1.本发明涉及煤矿井下开采技术领域，具体涉及一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置及其使用方法。
背景技术：
2.为了回收传统采矿方式中留设的保护煤柱，在采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道称为沿空留巷，即在工作面后方沿采空区边界保留一条巷道供下一区段工作面使用，沿空留巷不仅减少了巷道的掘进量、缓解了采掘接替矛盾，还具有缩短工作面搬家时间、取消孤岛工作面、提高煤炭资源采出率、防止煤层自燃发火及延长矿井服务年限等诸多优点，同时采用沿空留巷技术在控制煤矿重大事故灾害方面也具有巨大的优越性。
3.挡矸是一种在煤炭开采或其他地下工程中，通过对运输巷道进行加固来防止岩石或其他杂物进入巷道和影响开采作业的措施。挡矸通常由多层钢架网、木板、钢板等材料构成，在运输巷道顶部上方设置，以承受来自上方的压力和冲击力。同时，挡矸应与支护系统结合使用，以确保巷道的稳定性和安全性。在煤矿开采中，挡矸主要用于矿井巷道的进退空间、采空区限界域及其它分段掘进所需空间等地方的保护。挡矸具有轻便、安装方便、承载能力强等优点，目前已成为煤矿巷道支护技术中的重要组成部分。
4.在公布号为cn105927255a的一篇中国专利中，公开了一种碎石充填沿空留巷挡矸装置，在所述的挡矸装置中，在液压支架步进过程中，设置在液压支架上的前后伸缩控制部件同步伸出带动挡矸板向后伸出，当液压支架步进至设定距离后前后伸缩控制部件同步停止伸出，伸出的挡矸板可阻挡采空区的矸石进入沿空留巷巷道。但是在上述现有技术时，因为井下煤矿地面并不平整，以及运动需求，需要实现平整地面以及铺设轨道，并且在挡矸板底部设置于轨道相匹配的导向轮，使用成本较高。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置及其使用方法，解决上述技术问题。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置，包括依次固定设置在采空区的第一安装柱、第二安装柱和第三安装柱；所述的第三安装柱的一侧滑动设置有定位挡矸组件；所述的第三安装柱上下两侧还对称设置有与其固定连接的固定块，两个所述的固定块之间设置有若干个滑动挡矸组件；还包括导向带，所述的导向带由若干个金属片铰接而成，所述的导向带中间位置设置有滑槽，所述的导向带的一端与第一安装柱转动连接，所述的导向带的另一端设置有牵引组件。
7.作为本发明进一步的方案：所述的定位挡矸组件包括与第三安装柱滑动连接的第一挡矸板和滑动设置在第一挡矸板上侧的第二挡矸板，所述的第一挡矸板与第二挡矸板之间设置有弹性组件。
8.作为本发明进一步的方案：所述的弹性组件包括设置在第二挡矸板一侧并与第一挡矸板固定连接的定位块以及固定连接在第二挡矸板底部的第一限位杆，所述的第一限位杆贯穿定位块并与其滑动连接，所述的定位块上设置有第一限位销，所述的第一限位杆上设置有与所述的第一限位销相配合的第一销孔，所述的第二挡矸板与定位块之间设置有弹性件。
9.作为本发明进一步的方案：所述的滑动挡矸组件包括第一挡矸板、第二挡矸板和弹性组件，并且所述的第一限位杆的底部转动连接有第二限位杆，所述的第二限位杆上螺纹连接有与导向带滑槽相匹配的滑块，所述的第一挡矸板上设置有与滑块相对应的安装孔。
10.作为本发明进一步的方案：所述的第一挡矸板靠近牵引组件的一侧固定连接有安装板和滑动插销，并且所述的滑动挡矸组件还包括升降组件，所述的升降组件包括设置在第一挡矸板上且与滑动插销相匹配的插销滑槽以及滑动设置在第一挡矸板上的第一限位板，所述的第一限位板的一侧设置有与第一挡矸板固定连接的挡板，所述的挡板上转动连接有螺纹杆，所述的螺纹杆贯穿第一限位板并与其螺纹连接。
11.作为本发明进一步的方案：所述的牵引组件包括用于与牵引机械连接的连接件，所述的连接件上固定设置有升降杆，所述的升降杆滑动连接有滑轮，所述的导向带的一端固定连接在滑轮上。
12.作为本发明进一步的方案：所述的导向带与第一安装柱之间设置有第一转轮，所述的第一转轮与第一安装柱转动连接，所述的导向带的一端与第一转轮固定连接，并将多余的导向带卷绕在第一转轮上；所述的第二安装柱上设置有其转动连接的第二转轮。
13.作为本发明进一步的方案：所述的第一挡矸板上固定连接有第二限位板。
