Brevet FR2027035A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne les chaines de taille pour mineurs continus mobiles munis d'une chaine de taille qui passe sur l'extrémitéavant d'une flèche diabattage orientable. Les mineurs continus de ce type comportent un mécanisme d'abattage qui dégage le minerai de la veine en exploitation et qui taille ainsi une galerie dans laquelle avance l'appareil à mesure que la taille progresse. Ce mécanisme d'abattage est monté sur une base mobile de façon à pouvoir pivoter dans un plan vertical entre le toit et le mur de la veine et comporte un ensemble d'abattage à tambours tournants qui comprend des tambours d'extrémité et une chaste de taille centrale placée entre ces tambours d'extrémité. La machine comporte en outre une tête de chargement de type classique qui ramasse les fragments de minerai qui sont tombés sur le mur de la veine et les ramène vers l'intérieur et vers l'arrière en direction de l'extrémité avant du transporteur d'évacuation de la machine. Selon la présente invention, un mineur continu mobile est muni d'une chaine de taille sans fin passant par sa partie médiane sur une roue de chaine placée sur 1 'extrémité avant d' - une flèche pivotante et portant des pics qui taillent leur chemin dans une couche de minerai, cette chaine étant constituée par des maillons à charnières ayant tous sensiblement une longueur égale à la largeur de la flèche de la machine et sur chacun desquels sont prévus des taquets en saillie sur l'avant de la face de taille de la chaine entre lesdits pics, le bord en saillie extérieure de ces taquets demeurant à l'intérieur du cylindre de coupe des pics associés et chacun de ces taquets formant une surface frontale transporteuse qui évacue le minerai détaché par les pics. La description qui va suivre, et les dessins annexés donnés surtout à titre d'exemples non limitatifs, feront mieux comprendre comment la présente invention peut eAtre réalisée. Sur les dessins annexés la figure 1 est une vue en perspective d'un mineur continu dans lequel sont appliqués les principes de l'invention; la figure 2 est une vue dessinée à plus grande échelle, avec coupe partielle faite suivant le plan ?-2 de la figure 1 et représentant l'ensemble de la texte d'abattage; la figure 3 est une vue en perspective et dessinée à plus grande échelle d'un autre mode de réalisation de la roue de chaîne de l'invention; la figure 4 est une coupe partielle faite suivant le plan 4-4 de la figure 3 et dessinée à plus grande échelle; la figure 5 est une vue en plan et dessinée à plus grande échelle d'une partie de la chaîne de taille de l'invention; la figure 6 est une vue de profil d'une partie de la chine de taille de la figure 1; la figure 7 est une coupe faite suivant le plan brisé 7-7 de la figure 6; et la figure 8 est une coupe faite suivant le plan 8-8 de la figure 6. Un mineur continu, désigné dans son ensemble par la référence 10 et dans lequel sont appliqués les principes de l'invention peut se présenter sous des formes diverses, lais, pour les besoins de la présente description, il sera décrit sotis la forme d'une machine comportant un train chenillé 14 supportant unEhassis 16 sur l'extrémité avant duquel est montée une flèche d'abattage 18 pouvant pivoter vers le haut et vers le bas entre le toit et le mur d'une veine en cours d'exploitation. Un ensemble d'abattage 24, transversal par rapport à la flèche 18, est monté sur l'extrémité avant de cette flèche de façon à pouvoir tourner.Une tête de chargement 26, comportant des bras oscillants 28 qui ramènent les fragments de matière minérale dé- tachés vers l'intérieur et vers l'arrière en-direction d'un transporteur de type courant 30 qui équipe le mineur continu 10, pivote aussi sur l'extrémité avant du chassie 16 au-dessous de la flèche~18. Des vérins hydrauliques de type courant (non représentés) permettent de faire pivoter la flèche 18 et la tête de chargement 26 dans un plan vertieal autour dè leurs axes de pivotement horizontaux respectifs.Chacun de cèsvérins hydrauliques est fixé par l'une de sés extrémités sur ltextrémité avant du châssis 16 