Brevet FR2164571A1 — publié le 19730803

L'invention concerne une unité mobile de soutènement a bouclier, de préférence pour la mise en oeuvre dans des tailles exploitées par rabotage, composée d'une semelle qui, au moyen d'un dispositif de ripage, peut être déplacée par rapport a une butée servant de guidage a la machine d'exploitation, et d'un bouclier d'éboulement articulé avec l'extrémité côté remblai de la semelle, ce bouclier d'éboulement - soutenu par des étançons hydrauliques - étant coupié dans sa section avant dirigée vers le front de taille avec un chapeau de toit au moyen d'un système permettant le pivotement vertical. Dans les tailles exploitées par rabotage, on ne travaille à chaque passe du rabot qu'avec des épaisseurs de copeaux relativement faibles de sorte que les surfaces de toit nouvellement dégagées par l'exploitation sont en général également petites. Ce faible avancement de l'exploitation qui est cependant plus fréquent en raison de la plus grande vitesse de travail demande donc également des méthodes de soutènement particulières.Celles-ci peuvent être caractérisées d'une part par le fait que le soutenu nement reste en place pendant plusieurs passes d'exploitation et qu'il n'est avancé qu'après sur la totalité de la distance. I1 en résulte toutefois qu'avec chaque passe d'exploitation une surface de toit plus grande est dégagée qui reste alors sans soutènement pendant un temps assez long. D'autrepart, il est possible de munir le soutènement de chapeaux d'allonge en porte- -faux qui, conformément à la pénétration du rabot et à la surface de toit ainsi dégagée, avancent immédiatement par petits pas par rapport au soutènement, ce qui entraine tout d'abord une augmentation de la surface totale de toit à soutenir et une diminution de la résistance de soutènement.Le soutènement proprement dit est alors avancé ensuite dans son ensemble. Les insuffisances du soutènement marchant conventionnel se manifestent davantage si l'on met en oeuvre un soutènement à bouclier en combinaison avec l'exploitation du charbon par rabotage. Une telle unité de soutènement à bouclier constitue en soi un système compact qui n'est atancé que dans sa totalité pour conserver ses avantages particuliers tels que le soutènement complet du toit avec une protection simultanée du champsde remblai. Si l'on ripait un tel soutènement à bouclier conformément aux épaisseurs de coupe plus faibles dans le cas de l'exploitation du charbon par rabotage,~ce ripage devrait se faire en pas extrtmement petits, ce qui entrainerait un ébranlement inacceptable du toit de sorte qu'une maitrise parfaite des formations de roches ne seràit plus assurée. C'est pourquoi on a déjà utilisé, en combinaison avec un soutènement à bouclier (Demande de brevet allemande publiée avant examen n0 1 958 322), des dispositifs d'allonge destinés à remédier au moins approximativement à cet inconvénient. L'invention a pour but de créer une unité de soutènement à bouclier du genre précité qui, en évitant les inconvénients décrits ci-dessus, répond dans une large mesure aux exigences du ménagement du toit dans le cadre de l'exploitation houillère par rabotage. L'invention est donc caractérisée par le fait que l'ex trémité avant du bouclier d'éboulement munie d'axes d'articulation porte un boîtier en forme de berceau qui comprend sur sa face supérieure un guidage coulissant pour le déplacementbngitu- dinal du chapeau-de toit. L'essentiel de l'invention réside dans le fait que l'ensemble du chapeau soutenant le toit et réalisé en une seule partie peut être avancé par rapport à l'ensemble de l'unité de soutènement en direction du front de taille. On obtient ainsi que la résistance totale de soutènement respectivement obtenue par le bouclier individuel reste toujours la même et est également maintenue à cette grandeur.En plus du chapeau indivisé qui soutient seul le toit, on n'a besoin d'àucun élément de soutènement supplémentaire comme, par exemple, des chapeaux d'allonge, étant donné que la surface de toit soutenue présente, en principe, dans chaque position d'avancement du chapeau le même ordre de grandeur. L'avancement du chapeau de toit par rapport au bouclier d'éboulement ou par rapport au reste de l'unité de soutènement peut alors être effectué en pleine charge conformément à l'avancement respectif de l'exploitation. On évite ainsi d'une manière avantageuse une réduction même partielle ou temporaire de la surface soutenant le toit pendant l'opération d'exploitation. Les forces nécessaires pour l'avancement du chapeau qui sont dirigées essentiellement vers l'arrière sont transmises avantageusement au bouclier d'éboulement lequel, en raison de sa conformation particulière et de son association à l'ensemble du bouclier, assure un flux de forces avantageux jusqu'à la semelle. Selon l'invention, il est avantageux de pouvoir déplacer le chapeau de toit sur le boîtier en forme de berceau au moyen d'un système de piston-cylindre. L'avancement du chapeau de toit peut être réalisé en divers pas assez petits ou en un seul pas plus grand. Selon l'invention, l'une des extrémités de l'unité pistoncylindre est alors fixée sur è boîtier en forme de berceau, alors que l'autre extrémité est fixée dans le chapeau de toit. Indépendamment de l'angle formé par le toit et le bouclier d'éboulement, on assure ainsi à chaque hauteur de soutènement un avancement efficace du chapeau de toit. Du point de vue de la technique des commandes, l'unité pistoncylindre qui assure l'avancement du chapeau de toit peut être couplée avec le dispositif de ripage lequel, après chaque passe du rabot, fait avancer le convoyeur de la quantité correspondant à la profondeur de cette passe. On obtiendrait ainsi que le chapeau de toit suive automatiquement la-progression de l'exploitation et que les surfaces de toit nouvellement