Brevet FR2022585A1 — publié le 19700731

L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux soutènements de mines. Un des buts de l'invention est de parvenir à un soutènement utilisable derrière une machine d'abattage et qui reste stable même quand le sol et le toît sont en mauvais état0 Un autre but de l'invention est d'apporter un soutènement capable de travailler à une jonction de tailles, quand on se retire d'une chambre d'abattage, soit en établissant un soutène- ment sous le soutènement permanent, soit en soutenant le toit quand le soutènement permanent a été retiré en front de taille. Un soutènement de toit de mine conforme à l'invention est utilisable particulièrement, mais pas exclusivement, dans la galerie d'une mine derrière une machine d'abattage QU en enjambant cette dernière ; il comprend au moins deux unités, chacune d'elles ayant au moins deux poutres transversales espacées montées sur des piles ou jambes extensibles et des poutres longitudinales ou longerons, destinés à venir en contact avec le toit et s'étendant entre les poutres, les longerons de chaque unité stallongeant au-dessus des poutres de l'autre unité ; il comparez aussi des moyens d'avancement alterné des unités, chaque unité servant à son tour de point dlappui pour le déplacement de l'autre unité0 Dans une réalisation préférée de l'invention, il existe deux unités comprenant chacune deux poutres transversales, les poutres de l'une étant parallèles aux poutres de l'autre et étant disposées entre elles0 Les longerons des deux unités sonR également parallèles entre eux. Avec cet agencement une unité en- jambe 7'autres les longerons de la seconde s'étendant au-dessus des poutres de la première.Un ou plusieurs vérins hydrauliques sont attelés entre au moins une poutre de chaque unité et ser vent à faire avancer tour à tour ces unités. Selon une caracteristique de l'invention, celle-ci permet l'emploi d'un procédé de mise en place d'un soutènement permanent du toit dans les mines, procédé selon lequel quand un sou tènement temporaire et déplaçable est bloqué en position de sour tien du toit, il bloque aussi ou il possède des moyens qui aident à bloquer en position de soutien un soutènement permanent, des étais de ce soutènement permanent étant mis en place avant que le soutènement temporaire soit abaisse et déplacé0 Selon une autre caractéristique de L'invention le soutew ment temporaire et déplaçable qu'elle concerne porte des moyens, un ou plusieurs,organes, servant à établir derrière lui un soutènement permanent ou tout au moins plus durable. L'invention est spécialement mais non exclusivement applicable à un soutènement de toit de mine utilisable dans une taille derrière une machine d'abattage0 Grâce à l'invention, à mesure que le soutènement avance derrière cette machine, on peut facilement ériger derrière lui un soutènement permanent abritant une galerie de circulation0 Selon un mode de réalisation de l'invention, les piles hydrauliques du soutènement marchant sont munis de moyens capables de porter plusieurs barres de toit0 Quand ces piles ont été temporairement mises en extension pour bloquer le soutènement entre le sol et le toit, ces barres de tot sont également appliquées contre ce dernier.Avant que l'on rétracte les piles pour permettre l'avancement du soutènement, des étais sont disposés sous l'une au moins des barres de toit pour qu'elle reste tenue en permanence dans cette position. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les piles hydrauliques arrière du soutènement marchant portent une barre transversale ou un élément analogue sur laquelle une foreuse est ou peut être montée avec une possibilité de déplacement. Cette foreuse constitue un moyen avantageux de perçage de trous dans les stratifications du toit en vue d > y placer, de la manière habituelle, des boulons d'ancrage qui retiennent le toft contre lteffondrement. 