et par son autre éxtrémité sur un bras de pivotement arrière de la flèche 18 ou -de la tête-de chargement 26. Des moteurs 36, solidement fixés par -des supports -appropriés 38 sur la flèche 18, permettent d'actionner comme il convient l'ensemble de la tette abatteuse 24. Ainsi qu'on le voit sur la figure 2, l'ensemble d'abattage 24, qui est mis en rotation par une transmission à engrenages de tout type approprié, comprend :- une chaine de taille 76, articulée et sans fin, placée symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du mineur continu 10; deux têtes abatteuses constituées chacune par un tambour horizontal, cylindrique, creux et tournant 78, ces deux tambours étant respectivement placés de part et d'autre de la chaine 76; et des prolongements des têtes abatteuses constitués chacun par un tambour horizontal, cylindrique, creux et tournant 80 qui coulissent chacun partiellement dans l'un des tambours 78 et qui peuvent sortir de ceux-ci sous l'action de vérins hydrauliques appropriés.Un arbre moteur 70 qui met en rotation l'ensemble d'abattage et qui est supporté par la partie avant d'un carter d'engrenages 56 placé sur l'extrémité avant de la flèche 18, s'étend longitudinalement à l'intérieur des tambours 78 et 80 et met en rotation l'ensemble d'abattage 24. Une roue de.chaîne motrice 82, située à l'aplomb de l'axe longitudinal de la machine 10, est montée sur arbre 70 par l'intermédiaire de cannelures. Cette roue 82 porte une pluralité de dents 84 équidistantes sur sa périphérie et qui entrat- nent la chaîne de taille 76 à la façon qui sera décrite plus loin. Une roue de chaine appropriée 86, placé à l'arrière, faisant office de roue de renvoi et tournant sur un arbre 88 transversal par rapport à la flèche 18, fournit à la manière habituelle la traction nécessaire pour que la chaine de taille 76 demeure convenablèment tendue au- cours de son-iiouament-. Ghacun des tambours 78 forme sur son extrémité intérieure une collerette radiale extérieure 106 et un épaulement de support 108 qui 'étend en direction axiale à partir de la collerette 106 et en direction de l'axe longitudinal de la machine 10. Ces épaulements de support 108 sont respectivement situés sous chacun des bords de la chaine de taille 76 et supportent la bouche que forme cette chaine à son passage sur les tambours rotatifs 78. Les vitesses de rotation de la chaîne 76 et des épaulements 108 sont égales et, par suite, aucun mouvement relatif ne se produit entre ces épaulements et la chaine 76 pendant que celle-ci est supportée par lesdits épaulements.En rai son de cette absence de mouvement relatif, aucune usure ne se produit sur les surfaces en contact mutuel des épaulements 108 et de la chaine 76. La roue de chine motrice 82 est taillée de façon à présenter une pluralité de surfaces 110 formant fond de denture et qui se situent très sensiblement sur la meme surface cylindrique que les surfaces de contact des deux épaulements de support 108. En raison de la présence de ces surfaces 110, chacun des maillons qui se trouvent dans la boucle de la chaîne 76 est supporté en trois points, savoir en ses surfaces de contact opposées par lesquelles il s'appuie sur les épaulements 108 et en son centre sur l'une des surfaces 110 de la roue de chaîne centrale 82o Une telle disposition des supports de la chaine 76 diminue les moments de flexion et de torsion de ses maillons dus aux forces développées par la taille. Cette disposition des supports de la chaine permet d'utiliser une chaine de coupe dont le rapport de la largeur au pas peut Qtre choisi plus grand qu'il n'était possible de le faire auparavant, ce rapport pouvant être égal à 4/1, ou mdme plus élevé. Un tel rapport ae la largeur de la chaîne à son pas permet dtutiliser dans la mise en application de l'invention et pour des raisons qui seront expliquées plus loin, une chaine suffisaiment large bien que suffisamment flexible sans qu'il soit nécessaire d'employer des roues de chaine d'un diamètre excessif.Si le rapport de la largeur de la chaSne à son pas est inférieur à 4/1, la chaîne ayant la largeur nécessaire aurait un pas