dégagées se trouvent toujours soutenues. Bien entendu, il est également concevable d'associer au chapeau de toit des organes de palpage qui, seuls ou en combinaison avec le dispositif de ripage du convoyeur prévu à proximité du daine, permettent un guidage correct du chapeau de toit. La description qui va suivre, enregard du -dessin annexe à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue de côté d'une unité de soutènement à bouclier avec un convoyeur et un rabot en tant qu'appareil d'exploitation la figure 2 est une coupe verticale à plus grande échelle dé l'unité de soutènement à bouclier dans la zone du chapeau de toit et la figure 3 est une coupe verticale de l'assemblage articulé du chapeau de toit et du bouclier d'éboulement selon la ligne III III de la figure 2. Comme il ressort de la figure 1, l'unité de soutènement 1 en forme de bouclier se compose essentiellement d'une semelle 2 dont l'extrémité 3 est relevée du cbté remblai, d'un bouclier d'éboulement 4 articulé sur cette extrémité et d'un chapeau de toit 6 couplé avec l'extrémité avant 5 du bouclier d'éboulement de façon à pouvoir pivoter dans le sens vertical. Par l'intermédiaire d'un dispositif de ripage 7, l'unité de soutènement est reliée à un convoyeur de galerie 8 lequel sett au guidage d'un appareil d'exploitation 9 dll ype rabot. La semelle 2 et le bouclier d'oboulemeni t sont écartés l'un de l'autre par des étançons hydrauliques 10. Comme il ressort en particulier des figures 2 et 3, le bouclier d'ehoulement 4 se termine dans sa section avant 5 dirigée vers le front de taille ll var deux languettes dont chacune présente une articulation avec un axe d'articulation 12. Sur ces deux axes d'articulation repose un boîtier 13 en forme de berceau qui peut pivoter dans le sens vertical et dont la partie centrale 14 s'engage dans l'évidement 15 du bouclier d'éboulement 4 formé par les languettes 5. Le boîtier 13 en forme de berceau présente à sa face supérieure, dans le sens longitudinal de l'unité de soutènement 1, c'est-à-dire perpendiculairement au front de taille 11 et audessus de chaque languette 5, des sections de guidage 16 qui sont entourées en forme de U par les évidements correspondants 17 du chapeau de toit 6 réalisé en une seule partie. Pour éviter un relevage en direction du toit 18, le chapeau est en quelque sorte engrené avec les sections de guidage 16 par des épaulements latéraux 19 en forme de baguettes. En outre, le boîtier -13 en forme de berceau présente, dans sa zone du côté front de taille, une console 20 sur laquelle est articulée-la tige de piston 2i d'une unité piston-cylindre 22. Le cylindre 23 de l'unité piston-cylindre est fixé dans la section arrière du chapeau de toit 6 au moyen d'un axe d'articulation vertical 24. L'unité piston-cylindre 22 sert à avancer le chapeau de toit en fonction des surfaces de toit dégaées par l'appareil d'exploitation 9, l'ensemble de l'unité de soutènement restant immobile. La résistance totale de soutènement des différentes unités de soutènement est alors conservée étant donné que la grandeur de la surface de toit soutenue par le seul chapeau reste inchangée. De même, on évite un ébranlement du toit puisque le chapeau de toit est avancé en charge. Les forces d'avancement produites lors de cette opération sont absorbées par le bouclier d'éboulement 4 qui est orienté en quelque sorte dans la direction du flux de forces. Lorsque le dispositif d'avancement 22 a atteint son plus grand développement, les étançons 10 sont rentrés de la quantité nécessaire, éventuellement en conservant une pression résiduelle, puis, le dispositif d'avancement est rétracté. Ensuite, l'ensemble de l'unité de soutènement 1 est tiré vers le convoyeur 8 au moyen du dispositif de ripage 7. L'approchement de l'unité de soutènement 1 vers le convoyeur 8 peut être synchronisé avec la contraction du dispositif d'avancement 22 de telle façon que l'approchement et la rentrée s'effectuent simultanément et à la même vitesse. De ce fait, on conserve également pendant cette opération une protection provisoire du toit 18 dans la zone à proximité du front de taille qui est la plus menacée. R E V E N D I C A T I O N S 1. Unité mobile de soutènement à bouclier, de préférence pour la mise en oeuvre dans des tailles exploitées par rabotage, composée d'une semelle qui, au moyen d'un dispositif de ripage, peut être déplacée par rapport à une butée servant de guidage à la machine d'exploitation, et d'un bouclier d'éboulement articulé avec la semelle à l'extrémité côté remblai de celle-ci, ce bouclier d'éboulement - soutenu par des étançons hydrauliques - étant couplé dans sa section avant dirigée vers le front de taille avec le chapeau de toit de façon à pouvoir pivoter verticalement, caractérisée par le fait que la section avant (5) du bouclier d'éboulement (4) porte, avec insertion d'axes d'articulation(12), un boîtier (13) en forme de berceau lequel présente à sa face supérieure un guidage coulissant (16) pour le déplacement longitudinal du chapeau de toit (6) par rapport au bouclier d'éboulement (4). 2. Unité de soutènement à bouclier selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le chapeau de toit -(6) peut être déplacé sur le boîtier (13) en forme de berceau au moyen d'un système de piston-cylindre (22). 3. Unité de soutènement à bouclier selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'une des extrémités de l'unité piston-cylindre (22) est fixée sur boîtier (13) en forme de berceau par l'intermédiaire d'une console (20), alors que l'autre extrémité est fixée dans le chapeau de toit (6). 4. Unité de soutènement à bouclier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le boîtier (13) en forme de berceau est engage avec sa partie centrale (14) dans la section avant (15) du bouclier d'éboulement (4) formée par des languettes (5).