0n On peut, bien entendu, utiliser de tels boulons d'ancrage en combinaison avec des barres de soutien per zanentes appliquées contre le toit comme décrit plus haut.Les longerons en contact avec le toit peuvent être munis d'allonges en porte à faux à leurs extrémités avant ; ces allonges sont réunies par des charnières aux extrémités avant des longerons et elles sont déplaçables par psootement autour de ces charnières au moyen de vérins hydrauliques ou d'autres organes moteurs. De préférence, les extrémités avant des longerons et celles des allonges montées pivotantes sur ces derniers, dans chaque unité, se trouvent sur un arc de cercle correspondant à 11arc de taille de la machine d'abattage. Les extrémités avant des poutres et celles des allonges peuvent être décalées, d'une unité à l'autre, d'une distance égale à un pas d'avancement de la machine d'abattage de façon tAtE7DrCS chaque pas de celle-ci, il suffise de faire avancer une seule unité, Une plaque d'assise d'un transporteur peut être suspendue au soutènement par des éléments extensibles0 Cette plaque peut être garantie contre tout mouvement indésirable des longerons ou des poutres du soutènement et peut, ultérieurement, être élevée et remise en position par des moyens qui peuvent être eux-mêmes disposés parmi les longerons du soutènement ou à un autre emplacement. On donnera maintenant, uniquement à titre d'exemple, une description d'un mode de réalisation de l'invention et de quelques variantes. On se réfèrera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un soutènement selon l'invention - la figure 2 est une vue partielle en perspective montrant une variante de réalisation - la figure 3 est une vue de côté de la variante de la figure 2 - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'une autre variante - la figure 5 est une vue de c8té d'un autre soutènement selon l'invention - la figure 6 est une vue en plan du soutènement de la figure 5 - la figure 7 est une vue de détail en élévation d'une autre variante de réalisation0 Le soutènement représenté comprenddeux unités désignées respectivement par les références Â et B. L'unité Â comprend des poutres 10 montées sur des piles ou des jambes Il extensibles hydrauliquementO Ces piles 11 sont à double action de sorte qu'elles peuvent être allongées ou rétractées positivement par le fluide du circuit hydraulique. Les poutres 10 sont réunies et tenues écartées les unes des autres par des longerons 12 qui viennent en contact avec le toSt et qui sont eux-memes tenus entre des équerres 13 fixées à la face supérieure des poutres 10. L'unité B comprend des poutres 14 montées sur des piles ou des jambes 15 à double effet, extensibles et rétractables hydrauliquement, similaires aux jambes 11. Les poutres 14 sont réunies et tenues écartées par des longerons 16 qui viennent en contact avec le toSt et qui sont tenus entre des équerres 17 fixées aux poutres 14. On notera que les longerons 12 s'étendent aussi transversalement aux poutres 14 de l'unité B sur lesquelles ils peuvent reposer, En d'autres termes, l'unité Â chevauche l'unité B. Les parties extrêmes des longerons 16 s'étendent en porte-a-faux transversalement aux portes 10 de l'unité Â sur lesquelles ils peuvent reposer. On remarquera que tous les longerons 12 et 16 qui viennent en contact avec le toit se trouvent dans le même plan horizontal. Chacun des vérins d'avancement des unités À et B a lne tige de piston 18 attelée à l'une des poutres 10 de l'unité Â et un cylindre 19 fixé à l'une des poutres 14 de l'unité B. Ces monr tages peuvent être à pivot ou à joint universel permettant n débattement relatif vertical entre les poutres 10 et 14. Une longueur avantageuse de ce soutènement est, par ciel- ple, de 5,50 m environ ; de meAme sa largeur peut atteindre5,5Oî environ. Pour faire avancer le soutènement que l'on vient de décrire, on rend l'unité À non-porteuse en rétractant ses piles 11 jusqu'à ce que les longerons 12 en contact avec le toit reposent sur les poutres 14 de l'unité B. On continue à provoquer la rétraction des piles Il à double effet jusqu'au moment où elles cessent de toucher le sol. On fait alors avancer l'unité Â en faisant se rétracter les vérins 18, 19, et on ajusté sa position latérale après quoi on la plaque à nouveau contre le toit en faisant s'allonger les piles 11. Des vérins de réglage peuvent titre prévus pour le contrôle de la tendance au pivotement des vérins d'avancement en vue de l'ajustement latéral des unités du soutènement. De la même façon, on abaisse l'unité B sur les poutres 10 de l'unité Â et, après que ses propres piles ont été levées audessus du sol, on la fait avancer par extension des vérins 18, 19. On serre ensuite, à nouveau, contre le toit cette unité B. Un avantage de la rétraction positive des piles ou jambes 11 et 15 au-dessus du sol quand on doit faire avancer une unité est que le déplacement de ces piles ou jambes n'est pas gêné par le mauvais état du sol, la structure supérieure des unités servant à guider les piles pendant leur avance. Un soutènement tel que celui représenté