Brevet FR2254716A1 — publié le 19750711

La présente invention se rapporte aux cloisons et barrières utilisées dans les mines pour orienter l'air de ventilation sur une zone ou section particulière de travail de la mine ou pour assurer une protection contre le souffle d'explosions. De telles cloisons communément appelées "cloisons d'aérage" sont normalement réalisées en bois et en briques ou à l'aide de ces derniers matériaux associés à d'autres matériaux de construction classiques. I1 faut à peu près deux-jours pour les monter, et elles ne sont habituellement pas démontées par la suite. L'invention permet le montage et le démontage très rapides de ces cloisons. L'invention a pour objet un procédé perfectionné d'édification d'une cloison en un lieu situé à l'intérieur d'une galerie de mine, ce procédé consistant à gonfler une structure souple et creuse à l'aide de gaz pressurisé en vue de son adaptation à la paroi de la galerie sur la plus grande partie du périmètre de celleci audit lieu. De préference, la structure est gonflée pour s'adapter à la paroi de la galerie sur à peu près tout le périmètre de ladite galerie dans ledit lieu. L'invention a également pour objet en vue de l'édifica- tion d'une cloison d'aérage pour galerie de mine, une structure souple et creuse, gonflable au moyen d'un gaz pressurisé de façon à pouvoir s'adapter à lalparoi de la galerie et à former ainsi une cloison d'aérage. Plus précisément, la structure peut être réalisée en un matériau en feuille souple et peut comprendre des parois avant et arrière et une paroi périphérique. Les parois avant et arrière sont de préférence verticales après gonflage de la structure. La paroi pérthérique de la structure peut comprendre une portion de plancher de forme générale plane et une portion en forme de U renversé délimitant les côtés et le sommet de la structure. Cette structure est de préférence munie de moyens d'ancrage permettant son implantation solide dans lagalerie. Ces moyens d'ancrage peuvent comprendre une série de languettes ou de pattes faisant saillie à l'extérieur du plancher de la structure et comportant des trous destinés au passage de boulons, goujons, ou autres moyens d'ancrage analogues. Les parois avant et arrière sont de préférence munies d' un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie de gaz. Chaque orifice d'entrée doit, de préférence, se trouver au moins à 90 cm de la base de la structure, lorsque celle-ci est gonflée. Une hauteur d'environ 1,50 m convient tout particulièrement. Dans certains cas, tout l'espace compris entre les parois de la structure constitue son volume intérieur pressurisable. Néanmoins, dans d'autres cas, la structure gonflable peut délimiter un passage de ventilation la traversant d'avant en arrière, et des écrans peuvent être montés et réglés pour cloisonner ce passage et déterminer ainsi sa dimension effective. Deux réalisations particulières de l'invention vont maintenant être décrites avec plus de détails en se référant aux dessins annexés, dans lesquels La Fig. t est une coupe schématique verticale d'une forme de structure de cloison d'aérage montée dans une galerie de mine La Fig. 2 est une vue en perspective d'une structure con çue pour constituer une cloison de régulation de la ventilation La Fig. 3 en est une coupe suivant le ligne 3-3 de la Fig. 2 La Fig. 4 en est une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2 fai-te à travers une attache à fermeture à curseur, représentée en position de fermeture La Fig. 5 est une coupe analogue à celle de la Fig. 4, mais représentant la fermeture à curseur en position d'ouverture La Fig. 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la Fig. 2 La Fig. 7 est une vue en coupe partielle à échelle plus grande d'un dispositif d'arrivée de gaz monté sur la cloison d'aérage ; et, La Fig. 8 est une vue en perspective d'une variante de cloison d'aérage qui est capable de résister au souffle d'explosifs. La Fig. 1 représente une cloison d'aérage il montée dans une galerie de mine 12 de façon à s'adapter à la paroi 13 de cette galerie sur à peu près tout le pourtour de cette dernière.La construction de la structure il est représentée de façon détaillée aux Fig. 2 à 7. Elle comprend essentiellement une enveloppe gonflable réalisée en feuilles de chlorure de polyvinyle renforcé, soudées électroniquement par haute fréquence en vue de former