘向对应侧帮卷收退让；仅在两侧所述挡风帘的卷收到位信号与断面净空信号同时成立时，输出挡风位置具备车辆通行净空的状态信号；在车辆通行期间保持禁止闭合；车辆通过后，仅当驶入侧与驶出侧的列车完整性信息校验一致、且所述断面净空信号持续成立达到设定确认时间时，允许重新展开。

5、上述运行方法的一种实施方式中，根据驶近车辆至挡风位置的距离与速度计算预计到达时间的步骤具体为：

6、根据驶近车辆至挡风位置的剩余距离与保守估计速度的比值计算预计到达时间，即；当预计到达时间不大于两侧挡风帘中较大的经校验退让时间、控制与执行延迟以及安全余量三者之和时启动退让，即满足下式：

7、

8、所述保守估计速度取实测速度、允许速度及短时速度变化趋势所确定速度中的不小于实测速度的值；所述经校验退让时间取最近若干次有效退让时间的高分位值与最大设计压差下试验时间中的较大值，并利用帘体张力或卷筒转速检测器对实际退让时间进行在线校验并更新。

9、上述运行方法的一种实施方式中，所述侧卷挡风系统还包括分别固定于运输巷道两侧帮的固定座，所述挡风组件还包括设于所述固定座预留凹槽内的收纳箱，所述收纳箱的外表面和检修门铰链均位于电机车动态运行限界之外；所述电机车动态运行限界的宽度按下式确定：

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11、其中，为电机车、矿车及其装载物和突出连接件的最大实测宽度，为车辆运行横摆量，为轨道中心偏差与磨损影响量，为装载偏差，s为设计安全间隙；

12、所述竖向卷筒可转动地支承于所述收纳箱内，其轴线沿竖直方向设置；所述挡风帘包括多片沿展开方向依次排列且相邻相互铰接的帘片，使所述挡风帘能够绕所述竖向卷筒卷绕收纳，所述帘片采用具有一定抗弯刚度且阻燃抗静电的复合材料板；所述挡风帘的首片帘片固定连接于所述竖向卷筒的卷绕表面，末片帘片为自由边，所述自由边设置自由边加强构件，相邻帘片之间设置密封条；所述闭合驱动机构安装于所述收纳箱内，其动力输出端与所述竖向卷筒传动连接；所述储能退让机构与所述竖向卷筒相连接，其释能方向为使所述挡风帘向所述收纳箱卷收；所述闭合保持机构连接于所述竖向卷筒与所述收纳箱之间，将展开后的所述挡风帘保持在展开位置。

13、上述运行方法的一种实施方式中，所述储能退让机构包括卷簧、扭簧、配重机构或气动蓄能器中的至少一种，并设有用于限制卷收速度的阻尼器、离心限速器或单向节流组件；所述储能退让机构提供的卷筒力矩满足：

14、

15、其中，为最大设计压差下经试验或计算得到的等效退让阻力，为导向和卷筒摩擦阻力，为竖向卷筒的有效卷绕半径，为传动效率，为考虑磨损和污染的系数。

16、上述运行方法的一种实施方式中，还包括两端与两侧所述固定座顶端连接固定的导向滑轨，所述挡风帘的上缘与所述导向滑轨滑动连接，所述挡风帘的下缘设置柔性垂边、分段密封条或刷式密封件，轨道轨枕间隙和排水沟附近设置固定底部阻风组件；左侧挡风帘的自由边与右侧挡风帘的自由边之间设置可分离的密封组件，所述密封组件包括磁吸密封条、柔性搭接条或柔性迷宫式搭边中的至少一种，在两侧挡风帘展开到位时相互接合形成中部密封，在任一挡风帘向对应收纳箱退让时解除接合。

17、上述运行方法的一种实施方式中，所述车辆驶近检测组件包括沿至少一个驶近方向间隔设置的第一检测单元和第二检测单元，以及位于挡风位置前方的近距离防撞检测单元；根据所述第一检测单元与所述第二检测单元被触发的时间差及二者之间的已知间距确定驶近车辆的行驶方向和运行速度；所述近距离防撞检测单元在车辆已接近至设定距离时直接产生优先退让指令；所述近距离防撞检测单元被触发时，其退让指令优先于正常闭合指令，停止正在执行的闭合动作，独立紧急释放回路解除所述闭合保持机构的保持，两侧储能退让机构分别执行退让；近距离防撞检测或独立紧急释放回路被触发时，不以压差降低至设定值作为解除闭合保持的必要条件。

18、上述运行方法的一种实施方式中，所述侧卷挡风系统还包括设于所述固定座上的均压组件，所述均压组件包括均压风窗、使所述均压风窗趋向开启位置的弹性复位件以及获得关闭保持能量时克服所述弹性复位件作用力使所述均压风窗保持关闭的保持执行件；在启动退让时，先开启所述均压组件以降低所述挡风帘两侧压差，再通过正常控制释放回路解除所述闭合保持机构的保持。

19、上述运行方法的一种实施方式中，所述断面净空检测组件包括用于检测所述挡风帘展开路径的区域检测器以及分别检测左右两侧挡风帘卷收位置的卷收到位检测器；仅在两侧所述挡风帘的卷收到位信号与所述断面净空检测组件的净空信号同时成立时，才输出车辆通行净空状态并向电机车运输信号系统发送；若任一挡风帘未取得卷收到位信号或净空信号缺失，则不输出车辆通行净空状态，并向电机车运输信号系统发送停车或降速提示。

20、上述运行方法的一种实施方式中，所述列车完整性检测组件包括设于挡风区域驶入侧的入口计轴检测器和设于驶出侧的出口计轴检测器，并包括车辆身份识别器或连续占用检测器中的至少一种；所述入口计轴检测器与所述第一检测单元共用同一设备；重新展开的允许条件还包括：驶入轴数与驶出轴数一致、车辆身份信息对应或连续占用状态已经结束、没有新的驶近车辆以及两侧挡风组件均无故障；任一条件不成立时保持卷收状态。

21、上述运行方法的一种实施方式中，发生供电中断、现场控制器停机、车辆检测信号矛盾、退让超时、卷收到位信号缺失、帘体张力异常或紧急退让信号时，撤销正常闭合命令，所述均压组件因关闭保持能量消失而开启，所述闭合保持机构的失电释放执行件解除保持，所述储能退让机构使所述挡风帘趋向位于电机车动态运行限界之外的卷收位置。

22、本发明的有益效果如下：

23、1、以实测动作时间作为退让启动判据，取代固定延时控制，确保在电机车到达前完成退让；仅在两侧帘体卷收到位信号与断面净空信号联合成立时才输出通行净空状态，避免将发出退让指令等同于已具备通行净空；通行期间禁止闭合，且仅在轴数一致、车辆身份对应、断面持续净空达到确认时间、无新来车且无故障时才允许重新展开，显著降低矿车间隙、短时遮挡恢复和调车折返造成误关的可能；

24、2、闭合保持依赖保持能量，均压组件失效开启、闭合保持机构失电释放，储能退让机构使帘体保持或趋向卷收，故障状态趋向保持通行净空；两侧帘体及活动构件退让后均位于电机车动态运行限界之外，且退让前先开均压风窗降低压差、减小退让阻力与能耗，克服了刚性风门门扇、门柱或驱动臂侵入运输断面以及充气式风门失电失压难以收起的问题；

25、3、采用由铰接帘片绕竖向卷筒卷绕收纳的柔性挡风帘，配合储能退让机构，闭合维持无需持续供气、退让不依赖外部能源；相较充气式柔性风门无需持续供气即可维持工作形态，更适合频繁运输的地下矿山巷道工况。