peut être utilisé seul ou en quantité quelconque, chacun d'eux soutenant, par exemple, une partie supérieure de 5,50 m de long.0 De préférence, quand on se sert de deux ou plusieurs soutènements de ce type, on fait avancer tour-à-tour toutes les unités Â puis toutes les unités B de sorte que l'on maintient ies lignes continues de soutien. Les soutènements peuvent chevaucher une machine d'abat targe. Le soutènement est réversible et peut procurer un soutien à une jonction de tailles. Pendant le soutien d'une jonction de tailles en retrait on dispose d'un accès au transporteur et à la machine d'abattage entre les piles de l'unité B où il existe, par exemple, un espace libre de 1,50 m de large, On peut employer des unités porteuses du type à cale, pour l'abattage en recul, derrière un soutènement comme décrit ci-dessus pour se protéger contre les éboulements, etc... Seuls les longerons 12 et 16 sont en contact avec le toit et, dans la disposition particulière décrite ici ou la longueur du soutènement est de 5,50 m, seul un espace de 1,60 m est lais sé libre entre les longerons quand ils sont tous immobilises. En bref, les avantages d'un soutènement tel que décrit cidessus sont les suivants a) l'avance n'est pas gênée par les obt-acles du sol, b) les piles ou jambes ne nécessitent que de petites se melles, c) les longerons supportant le toit sont disposés longi- tudinalement, d) un ajustement de 1? position est possible, e) le soutènement est apte à rencontrer un étaiement à une jonction de tailles en laissant un bon accès à la machine d'abattage et au transporteur. f) le soutènement peut être facilement construit et adapté à des tailles de hauteurs et de largeurs différentes. Les piles ou jambes Il de l'unité Â sont pourvues de consoles ou supports 20 qui sont montées coulissantes et qui sont aptes à porter des barres 21 de soutien du. toit. Le déplacement vertical des consoles 20 vers le haut et vers le bas des piles il est effectué et commandé grâce à des vérins 22 Cvoir figure 3) qui sont mcii tés sur les longerons 12 les plus extérieurs et reliés fonctionnellement aux consoles 20. grâce à un câble et à un moufle à deux poulies, 23, 24o Avant que l'on abaisse l'unité s du soutènement pour la préparer à avancer derrière la machine d'abattage on fait monter les consoles 20 pour mettre les barres 21 contre le toît puis on immobilise l'une dOUes (indiquée par la référence 21a sur la figure 2) dans cette position au moyen d'étais ou d'appuis 25. On abaisse ensuite les consoles 20 avec les barres restantes 21. On fait alors avancer l'unité A du soutènement en laissant derrière elle un soutènement permanent du toit composé des étais 25 et de la barre de toit 21a. Les étais 25 peuvent être métalliques (extensibles ou autres) ou en bois. Le mode de réalisation de l'invention visible sur la figure 4 est semblable par certains aspects à celui des figures 2 et 3 ; quand c'est justifié, on a utilisé les mêmes références pour désigner les pièces analogues. Toutefois, dans le cas de la figure 4, au lieu de porter des barres de tolt, les consoles 20 supportent, fixée de l'une à l'autre, une barre ou une crémaillere 26 qui soutient une foreuse 27. Celle-ci est déplaçable le long de la crémaillère 26grâce à un volant 28 associé à un pignon qui engrène avec les dents de la face inférieure de la barre 26. Avant d'abaisser l'unité À du soutènement pour la préparer à avancer derrière la machine d'abattage, on emploie la foreuse 27 pour forer une série de trous dans le toit. On fixe des boulons d'ancrage dans ces trous de la manière habituelle pour qu'ils tiennent ou qu'ils aident à retenir le toît contre l'é- boulement. On peut élever et abaisser les consoles 20 à l'aide de vérins hydrauliques de la même façon que celle décrite plus haut à propos de la réalisation de la figure 2 afin de faire pénétrer les mèches dans le toit et de les retirer ensuite. Dans le cas des figures 2 et 3, au lieu de prévoir des moyens distincts (par exemple les verins hydrauliques 22) pour élever et abaisser les consoles 20, on voit que l'on peut monter celIesci ou le:r fixer sur les piles Il ou sur la poutre 10 pour que les barres de toit 21 soient appliquées contre le toit en -rS9eme temps que les longerons 12 On fixe l'une des barres 21 contre le toit à l'aide es e étais 25 avant d'abaisser le soutè- ment. Toutefois, l'agencement visible sur les figures 2 et 3 a l'avantage que des moyens sont disponibles pour soulever les barres 21 à partir iune