Brevet FR2025591A1 — publié le 19700911

La présente invention concerne un procédé d'abattage du charbon dans les mines souterraines, qui permet notamment d'en augmenter le rendement en gros calibres, ainsi qu'un dispositif servant à mettre en oeuvre ce procédé. La taille du charbon dans les mines souterraines se fait jusqu'à présent à 11 aide de machines d'abattage ou d'explosifs. Une forte désagrégation du charbon et un faible rendement en gros calibres constituent les désavantages communs à tous les procédés rabattage connus. Pour augmenter la quantité en gros calibres de charbon dans le produit abattu, on emploie un havage préliminaire de la couche près du mur ou, en même temps, près du mur et près du toit, ainsi que des procédés spé ciaux de minage, tels que par exemple tirs par longs trous de forage parallèles au front de taille. Ces procédés permettent d'atteindre de hauts rendements de production, mais augmentent considérablement la proportion en menus calibres et en fines, qui ont une valeur commerciale et utilitaire bien moindre. On sait abattre une couche puissante de charbon par une haveuse d tambour qui en bote la partie inférieure et forme au-dessus du mur une saignée de hauteur considérable, tandis que autre partie de couche suspendue est abattue à ltexplosif, ou bien s'éboule sous son propre poids. Un tel procédé permet certes d'obtenir une certaine quantité de gros calibres, qui reste néanmoins insignifiante vis-à-vis de la grande quantité de fines produites lors du havage de la partie inférieure de la couche. Le procédé d'abattage du charbon qui fait l'objet de la présente invention est exempt des défauts cités. La particularité essentielle de ltinvention réside dans le fait qu'on pratique tout d'abord, dans le massif de charbon, le long du front de taille, deux ou plusieurs saignées parallèles à la sole, qui déterminent des tranches. Ensuite, on exerce une pression de bas en haut perpendiculairement à la sole sur la surface inférieure ainsi dégagée de la tranche,- en principe sur toute sa largeur, qui correspond à la profongeur de saignée ou passe. Cette pression entratne le détachement de la tranche sur la longueur de progression. Au fur et à mesure du détachement de la tranche dans la première passe, on peut saigner et détacher en même temps dans une autre passe. Le charbon abattu est chargé sur le convoyeur. Ensuite, en se déplaçant le long des saignées horizontales, on détache les tranches par progressions sucoessives. On procède ainsi jusqu'au déhouillement de tout le front de taille à la profondeur des saignées. La profondeur des tranches est choisie selon la qualité du charbon pour que la force nécessaire à leur détachement ne soit pas plus forte que la résistance du charbon à l'écrase- ment. Pour détacher la tranche sur toute la longueur de progression, la pression sur la surface horizontale de la tranche peut aussi Autre inversée, ctest-à-dire être exercée de haut en bas. Le fait que ce procédé d'abattage du charbon se prête à une mise en oeuvre en toutes conditions minières et géologiques et donne, dans le charbon abattu, une proportion en gros calibres plus grande qu'avec les autres procédés d'abattage connus jusqu'à présent constitue, parmi d'autres, un avantage de ce procédé. L'invention a aussi pour objet un dispositif qui disloque les tranches de charbon et offre pour lsessentiel sur son bâti un ou, mieux encore, deux vérins de poussée dont les éléments mobiles sont munis de bras approximativement en forme de Z. La partie inférieure des bras est placée dans la saignée de façon que la pression exercée vers le toit disloque la part d'une tranche donnée lors de ltavance de l'élément mobile. Le dispositif ainsi envisagé permet avantageusement d'obtenir de grandes forces de dislocation qui agissent sur les tranches de charbon et d'ajuster la longueur de progression et par là même la grandeur des gros morceaux dans le charbon abattu. Un autre trait essentiel et, en mSme temps, un avantage du procédé et du dispositif selon l'invention résident dans la possibilité qu'ils offrent d'appliquer toute la force nécessaire pour disloquer les tranches de charbon, non sur le toit, mais sur le mur de la taille et par action de dislocation de bas en haut. De cette façon, le toit de l'exploitation peut être libéré d'une pression qui pourrait s'avérer dangereuse -dans certaines conditions, en particulier lorsqu'il faut pour désagréger la tranche une grande force dont l'application sur le toit pourrait détériorer ou ébranler la structure de celui-ci. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemplé, fera bien comprendre comment l'inven tion peut se mettre en pratique. La figure 1 représente le dispositif d'abattage du charbon et la taille en vue de devant. La figure 2 représente la taille en coupe horizontale. La figure 3 est une vue de devant en coupe de la taille et du dispositif. La figure 4 représente la taille en coupe verticale transversale, avec le dispositif à disloquer les tranches. La figure 5 montre un élément expansible qui disloque les tranches. ta figure 6 représente l'un des modes de réalisatien envisagés pour réaliser l'élément expansible, en station verticale. Le dispositif selon l'invention se compose d'un bâti porteur 4 sur lequel sont montés des vérins hydrauliques de poussée 5. Des bras 8 approximativement en forme de Z sont attachés aux parties rétraetables 7 des vérins 5. La partie du bras 8 la plus basse est placée dans la saignée 9 entre les tranches P de la taille. La figure 1 représente un iode de réalisation du dispositif considéré, dans lequel les bras 8 sont placés de façon que, par lise en @euvre des vérins, les tranehes P soient détachées vers le haut. Toute la force nécessaire pour disloquer les tranches est alors an appui contre le iur 1 de la taille. La figure 3 représente un iode de réalisation à mentage inversé des bras 8 et des vérins 5 grâce auquel