qui exigerait des roues de chaine dlun diamètre trop grand pour entre utilisées dans une tête d'abattage du type décrit. Les figures 3 et 4 représentent un autre mode de réalisation du support central conforme à l'invention d'une chaine de taille, ce support central étant constitué par une roue de chaîne motrice 82' munie sur chacun des côtés de chacune de ses dents 841 d'un épaulement 109e Ces épaulements ne se prolongent pas sur les surfaces 110' formant les fonds des dents de la roue, et leur hauteur est telle que le diamètre du cercle commun passant par leurs surfaces supérieures est sensiblement plus grand que le diamètre du fond de denture de la roue.Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, chacun des mail lons qui se trouvent dans la boucle formée par la channe 76 est supporté en quatre points, savoir : à ses deux extrémités par ses surfaces de contact avec les deux épaulements 108, et en deux points centraux par les surfaces de contact des épaulements 109 placés respectivement sur l'un et l'autre coté de chacune des dents 84t Une telle disposition à quatre surfaces d'appui présente les mimes avantages que ceux indiqués pour le support en trois points décrit précédemment, mais présente l'avantage supplémentaire de réduire les usures et les ruptures de channe par comparaison avec celles qui peuvent titre provoquées par une disposition à trois points d'appui. Des transporteurs à vis d'Archimède, 118, de type bien connu, sont fixés sur la périphérie des tambours d'abattage 78, et des manchons de support 115, de type courant, sont fixés sur les extrémités extérieures des tambours de prolongement 80 et ont un diamètre tel qu'Une peuvent pénétrer dans les tambours 78. Ces manchons 115 permettent aux tambours 80 de se rétracter et de se mettre en extension sans qu'il y ait pratiquement aucune interruption entre les vis transporteuses 118 des tambours 80 et celles des tambours' 78. Ces vis 118 portent une pluralité de supports de pic 120, fixés sur leur bord périphérique et convenablement placés et orientés les uns par rapport aux autres. Un pic de taille, 122, est monté dans chacun de ces supports 120. Ces pics de taille 122 peuvent être de tout type approprié et ont été représentés sous la forme de pics pour pénétration profonde et à pointe d'attaque conique. Les vis transporteuses 118 sont disposées de façon à diriger une partie de la matière minérale détachée par les pics. 122 vers l'intérieur en direction de la chaîne de taille 76. Des bouchons d'extrémité 124 sont fixés de toute façon appropriée sur les extrémités des tambours de prolongement 80. Des supports 120 et des pics 122 sont aussi fixés sur ces bouchons 124 en des points appropriés et suivant une orientation mutuelle convenable. On voit sur les figures 5 à 8 que la chaîne de taille 76 est formée par une succession de maillons 200 reliés les uns aux autres par des charnières transversales.Chaque bord longitudinal de chaque chaînon porte des charnons formés sur un corps principal oblong 208 et qui s'intercalent mutuellement avec des charnons portés par le bord adjacent du charnon suivant. Dans la description détaillée qui va être donnée avec référence à la figure 5, le bord supérieur et le bord inférieur de chaque maillon sont respectivement désignés par les références 214 et 216. Le bord supérieur 214 du maillon porte deux jeux de charnons, 218-820-222-, disposés symétri4uement de part et d'autre'd'un évidement central 243. Les échancrures gui séparent ces charnons les uns des autres reçoivent des charnons correspondants portés par le chainon supérieur (non représenté). Les charnons correspondants sont référencés 224, 226 et 228 sur le bord inférieur 216 du maillon inférieur suivant, et l'interpénétration des charnons de deux maillons successifs est clairement visible sur la partie centrale de la figure 5, les charnons représentés entrecroisés sur cette figure n'étant pas désignés par des références numériques.On notera sur la figure 5 que l'évidement central 243 du bord supérieur 214 reçoit, àvec un certain'jeu, un charnon central plus large 228 porté par le bord inférieur 