Brevet FR2235350A1 — publié le 19750124

L'invention concerne un procédé continu de forage et le bourrage, avec de Irexplosif, de trous réalisés dans de la roche et autres. te procédé comprend également la mise à feu de 11 explosif à laide d'un dispositif qui, durant la réa- lisation des opérations mentionnées ci-dessus, reste à proximité de la zone de tir. La zone de tir désigne l'emplacement dans lequel sont projetés des morceaux de roches brisés par l'explosion. te dis positif mentionné ci-dessus peut comprendre un châssis sur le quel plusieurs perforeuses et mécanismes de bourrage sont montés. te dispositif, qui comprend également des éléments dSévacuation de roches brisées, reste à proximité de la zone de tir pendant toutes les opérations ou dans tous les cas. Ce procédé de sautage de roches, par exemple pour le percement de tunnels de circula tion, de galeries dtavancement et de galeries de mines,entraîne une grande économie de temps. te retrait du dispositif de forage après que les trous ont été réalisés dans la zone de tir et Stavance de ce dispositif vers la nouvelle position de travails après ltexplosion et le retrait des morceaux de roches, prennent une part importante du temps consacré au forage classique dtun tunnel ou dtune galerie.En réduisant le nombre des charges mises à feu lors de chaque opération de tir et en limitant la puissance totale de ces charges, c2est-à-dfte en-les mettant à feu les unes à la suite des aut-res, la zone concernée par les opérations de tir ne nécessite pas que le dispositif soit retiré avent chacune de ces opérations. Une variante très utilisée de ce procédé consiste à mettre à feu à intervalles rapprochés les charges explosives. te nombre de charges explosant simultanément dans une salve importante est limité par la mise à feu électrique de ces charges suivant une séquence déterminée de manière que les charges explosent les unes à la suite des autres. Ce procédé ae tir est connu. Suivant une autre vs.- riante-de procédé, un seul trou ou un petit nombre de trous sont égalisés à un moment donné et la mise à feu des charges explo sives est assurée par a propagation de l'énergie nécessaire vers les charges par l'intermédiaire dtun agent inactif. Un autre procédé de mise à feu à distance consiste à tirer une balle sur la charge dtexplosif Introduite dans le trou pour la faire détoner. Ce procédé est coûteux, difficilement mis en oeuvre et peu s & notamment si un agent tel que de 11 eau s'est introduit dans le trou. L2invention concerne un procédé dans lequel le tir s'effectue en toute sécurité et les opérations de forage, de bourrage, de mise à feu et dtévacuation des débris s'effectuent immédiatement les unes à la suite des autres. La mise à feu est réalisée en toute sécurité sans nécessiter .l2application de mesures conteuses. Le procédé selon l'invention consiste à mettre à feu la charge explosive à laide dtune tige qui est introduite dans le trou et qui ntest pas déformée ni détériorée lors de l2ex- plosion. Cette tige empêche également le passage de gaz et/ou de matière explosive entre sa surface extérieure et la paroi du trou. La mise à feu s'effectue par l'introduction de la tige dans le trou de manière que cette dernière frappe la charge explosive pour la mettre à feu et qutelle assume également la fonction d'obturateur placé en avant de la charge et entrant étroitement en contact avec. la paroi du trou.Cet élément d'ob- turation doit, de même que la charge explosive, présenter un diamètre inférieur à celui du trou de manière qu'il puisse être introduit dans ce dernier sans difficulté et que la tige-puisse ensuite le déplacer à force vers ltextérieur pour quril porte contre la paroi du trou et produise ainsi l'effet d'obturation empêchant les gaz et/ou la matière explosive de s'échapper du trou lors de ltexplosion. Cette caractéristique est notamment importante, car le diamètre de la tige doit être très inférieur à celui du trou en raison des variations inévitables de diamètre des trous réalisés dans la roche, par exemple du fait de l'usure de la t8te de forage.Pour cette raison, la tige ne peut assumer elle-même la fonction dtélément d2obturatlon. Par ailleurs, cet élément centre fermement la tige dans le trou au moment de latex plosion et l'empêche ainsi d:e$tre courbée ou détériorée en prenant une position d'inclinaison ou -toute autre mauvaise position. L'élément d'obturation peut comprendre le tronçon extrême dtune douille dans laquelle la charge explosive est disposée et/ou un élément rapporté conçu pour être déplacé à force par la tige vers Irextérieur et pour porter ainsi sur la paroi