les tranches se détachent, non de bas en haut, mais de haut en bas. L'ensemble de la force nécessaire pour disloquer les tranche. s'appuie alors, non contre le mur 1, lai. contre le toit 2 de l'expleitation. Le dispositif représenté peut Stre installé et déplacé librement, ou bien sur la profondeur S des tranches P, comme on la montré dans l'exemple des figures 1, 2 et 3, ou bien latéralement à ces tranches, comme on peut le voir sur la figure 4. Le dispositif que montre la figure 4 est disposé de manière à glisser le long d'un co@@voyeur 3. L'abattage de la couche s1 effectue selon l'inven- tion de la manière suivante Une haveuse appropriée pratique d'abord les saignées 9 qui divisent le front de taille sur sa première passe W1 en tranches horizontales P. Ensuite, on place dans les saignées 9 les parties inférieures 8a des bras 8 et on met en oeuvre les vérins 5, en exerçant par là même une pression sur la surface inférieure horizontale ainsi dégagée a d'une tranche donnée P, sur toute sa profondeur S qui correspond à la profondeur de saignée ou passe et sur la longueur de progression Z. Le charbon abattu est chargé sur le convoyeur 3.Après abattage sur une longueur de progression Z, le dispositif se déplace le long des saignées 9, puis on détache la longueur de progression suivante Z en procédant de même jusqu'au déhouillement de tout le front de taille à la profondeur des saignées. Au fur et à mesure du détachement des tranches P dans la première passe W1, on pratique en même temps des saignées 9 et lton disloque les tranches P dans 11 autre passe W2. L'épaisseur G de chaque tranche P est choisie selon la qualité du charbon et selon les conditions minières et géologiques existantes, de façon que la force nécessaire pour détacher ladite tranche ne soit pas plus grande que la résistance du charbon à 11 écrase- ment. On peut également détacher la tranche de charbon en exerçant la pression sur sa surface supérieure horizontale, du toit vers le mur, comme on peut le voir sur la figure 3. Le procédé conforme à l'invention peut autre éga- lement mis en oeuvre -au moyen d'autres dispositifs, par exem ple au moyen d'éléments expansibles interposés directement dans la saignée 9 entre les tranches P. La figure 5 montre un mode de construction d'un tel élément expansible. I1 se compose de vérins hydrauliques ou, ici,d 'un vérin hwdraulique 10 placé dans la saignée 9 et fixd au bras horizontal 11 du bâti 4. La partie mobile du vérin 10 peut être rendue convenablement tranchante, ce qui facilite le détachement des tranches de charbon. La figure 6 représente encore un autre mode de construction dtun tel élément expansible. Cet élément se compose d'un ensemble de plusieurs vérins hydrauliques 12 montés directement dans un châssis commun 13. Les vé@@ns 12 peuvent être disposés en alternance des deux cotis du châssis 13, coure on le voit sur la figure 6, ou bien d'une caté seulement. Les parties mobiles des vérins 12 sont rendues solidaires par les plaques 14, qui stappliquent sur les surfaces horizontales a des tranches P. L'élément expansible que montre la figure 6 doit évidemment être fixé par exemple au moyen d'un bras approprié au batS 4 qui progresse le long du convoyeur 3. - REVENDICATIONS 1. Procédé abattage du charbon dans les mines souterraines, qui permet notamment d'en augmenter le rendement en gros calibres, caractérisé par le fait qu'on pratique d'abord le long de la taille dans le massif de charbon, en une passe ou sur deux passes à la fois, deux saignées ou plus qui déterminent des tranches parallèles au sur, et par le fait qu'on exerce ensuite sur une surface ainsi dégagée des tranches, sur toute leur profondeur qui correspond à celle des saignées, une pres- sien perpendiculaire au lur, qui entraîne@le détachement de cette tranche sur la longueur de progression, l'épaisseur des tranches étant choisie notamment en fonction de la qualité du charbon afin que la force nécessaire pour briser les tranches ne soit pa. plus grande que la résistance du charbon à l'écrasement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on exerce la pression de bas en haut sur une sur face inférieure dégagée de la tranche. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on exerce la pression de haut en bas sur une surface horizontale supérieure dégagée de la tranche. 4. Dispositif servant à mettre en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et, en parti@u- lier, à disloquer les tranches de charbon, caractérisé par le fait qu'il se compose d'un bAati porteur 4 muni de plusieurs vérins de poussée 5, de préférence au nombre de deux, dont les parties rétractables 7 portent des bras 8 approximativement e@ forme de Z, une partie extrême 8a de ces bras étant placée dans la saignée 9 de façon que, lors de l'avancement de la partie rétractable 7, la pression exercée sur la surface dégagée & Q la tranche P entratne le détachement partiel de cette tranche 5.Dispositif selon la revendication 4, caractérise par le fait que la partie extrême 8a des bras 8 en Z est leur partie la plus basse et que les parties rétractables 7 des vrrs 5 sont mobiles vers le haut pour permettre d'exercer la pressier vers le toit. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la partie extrême 8a des bras 8 en Z est leur partie la plus haute et que les parties rétractables 7 des vérins 5 sont mobiles vers le bas, pour permettre d'exercer la pression vers le mur. 7. Dispositif selon lune quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par un élément expansible qui,placé dans la saignée, exerce la pression sur les surfaceisuperieure et inférieure de tranches voisines P jusqu'à leur rupture partielle, cet élément se composant d'un vérin de poussée 10 monté sur un bras horizontal 11 du bâti 4. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'élément expansible s'y çompose d'un ensemble de vérins 12 montés sur un châssis commun 13.