position or elles peuvent commodément être disposées manuellement sur les consoles 20. Bien que des organes hydrauliques soient représentés pour la levée des consoles 20, on pourrait adopter d'autres dispositifs, par exemple des vis ou des leviers. Les figures 5 et 6 montrent une modification selon laquelle les consoles 20 situées à l'arrière du soutènement sont remplacées par deux bras de levage 45 qui sont chacun montés pivotants sur une pile Il et qui possèdent une griffe 46 pouvant recevoir une barre de toit. Ces barres (ou une crémaillère guidée pour le montage, transversalement, d'une foreuse) peuvent être élevées par les griffes quand les bras sont mûs en synchronisme par des vérins 47 pour l'exécution d'une opération du toît. Les figures 5 et 6 montrent encore une autre modification0 Comme précédemment, le soutènement comprend deux unités (A et B) ayant respectivement des poutres 10 et des longerons 12 montés sur des piles Il extensibles hydranliquement et des longerons 16 et des poutres 14 montés sur des piles 15o Le soutènement est conçu pour enjamber une machine d'abattage de charbon 39 et un moyen d'évacuation du charbon 40. dux extrémités avant des longerons 12 et 16, il existe des barres 41 en porte à faux, manoeuvrables par des vérins hydrauliques 42. Les pointes avant des barres 41 des longerons 12 se trouvent le long d'un arc de cercle 43 ayant la même courbure que le balayage de la machine d'abattage ; les pointes avant des barres 41 des longerons 16 sont decalées par rapport aux pointes des barres 41 des longerons 12 et se trouvent le long d'un arc senblable 44-déplacé d'une quantité égale à un pas en avant de la machine d'abattage, c'est-à-dire égale à une demi-course des vérins d'avancement, de sorte qu'une unité progresse d'un pas quand l'autre avance de deux pas. Les extrémités des longerons 12 et 16 se trouvent sur des arcs similaires. Une plaque d'assise 49 visible sur la variante de la figure 7, est suspendue à deux longerons 12 de l'une des unités à la manière d'un cadre coulissant. Cette plaque est portées par des jambes 50 hydrauliques à double effet, extensibles et rétractables, à partir d'un chariot 50 qui est engagé dans les faces latérales des deux longerons. Un vérin hydraulique 52 à double effet est attelé entre un point d'ancrage 53 de l'unité correspondante et le chariot ; ce vérin 52 agit en synchronisme avec les vérins 19 quand les piles 11 de l'unité ne sont passons pression afin que la plaque d'assise reste fixe quand cette unité avance, En variante, les jambes 50 peuvent être commandées en coordination avec les piles 11 de l'unité de façon que ces jambes 50 ne soient pas entretoisées quand l'unité est en mouvement ; de préférence, le vérin 52 est simultanément mis en court-circuit sur lui-même afin que la-plaque d'assise soit retenue en place par l'extrémité du transporteur. Ensuite, la plaque d'assise et une extrémité du transporteur peuvent être déplacées par le vérin 52 jusqu'à un nouvel emplacement après relâchement des jambes 50. REVENDICATIONS 1 Soutènement de toSt de mine, particulièrement mais non exclusivement utilisable dans une taille derrière une machine d'abattage ou enjambant celle-ci, caractérisé en ce qu il comprend au moins deux unités, chacune d'elles ayant au moins deux poutres transversales espacées montées sur des piles extensibles et des longerons fixés entre les poutres, les longerons en contact avec le toît de chaque unité s'étendant au-dessus des poutres de l'autre unité, des moyens servant à faire avancer tourà-tour les unités, chacune d'elles agissant à son tour comme point d'appui pour avance de l'autre unité. 2) Soutènement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens, d'un organe ou de plusieurs organes utilisables pour ériger derrière le soutènement une structure de soutènement plus durable. 3) Soutènement selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il a des allonges en porte a' 2aux aux extrémités avant des longerons afin de soutenir le toit en avant du soutènement. 4) Soutènement selon la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités avant des longerons de chaque unité sont dé calées par rapport aux extrémités avant des longerons de l'autre unité d'une longueur égale à une demi-course des vérins diiiara cement. 5) Soutènement selon l & revendication 1 caractérisé en ce qu'une plaque assise est suspendue aux longerons, cette plaque pouvant recevoir une extrémité d'un transporteur pouvant ains être déplacé.