216 du maillon adjacent. Chacun des maillons 200 est percé en son centre d'une ouverture 'd'entraînement 230 dans laquelle s'engage l'une des dents de la roue 82 sur laquelle passe la chaîne 76. Le profil des maillons de la chaine est représenté sur les figures 6, 7 et 8. Chaque charnon est percé d'un alésage 204 aligné avec les alésages 204 des charnons du maillon 200 adjacent, une broche 206 introduite dans l'enfilade de ces alésages complétant la liaison par charnière des maillons adjacents. Cette broche 206 est maintenue en place à la façon bien connue par des goupilles d'arrêt 231 fixées dans les charnons 218 les plus extérieurs. La chaine de taille 76 porte une pluralité de supports de pic 120 fixés sur les corps 208 de ses maillons de toute manière appropriée et en des points différents de façon à effectuer une action de taille sur toute la largeur de la chaîne 76. Un pic de taille 122 est fixé dans chacun des supports 120. Ces supports 120 sont mutuellement espacés et orientés de façon à tailler dans la matière minérale sur l'avant de la machine 10, et il n'est pas nécessaire que chaque maillon 200 soit porteur d'un support de pic 120. Selon l'invention, la chaîne de taille est munie de taquets en saillie sur sa surface qui porte les pics de taille 122 et qui forment des éléments transporteurs 232 transversaux et placés dans les espaces qui séparent les pics de taille. Ainsi qu'on le voit sur les figures 5 à 8, des taquets 234 sont prévus sur les charnons 218 et 220 de part et d'autre de l'évidement central du chaînon, Ces taquets 234 sont situés le long du bord supérieur 214 du corps 208 du chainon. Des taquets 236 sont prévus sur les charnons 224 et 226 en des emplacements plus éloignés du corps 208 du chainon, de sorte que ces taquets 234 et 236 se trQuvent mutuellement alignés en direction transversale par roort à la chaine suivant une ligne continue qui suit la charnière 202 lorsque la broche 206 correspondante est en place. Le taquet 238 s'étend sur toute la largeur du charnon 228 le long du bord inférieur 216 et est placé plus près du corps 208 du maillon que les taquets 236. Une lèvre 240 située sur le bord supérieur 214 de chaque maillon s'étend sensiblement sur toute la largeur des charnons 222 le long du bord inférieur de l'évidement central 242 et à l'alignement des taquets 234. La levure 240 forme deux extrémités extérieures 241 en saillie vers-le haut sur les côtés des charnons 222 et une partie intermédiaire 242' qui s 'retend le long du bord 214 du corps 208 du maillon entre le bord supérieur de ses parties d'extrémité 241 et la surface inférieure du corps 208 du maillon. La face de cette -partie 242t la plus éloignée du corps 208 du maillon est concave suivant un rayon sensiblement égal au rayon du charnon 228, ainsi qu'on le voit sur la figure 7. La concavité de cette face de la partie 242' de la lèvre 240 est nécessaire pour que la charnière 202 puisse Btre montée. Des poches transporteuses 233 sont ainsi formées entre les taquets 234, 236, 238 et les lèvres 240 des maillons adjacents 200. L'invention s'étend aussi à des variantes de la disposition représentée telles que les suivantes : les éléments transporteurs 232 peuvent comprendre des taquets communs à plusieurs charnons; ces taquets ne doivent pas nécessairement être alignés transversalement sur la chaine 76 et peuvent aussi être étagés et assurer sensiblement les mimes fonctions que s'ils étaient alignés les uns sur les autres; et ces taquets peuvent être portés par le corps 208 des maillons et non par les charnons comme décrit plus haut. Pour extraire de la matière minérale sur le front de taille, le conducteur de la machine 10 fait d'abord pivoter la flèche 18 vers le haut de façon qu'elle se trouve contre letoit de la taille. Après ce pivotement initial de l'ensemble 24 de la tete d'abattage, cet ensemble est poussé vers l'avant de façon qu'il commence à couper dans le front de taille. Après qu'il a été ainsi avancé, la flèche 18 est rabaissée en direction du mur de la veine jusqu'à ce qu'une passe d'abattage ait été effectuée sur le front de taille.Au cours