du trou. Lt invention concerne également une charge comprenant un obturateur qui permet la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels les figures 1 à 4 sont des coupes longitudinales schématiques dtun dispositif de forage représenté lors de diverses opérations ; et les figures 5 à 10 sont des coupes axiales de trous contenant une tige de percussion et une charge représentées sous différentes formes de réalisation. Les figures représentent une foreuse 10 dont un foret 12 placier réalise un trou dans une roche 14. A la suite dtun tir précédent, la roche présente un rebord ou surplomb 16 dont une partie doit entre éliminée par explosion suivant le procédé classique d2attaque par le dessous.Plusieurs foreuses 10 sont disposées c3te à cate sur un chassie commun accroché à la roche, par exemple aux parois du tronçon de galerie ou de coupe réa lisé- précédemment. Une plaque 18 de protection est montée sur le dispositif, en face de la paroi rocheuse, et présente une ouverture 20 destinée au passage du foret 12. La figure l représente une enveloppe 22 contenant un piston 24 et une tige 26 et éloignée latéralement de la foreuse, ctest-à-dire placée en position de repos. Dès qutun ou plusieurs trous ont été réalisés cSte à catie, les foreuses sont éloignées-vers la position représentée sur la figure 2. L'enveloppe 22 est approchée, par exemple,.par rotation partielle du dispositif -sur un axe horizontal, de manière qu'elle soit alignee axialement sur le trou 20 de la plaque de protection et sur un trou 28 nouvellement réalisé. Une charge explosive, par exemple une cartouche 32, est amenée en position d'alignement sur le trou 20 et placée sur un support 34, conme représenté en 321, par un tuyau 30 (figure 2). Puis la tige 26 fait avancer la cartouche 32 dans le trou 28 pour qutelle prenne la position représentée en 32, c'est-à-dire qutelle soit située à proximité du fond du trou comme représenté sur la figure 3. le piston 24, fonctionnant à la manière d'un vérin, est ensuite ramené, comme représenté sur la figure 3, puis renvoyé de manière à frapper la tige 26 avec une force suffisante pour provoquer la mise à feu de la cartouche 32. Cette mise à feu peut également être retardée pour ne se produire qu'après deux ou plusieurs percussions, car il a été démontré que lteffet produit par Irexplosion sur la tige 26 est amorti si la charge a subi une première percussion au cours de laquelle elle nta été que comprimée.La figure 4 représente l'éboulement par explosion d'un sutplomb de roche. La tige 26 peut être réalisée totalement , ou au moins à son tronçon le plus proche de la charge et situé au fond du trou, en matière peu conteuse, par exemple en béton, de manière tutelle stase lors de chaque tir. Cependant, si cela est souhaité, cette tige peut être réalisée entièrement en acier. Pour. que lintroduction de la charge et de la tige dans le trou s t effectue sans difficulté, le diamètre extérieur de ces éléments doit être inférieur au diamètre de ce trou. A cet effet, le procédé selon l'invention consiste à introduire simultanément avec la tige et la charge, dans le fond du trou, une butée ou un obturateur empochant les gaz produits lors de ltexplosion et/ou la matière explosive de passer- autour de la tige et assurant donc un effet maximal de souffle.Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 5 et 6, la charge 32 est placée dans une douille 96 dont un tronçon extrême dépasse de ltexplesif 38. La tige 26 comporte un tronçon extrtme 40 destiné à se loger dans la douille cylindrique 36. Un tronçon 42 de cett-e tige 26, présentant un grand diamètre, est introduit dans le tronçon extrême de ia douille dont 11 extrémité libre ou la totalité est réalisée- en matière déformable, par exemple en matière plastique convenable. La tige 26 est avantageusement introduite dans le trou avec la charge 32 embottée sur l'extrémité de cette tige qui se présente sous la forme d'un embout 40 (figure 5). Lorsque la charge 32 porte sur le fond du trou, le tronçon 42 de grand diamètre de la tige pénètre dans la douille de manière qu'un tronçon extrême 44 de cette dernière soit déformé vers l'exté- rieur et porte hermétiquement sur la paroi du trou (figure 6). Dans la forme de réalisation représentée sur les figures 7 et 8, la douille 36 de la charge 32 contient un élément rapporté 46 situé à proximité de son extrémité ouverte et dont les dimensions correspondent aux dimensions intérieures de cette douille. bet élément est en matière déformable, élastique ou souple, de manière qu'il déforme à force le manchon vers latex térieur et le fasse porter sur la paroi du