une enceinte étanche à l'air. Le matériau en feuille peut être renforcé à l'aide de fibres synthétiques telles que des fibres de Térylène, de Nylon ou de matières analogues utilisées sous forme de tissus ou de brins individuels largement espacés.On peut obtenir la forme gonflée de cette structure par gonflage sous une pression d'environ 0,070 kg/ cm2 bien qu'on puisse employer dans certains cas des pressions pouvant atteindre 0,28 à 0,35 kg/cm2. La structure 11 possède des parois avant et arrière planes 14 et 15, dont la périphérie extérieure est raccordée au pourtour 16. Les parois avant et arrière ont une forme adaptée à la section de l'ouverturé de la galerie 12 et le pourtour 16 à une forme correspondante. Ce pourtour 16 comporte plus particulièrement une partie inférieure de plancher plate et une partie en forme de U renversé constituant les côtés et le dessus de la structure. Les parois avant et arrière 14 eut15, comportent de grandes ouvertures centrales suivant les contours desquelles elles sont soudées à une paroi interne 17 refermée par elle-même de manière que la structure i1 soitd'une configuration générale annulaire et possède un passage central 18 de ventilation la traversant de l'avant vers l'arrière.On peut fermer ce passage complètement ou 1' ouvrir à des degrés divers au moyen d'un écran 19 monté sur la face avant. L'écran l9 peut être réalisé dans la même matière vinylique que les parois de la structure gonflable et son bord supérieur 21 peut être soudé par haute fréquence sur la.paroi 14. On pewt, grâceà deux fermetures 22 à curseur raccorder les bords verticaux de 1' écran 19 à la paroi 14, et un rouleau 23 monté sur le bord inférieur de l'écran ainsi qu'une tirette 24 permettent d'enrouler la partie de l'écran non retenue par la fermeture à curseur et de lanaintenir en position roulée. les parois 14 et 15, sont pourvues chacune d'un dispositif d'arrivée de gaz désigné dans son ensemble par 25.Ce disposi- tif 25 se compose d'une tuyauterie d'arrivée en acier 26 comportant une bride d'extrêmité 27, de deux plaquettes 28 en bois ou autre matériau convenable et solidement fixées de part et d'autre de la paroi, une plaquette d'appui métallique 29 et des rivets 31. Les plaquettes 28 sont destinées à empêcher la coupure du matériau de la paroi, et a cet effet, elles sont d'un plus grand diamètre que la bride 27 et que la plaquette d'appui 29 et -leurs bords externes sont arrondis. Comme on l'a représenté à la Fig. 7, la tuyauterie 26 dt arrivée de gaz est équipée d'un robinet 32, et un dispositif limiteur de pression 33 est monté entre ce robinet à gaz et la bride 27. Ce dispositif limiteur de pression 33 comprend un tube 34 de prise de pression branché sur la tuyauterie 26 et plongeant dans un récipient à eau 35. Ce récipient 35 est un tuyau plastique transparent et son extrêmité supérieure est munie d'un bouchon 36 qui serre sur le tube 34. Le récipient 35 contient une colonne d'eau 37 au-dessus de laquelle se trouve une ouverture 38 ménagée dans la paroi laté raIe. Grâce à cet agencement, la pression dans la tuyauterie 26 ne peut croitre que jusqu a une certaine valeur, pour laquelle le gaz s'échappe par le tube 34 pour former des bulles dans la colonne d' eau avant de sortir du récipient 35 par l'ouverture 38. Les parois avant et arrière 14 et 15, sont, chacune, munies d'un orifice de sortie 39 constitué par un volet que lton peut fermer par une fermeture à curseur 41. Comme on l'a représenté aux Fig. 4 et 5, un couvre-joint 42 est soudé électroniquement sur la face interne de la paroi avant 14 pour recouvrir la fermeture à curseur intérieurement et empêcher l'air de fuir par cette fermeture lors du Snflage de la structure. Les différentes parois sont constituées de panneaux en feuille de chlorure de polyvinyle renforcé qui sont soudés ensemble par des joints munis de bandes de renfort 43, réalisées dans le même matériau. La Fig. 6 représente l'une de ces bandes de renfort au niveau du joint existant entre la faceavant 14 et le pourtour 16 de la structure. Troisspattes 44 font saillie de chaque côté du plancher de la structure, et quatre autres pattes 45 dépassent vers le haut de la partie supérieure de la structure sur les faces avant et arrière. C-es pattes sont réalisées en matériau vinylique épais renforcé et comportent des trous pour le passage de boulons ou autres éléments d'ancrage. On