14.一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置的使用方法，包括以下步骤：s1：按照顺序依次将第一安装柱、第二安装柱和第三安装柱固定在采空区内，安装柱的上下面分别抵接在采空区的上部和下部；s2：将定位挡矸组件安装到第三安装柱的一侧，并滑动定位挡矸组件上的第一挡矸板使其底部接触采空区的下部，接触第一限位销对第一限位杆的锁定，第二挡矸板在弹性件的作用下位置上升并抵在采空区的上部；s3：将导向带从卷绕状态拉出部分，通过第二安装柱上的第二转轮后，将连接件固定到牵引机械上；s4：将滑动挡矸组件从固定块上滑出，转动第二限位杆，使导向带位于第二限位杆与第一挡矸板之间，安装滑块，推动滑动挡矸组件在导向带上滑动；s5：移动滑动挡矸组件至定位挡矸组件的一侧，松动部分滑块，将移动滑动挡矸组件中的插销滑槽与定位挡矸组件上的滑动插销对齐，判断滑动插销的大概位置，调节第一限位板使其位于滑动插销的正上方；s6：将滑动插销插入插销滑槽中，并完全松开滑块，移动滑动挡矸组件从导向带上脱离，推动第一挡矸板向内侧移动，直至与相邻第一挡矸板平齐，转动第二限位杆至第二限位板的卡槽中，保证其与相邻第一挡矸板平齐；s7：转动螺纹杆，调节第一限位板的位置上升，让第一挡矸板在重力作用下位置下降，直至其底部接触采空区的下部接触第一限位销对第一限位杆的锁定，第二挡矸板在弹
性件的作用下位置上升并抵在采空区的上部；s8：重复步骤s4-s7，直至完成所有滑动挡矸组件的安装。
15.本发明的有益效果：在本发明中，以定位挡矸组件和安装柱为基础，以滑动挡矸组件为延伸搭建挡矸墙；而通过导向带作为移动滑动挡矸组件移动过程中的导向和支撑，在到达指定位置后进行位置调整以及与相邻滑动挡矸组件之间进行连接，从而不需要在搭建挡矸墙之前进行地面的平整以及铺设特定的轨道，节省了成本，降低了操作难度；尤其是对于一些坡道处的挡矸墙搭建效果更好。
附图说明
16.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
17.图1是本发明一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置的结构示意图；图2是本发明第三安装柱与滑动挡矸组件的连接结构示意图；图3是本发明导向带的移动方向示意图；图4是本发明第二限位杆和第一限位杆的连接结构示意图；图5是本发明第一挡矸板的结构示意图。
18.图中：1、第一安装柱；2、第二安装柱；3、第三安装柱；4、固定块；5、第一挡矸板；6、第二挡矸板；7、弹性件；8、第一限位杆；9、第一销孔；10、第一限位销；11、第二限位板；12、连接件；13、升降杆；14、滑轮；15、导向带；16、安装板；17、滑动插销；18、插销滑槽；19、挡板；20、螺纹杆；21、安装孔；22、滑块；23、第一转轮；24、第二转轮；25、第二限位杆；26、定位块；27、第一限位板。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-5所示，本发明为一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置，包括依次固定设置在采空区的第一安装柱1、第二安装柱2和第三安装柱3；所述的第三安装柱3的一侧滑动设置有定位挡矸组件；所述的第三安装柱3上下两侧还对称设置有与其固定连接的固定块4，两个所述的固定块4之间设置有若干个滑动挡矸组件；还包括导向带15，所述的导向带15由若干个金属片铰接而成，所述的导向带15中间位置设置有滑槽，所述的导向带15的一端与第一安装柱1转动连接，所述的导向带15的另一端设置有牵引组件。
21.在本发明一种优选的实施例中，所述的定位挡矸组件包括与第三安装柱3滑动连接的第一挡矸板5和滑动设置在第一挡矸板5上侧的第二挡矸板6，所述的第一挡矸板5与第二挡矸板6之间设置有弹性组件。
22.通过本实施例的描述可以得知，在具体的工作过程中，挡矸作业是由第一挡矸板5和第二挡矸板6共同完成的，也即是第一挡矸板5和第二挡矸板6组合形成挡矸墙，而且可以自由升降的第二挡矸板6配合弹性组件可以实现整面的安装，并且弹性组件提供的弹性力可以提高挡矸墙的稳定性，让其卡接在采空区的上下部。
23.值得注意的是，为了保证滑动挡矸组件的稳定性，还设置有定位挡矸组件，定位挡矸组件依托第三安装柱3设立的，稳定性较高，后续的滑动挡矸组件依托定位挡矸组件进行顺序延伸安装，可以保证整面挡矸墙的稳定性。