de ce mouvement de descente et de coupe de la tête d'abattage, il importe que les fragments de matière minérale détachés soient rapidement enlevés de l'avant de la surface de taille précédente (c'est-à-dire hors de la table qui se forme entre la surface de la taille précédente et celle de la taille en cours d'exécution jusqu'à ce que cette dernière ait été terminée). Si ces fragments de matière minérale ne sont pas enlevés rapidement, le rendement de la tSte abatteuse 24 est fortement réduit du fait de l'augmentation n** cessaire de la puissance motrice qui en découle, du ralentissement de la vitesse de coupe et, de plus, du dégagement excessif de poussier qui en résulte. Pour assurer convenablement I'évacuation de la matière minérale détachée hors de la table de taille et le dégagement de cette matière hors du front de taille, les éléments transporteurs 232 doivent avoir une hauteur bien déterminée. La hauteur de ces éléments transporteurs 232 (c'est-à-dire la distance qui sépare leur bord supérieur de la face supérieure du corps 208 du maillon) détermine la capacité de transport de la chaîne de taille 76. En d'autres termes, le produit de la hauteur des éléments transporteurs 232 par la largeur de la Chaîne 76 et par le pas de la roue de chaine 82 (c'est-à-dire la largeur de chaque maillon 200) est égal au volume maximum de matière minérale qui peut titre évacué de la table de coupe par chacun des maillons 200. La hauteur à donner à ce-s éléments transporteurs s'obtient donc par un calcul dans lequel doivent être pris en considération le genre des pics de taille 122 utilisés; la vitesse opératoire de 11 ensemble 24 de la tête d'abattage; les volumes maxima et minima de matière minérale qui peuvent etre détachés par la chaî- ne de taille 76 dans l'unité de temps pour' deys vitesses variables de coupe et de pénétration et pour des types différents de pics 122; la disposition des pics 122 sur- la chaîne 76; et autres facteurs analogues. après évaluation de ces facteurs, un arrangement optimal des éléments de la machine est déterminé et cet arrangement, ainsi que la vitesse opératoire maximale possible, détermine le volume maximum de matière minérale qui peut etre dégagé par la chaine de taille 76 dans l'unité de temps. Ce volume maximal de minerai détaché détermine la hauteur des éléments transporteurs 232 qui seront capables d'assurer l'évacuation hors de la table de taille d'un volume de matière au moins égal dans l'unité de temps.Par exemple, dans le cas d'une chaine 76 ayant une largeur de taille de 760 mm et opérant à une vitesse de coupe de 25 mm par seconde sur un front de taille de 760 mm de largeur, le volume de matière minérale détaché par seconde est 14,750 dm3, et, par conséquent, la hauteur des éléments transporteurs 232 doit titre telle que ces éléments donnent à la chaîne 76 une capacité de transport d'au moins 29,500 dm) à la seconde (ce volume correspondant au double du volume de 14,750 dm3 pré- cédemment calculé pour tenir compte du foisonnement de la matière détachée qui double environ son volume).La capacité de transport 7 de la chaine 76 (en dmv par seconde) est égale au déplacement linéaire de la chaine (en dm par seconde) multiplié par la largeur de la channe (en dm) et par la profondeur (en dm) des éléments transporteurs 232. il doit être bien compris que toutes les chaînes de taille ont une certaine capacité de transport même si elles ne sont pas munies des éléments transporteurs décrits. Cette capacité de transport naturelle provient d'une part du contact matériel entre la chaîne et la table de taille qui donne naissance à des forces de frottement qui entraînent la matière minérale détachée qui se trouve entre la chaîne et cette table, et, d'autre part, du fait que la surface d'attaque des pics de taille et de leurs supports produit un effet d'entraînement sur la matière minérale détachée qui se trouve à leur proximité immédiate. Mais, cette capacité de transport naturelle est souvent insuffisante pour assurer une évacuation convenable de la matière minérale hors de la table de taille et pour dégager cette matière hors du front de taille. D'autre part, si les éléments de coupe de la machine sont constitués par des pics de taille à pointe conique, ltemploi des éléments transporteurs 232.est encore plus nécessaire pour un bon rendement de la machine, du fait que les pics de taille de ce type ont par rapport à l'aire de leur surface d'attaque une capacité de coupe notablement plus forte. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrites, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit. - REVENDICAUIONS - 1 - Chaînette taille pour mineur continu mobile équipé d'une chaîne de taille sans fin soutenue dans sa partie centrale par une roue de chaine montée à 11 extrémité avant d'une flèche orientable, équipée de pics de taille qui creusent leur chemin dans une matière minérale, ladite chaine étant caractérisée en ce qu'elle est constituée par des maillons articulés par des charnières et dont la longueur est égale à la largeur de la flèche, et porte sur sa face de coupe des taquets en saillie placés entre lesdits pics de taille, le bord extérieur de ces taquets étant en retrait par rapport à la surface de coupe cylindrique définie par les pics de taille montés sur la chaine, ces taquets formant chacun une surface frontale transporteuse qui entraine la matière minérale détachée du front de taille par lesdits pics. 2 - Chaine selon la revendication 1 dans laquelle il est prévu une pluralité de taquets en saillie dans les espaces séparant les pics de taille successifs, ces taquets étant distants les uns des autres de façon à former des poches transporteuses sur la chaîne de taille. 3 - Chaste selon la revendication 7 ou la revendication 2 dans laquelle lesdits taquets en saillie forment des éléments transporteurs sensiblement continus et transversaux par rapport à la chaîne. 4 - Chaine selon la revendication 3 dans laquelle lesdits taquets sont en saillie sur les charnons des charnières qui relient les maillons de la chaine. 5 - Chaine selon l'une quelconque des revendications précédentes et dans laquelle la surface frontale transporteuse totale constituée par les taquets placés entre les pics de taille successifs transversalement par rapport à la chaine à une aire suffisante pour assurer I'évacuation d'un volume de matière minérale détachée plus grand que le volume de la matière minérale détachée par lesdits pics de taille successifs et non tassée. 6 - Chaîne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dont le rapport de la largeur de taille au pas est au moins égal à 4/1, cette chaîne étant supportée dans sa zone transversale dtengagement sur une roue de chaine centrale par chacun de ses bords longitudinaux et par des surfaces d'appui placées respectivement sur l'un et l'autre coté de chacune des dents de ladite roue. 7 - Mineur continu mobile muni d'une chaine de coupe sans fin passant par sa partie médiane sur une roue de chaste montée à l'extrémité avant d'une flèche orientable et munie de pics qui se taillent un chemin dans une matière minérale, cette chaine étant constituée par des maillons articulés par des charnières et ayant une Iongueur sensiblement égale à la largeur de la flèche, et portant des taquets en saillie sur sa face travaillante et placés entre les pics de taille, le bord extérieur de ces taquets étant en retrait par rapport à la surface de Coupe cylindrique définie par les extrémités des pics de taille utilisés, et ces taquets formant des surfaces frontales de transport qui assurent l'évacuation de la matière minérale détachée par les pics de taille. 8 - Mineur continu mobile selon la revendication 7 dans lequel des surfaces périphériques d'éléments tournant à la-vi- tesse de déplacement de la chine supportent chacune des bords longitudinaux de cette chaîne, et dans lequel il est prévu un épaulement de support de la chaine sur chacun des cotés de chacune des dents de la roue de' chaîne. 9 - Mineur continu mobile selon la revendication 8 dans lequel les surfaces périphériques de support desdits épaulements sont toutes situées sur une m circonférence dont le diamètre est supérieur au diamètre à fond de denture de la roue de chaine.