peut réaliser la structure Il en différentes dimensions adaptées aux dimensions variables des galeries de mine. Dans chaque cas néanmoins, la profondeur de la structure entre les faces ayant et arrière dévra être suffisante pour assurer une prise convenable sur la paroi rocheuse de la galerie et une bonne résistance d'amortissement au souffle des explosions et aux pointes de pression de ventilation. Pour les galeries de dimensions relativement petites, une profondeur de 60 cm peut s' avérer satisfaisante mais pour les galeries de plus grandes dimensions, il est souhaitable d'avoir des profondeurs plus importantes. Par exemple, pour une galerie qui fait 5,20 m de haut, uneprofondeur atteignant 2,45 m peut s'avérer souhaitable. Pour monter la structure Il à l'intérieur de la galerie 12, on la gonfle avec de l'air sous pression alimenté par I'un -des orifices d'arrivée de gaz 25 à partir d'une alimentation pneumatique normale de 7 kg/cm2. La structure est choisie de façon à être de plus grandes dimensions que la galerie.lorsqu'elle est gonflée au maximum. Par exemple, on peut employer une structure de 4,25 m de haut pour une galerie de mine qui fait 3,90 m. De cette façon, le pourtour 16 de la structure gonflée peut épouser à peu près tout Le contour de l'ouverture de la galerie. Il peut même épouser la forme d'éléments faisant saillie sur la paroi de la galerie tels que des canalisations de servitudes.Ce contact étroit de la structure avec la galerie assure également un bon maintien de la structure en position. Toutefois, des moyens d'ancrage sont également habituellement prévus pour assurer le maintien de la structure contre les pressions d'air excessives et le souffle éventuel d'explosifs. Ces moyens d'ancrage peuvent être constitués d'un certain nombre de boulons pour rocher ou d' autres éléments de fixation convenables passant dans les trous des pattes 44 et 45 et s'enfon çant dans la sole et le toit de la galerie. On peut passer ces moyens d'ancrage dans les pattes 45 de la partie supérieure de la structure avant que la structure ne soit entièrement gonflée en vue d'en faciliter l'érection pendant qu'on la remplit d'air. Le dispositif limiteur de pression 33 fournit une indication visuelle que la pression à l'intérieur de la structure gonflée a atteint la valeur désirée. Le gaz s'écoule librement dans la tuyauterie 26 raccordée à la structure jusqu'à ce que la pression dans cette dernière atteigne une valeur qui engendre une contrepression dans la tuyauterie 26 se traduisant par un écoulement d'air dans le tube 34 passant sous forme de bulles dans la colonne d'eau et s'échappant par l'ouverture 38. Lorsque des bulles de gaz apparaissent dans la colonne d'eau, on laisse le robinet à gaz 32 réglé comme il est ou bien on modifie son réglage en vue d'un écou liement minimal approprié de manière à maintenir la pression désirée à l'intérieur de la structure. Du fait de son mode de construction et de la manière dont elle est fixée dans la galerie, la structure Pi constitue une cloison d'aérage assurant une résistance maximale au souffle d'explosifs et aux pressions normales de ventilation On peut la monter en dix minutes environ alors qu'il faut habituellement deux iours avec les cloisons actuelles, et la démonter également en dix minutes. Elle permet par conséquent une plus grande souplesse d'emploi des cloisons d'aérage dansles mines par rapport aux conditions actuelles et accroit la sécurité dans certaines zones en autorisant le libre passage d'hommes et de matériels en ltespace de quelques minutes. La position des orifices d'arrivée de gaz 25 est très importante. D'après la structure représentée, on peut voir que ces orifices sont situés presque à mi-hauteur respectivement des faces avant et arrière. Ceci correspond à environ une hauteur de 1,50 m par rapport à la partie inférieure de la structure. Si ces orifices d'arrivée étaient situés trop bas, l'air pénétrant dans la structure lors de son gonflage -ferait claquer le matériau de l'enveloppe qui repose alors à plat sur la sole, et pourrait le détériorer. Des poches d'air localisées pourraient également se former et soumettre dans ce cas le matériau à une pression d'air excessive. En général, les arrivées d'air doivent être situées à 90 cm au moins, et de préférence à 1,50 m au-dessus de la partie inférieure de la structure à l'état gonflé. Les sorties