24.在本发明一种优选的实施例中，所述的弹性组件包括设置在第二挡矸板6一侧并与第一挡矸板5固定连接的定位块26以及固定连接在第二挡矸板6底部的第一限位杆8，所述的第一限位杆8贯穿定位块26并与其滑动连接，所述的定位块26上设置有第一限位销10，所述的第一限位杆8上设置有与所述的第一限位销10相配合的第一销孔9，所述的第二挡矸板6与定位块26之间设置有弹性件7。
25.在本发明另一种优选的实施例中，所述的滑动挡矸组件包括第一挡矸板5、第二挡矸板6和弹性组件，并且所述的第一限位杆8的底部转动连接有第二限位杆25，所述的第二限位杆25上螺纹连接有与导向带15滑槽相匹配的滑块22，所述的第一挡矸板5上设置有与滑块22相对应的安装孔21。
26.可以理解的是，在本技术中导向带15仅作为导向，和移动滑动挡矸组件中的支撑，从而减少滑动挡矸组件的搬运难度，并不为安装好的挡矸墙提供支撑，因此采用了类似履带的铰接式结构，虽然在结构上不如金属板稳固，但是方便卷绕存放和减少占用空间。
27.在本发明另一种优选的实施例中，所述的导向带15与第一安装柱1之间设置有第一转轮23，所述的第一转轮23与第一安装柱1转动连接，所述的导向带15的一端与第一转轮23固定连接，并将多余的导向带15卷绕在第一转轮23上；所述的第二安装柱2上设置有其转动连接的第二转轮24。
28.在本发明另一种优选的实施例中，所述的第一挡矸板5靠近牵引组件的一侧固定连接有安装板16和滑动插销17，并且所述的滑动挡矸组件还包括升降组件，所述的升降组件包括设置在第一挡矸板5上且与滑动插销17相匹配的插销滑槽18以及滑动设置在第一挡矸板5上的第一限位板27，所述的第一限位板27的一侧设置有与第一挡矸板5固定连接的挡板19，所述的挡板19上转动连接有螺纹杆20，所述的螺纹杆20贯穿第一限位板27并与其螺纹连接。
29.值得注意的是，因为第二转轮24的调整，使得导向带15和定位挡矸组件之间存在一定的水平间距，从而防止位挡矸组件妨碍滑动挡矸组件的移动，而当滑动挡矸组件运动到指定位置时，通过第一限位板27、滑动插销17和插销滑槽18等限制滑动挡矸组件竖直方向上的运动，便于调整滑动挡矸组件的位置，使其与相邻的滑动挡矸组件平齐。
30.在本发明另一种优选的实施例中，所述的牵引组件包括用于与牵引机械连接的连接件12，所述的连接件12上固定设置有升降杆13，所述的升降杆13滑动连接有滑轮14，所述的导向带15的一端固定连接在滑轮14上。
31.牵引组件需要外接牵引机械作为动力，其本身并没有动力源；而设置滑轮14、升降杆13等部件是为了防止牵引机械在爬坡（或其他类似情况）时，高度改变，从而让导向带15的两侧高度不统一的情况发生，通过调节滑轮14位置，从而保证导向带15不会被损坏，也能保证运输滑动挡矸组件时的稳定性。
32.在本发明另一种优选的实施例中，所述的第一挡矸板5上固定连接有第二限位板11。
33.一种用于煤矿井下沿空留巷的挡矸装置的使用方法，包括以下步骤：
s1：按照顺序依次将第一安装柱1、第二安装柱2和第三安装柱3固定在采空区内，安装柱的上下面分别抵接在采空区的上部和下部；s2：将定位挡矸组件安装到第三安装柱3的一侧，并滑动定位挡矸组件上的第一挡矸板5使其底部接触采空区的下部，接触第一限位销10对第一限位杆8的锁定，第二挡矸板6在弹性件7的作用下位置上升并抵在采空区的上部；s3：将导向带15从卷绕状态拉出部分，通过第二安装柱2上的第二转轮24后，将连接件12固定到牵引机械上；s4：将滑动挡矸组件从固定块4上滑出，转动第二限位杆25，使导向带15位于第二限位杆25与第一挡矸板5之间，安装滑块22，推动滑动挡矸组件在导向带15上滑动；s5：移动滑动挡矸组件至定位挡矸组件的一侧，松动部分滑块22，将移动滑动挡矸组件中的插销滑槽18与定位挡矸组件上的滑动插销17对齐，判断滑动插销17的大概位置，调节第一限位板27使其位于滑动插销17的正上方；s6：将滑动插销17插入插销滑槽18中，并完全松开滑块22，移动滑动挡矸组件从导向带15上脱离，推动第一挡矸板5向内侧移动，直至与相邻第一挡矸板5平齐，转动第二限位杆25至第二限位板11的卡槽中，保证其与相邻第一挡矸板5平齐；s7：转动螺纹杆20，调节第一限位板27的位置上升，让第一挡矸板5在重力作用下位置下降，直至其底部接触采空区的下部接触第一限位销10对第一限位杆8的锁定，第二挡矸板6在弹性件7的作用下位置上升并抵在采空区的上部；s8：重复步骤s4-s7，直至完成所有滑动挡矸组件的安装。
34.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。