trou lorsque la charge atteint le fond de ce dernier et que la tige 26 continue son mouvement vers le fond, comme représenté sur la figure 8. La -douille 36 est également en matière déformable. L'obturateur peut être mis en place par une première percussion de la douille, la mise à feu de explosif se produisant à la suite d'une percussion consécutive.Un avantage de ce type drobturateur est que la tige 26 èst protégée contre les détériorations dues aux gaz chauds dégagés lors de ltexplosion. Dans la forme de réalisation-représentée sur les fi gures 9 et 10, la douille 96 renferme un élément constitué d'un disque ou d'une rondelle 48 en forme de coupelle et dont le bord libre est disposé transversalement par rapport à lraxe longitudinal de la douille de manière que la convexité de la rondelle soit orientée vers la charge explosive 38. La douille 36 stem- boite à force sur une petite extrémité convenable 50 de la tige 26 lorsqutelle est introduite avec cette dernière dans le trou, comme représenté sur la figure 9.Lorsque la tige 26 est soumise à des percussions, la rondelle 48 ae déforme et s'aplatit de manière que son bord libre se déplace vers lte térieur, porte sur -la douille et la déforme à force pour la faire entrer en contact étanche avec la paroi du trou. Une certaine compression de la charge explosive 38 peut se produire simultanément avant la mise à feu. la rondelle est avantageusement en métal, par exemple en acier ou en aluminium. L'explosif est avantageusement d'un type produisant une détonation à faible vitesse de propagation ou de déflagration. La déflagration dans l'explosif est équivalente à la vitesse du son dans ce mAme explosif, c'est-à-dire inférieure à 2000 m/s. En ménageant dans la charge explosive ou à proximité de cette dérnière au moins une cavité, la percussion effectuée par la tige peut provoquer un dégagement de chaleur dans cet explosif et entratner ainsi sa mise à feu. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent entre apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.Procédé continu de forage et de bourrage, avec un explosif, de trous réalisés dans de la roche et autre , ce procédé, qui comprend également la mise à feu de 11 explosif à l'aide d'un dispositif restant dans la zone de tir pendant le déroulement des opérations précédentes, étant caractérisé en ce que la mise à feu est effectuée par l'introduction dans le trou dtune tige produisant une percussion sur la charge explosive pour mettre à feu cette dernière et assumant la fonction d'élément d'ob- turation placé en avant de la charge et portant hermétiquement sur la- paroi du trou. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige effectue une première percussion sur la charge explosive avec une force ne provoquant qu'use compression de cette charge, la mise à feu étant déclenchée lors d'une percussion consécutive. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un tronçon extrême d la tige est introduit dans une douille contenant la charge explosive, un tronçon estreme de cette douille et un élément rapporté et déformable ou bien, en variante et le cas échéant, un tronçon extrême de cette douille ou un élément déformable et rapporté dans ce tron çon extrême étant appliqués force contre la paroi du trou. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pendant l'avance de la tige vers l'explosif ou la charge explosive, une augmentation de température dans l'explosif entrainant la mise a feu de ce dernier est provoquée par une cavité. réalisée dans ltexplosif ou à proximlté de ce dernier, par exemple dans la tige ou dans un disque rapporté et placé en avant ctudit explosif dans le sens d'avance de la tige. 5. Charge explosive. pour la mise en oeuvre du procédé selon une quelconque des revendications précédentes,cette charge,ui comprend une douiLle contenant une certaine-quantité étant d'explosif , / caractérisé en ce qu'un tronçon extrême de la douille, orienté vers l'extérieur du trou, dépasse extérieure ment de l'explosif et comprendfune zone déformable destinée à être renflée par la tige pour porter hermétiquement sur la paroi du trou lorsque ladite tige est déplacée à force vers ltexplosif. 6. Charge selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un élément renforcé et déformable est disposé dans le tron çon extrême de la douille, en avant de le explosif. 7. Charge selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément rapporté est une rondelle en forme de coupelle dont la base est orientée transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la douille et dont la convexité est orientée vers l'explosif