d'air 39 sont situées vers le bas de la structure gonflable, de façon que la masse du matériau de la structure intervienne pour aider la sortie de'l'air au dégonflage. I1 est prévu deux arrivées et deux sorties d'air en vue de permettre le montage et la dépose de la cloison d'aérage à partir d'un côté ou de l'autre. La structure gonflable représentée à la Fig. 8 est essentiellement la même que celle qui est représentée aux Fig. l à 7, sauf qu'elle ne possède pas de conduit de ventilation central. Cette structure est destinée à d'autres utilisations que la première et est plus importante. On peut la réaliser dans un matériau en feuille plus épais et les renforts prévus au niveau des joints sont plus gros. Les parois avant et arrière sont munies d'arrivées et de sorties d'air exactement de la meme façon que pour la réalisation précédente.-Cette structure particulière peut servir de cloison de ventilation et également de cloison de protection contre les explosions en réduisant les effets de souffle de ces dernières. Des matériaux en feuille très divers peuvent être utilisés dans la réalisation d'une structure selon l'invention. Un matériau thermoplastique renforcé a été retenu dans les exemples en raison de sa soudabilité et parce qu'il permet par conséquent une fabrication rapide de la structure, et également en raison de sa grande résistance et durée de vie. Dans le cas d'utilisation du chlorure de polyvinyle, l'espace compris entre les parois avant et arrière doit être au moins de soixante centimètres pour assurer un contact suffisant avec la surface rocheuse de la galerie ainsi qutune résistance suffisante aux pressions résultant du passage de l'air ou du souffle dlexp10- sions. L'emploi d'autres matériaux en feuille tels que des caoutchoucs synthétiques de haute qualité ou éventueLlement d'autres matériaux possédant une surface plus abrasive ou plus rugueuse pourraient modifier les caractéristiques respectives de frottement et permettre la réalisation de structures plus minces. Certains élastomères peuvent se révéler particulièrement intéressants. Par exemple, un élastomère fabriqué par Du Pont deNemours, E.U.A. sous la désignation de Hypalon (un dérivé chloruré et chlorosulfoné du polyéthylène) possède une excellente tenue mécanique et pourrait servir sur des pentes raides. - REVENDICATIONS 1. Procédé d'édification d'une cloison d'aérage en un point de l'intérieur d'une galerie de mine, caractérisé en ce qu' une structure souple et creuse est gonflée à l'intérieur de la galerie à l'aide d'un gaz pressurisé pour s'adapter à la paroi de la galerie sur une portion importante du périmètre de ladite galerie en ce point particulier. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure utilisée est gonflée pour s'adapter à la paroi de la galerie sur à peu près tout le périmètre de ladite galerie audit point. 3. Procédé suivant l'une quelconque des revendications t et 2, caractérisé en ce que ladite structure utilisée est de configuration annulaire creuse de manière que la cloison d'aérage montee comporte un passage la traversant longitudinalement à la gale ne. 4. Dispositif utilisé pour l'édification d'une cloison d'aérage de galerie de mine, caractérisé en ce qu'il consiste en une structure souple et creuse que l'on peut gonfler au moyen d'un gaz pressurisé pour l'adapter à la galerie et constituer ainsi une cloison d'aérage. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite structure est en matériau en feuille souple et comporte des parois avant et arrière verticales quand la structure est gonflée, et une paroi de pourtour. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la paroi de pourtour comprend un plancher de forme générale plate et une enveloppe en forme de U renversé constituant les portions latérales et supérieure de la structure. 7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les parois avant et arrière sont chacune munies d'une arrivée et d'une sortie de gaz. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que tout l'espace compris entre les parois de la structure constitue l'intérieur pressurisable de cette structure. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la structuré gonflée délimite un passage de ventilation la traversant d'avant en arrière et il est prévu un écran réglable pour fermer plus ou moins ledit passage et déterminer ainsi ses dimensions effectives.