Brevet FR2307953A1 — publié le 19761112

L'invention est relative à un arceau de soutènement pour galeries de mines, comportant un certain nombre de tronçons de profilé en forme de gouttières, constituant des segments, s'engageant l'un dans l'autre à leurs extrémitésetcpi,dans les.régions où ils se recouvrent, sont liés l'un à l'autre par des colliers de serrage. Au cours de la percée d'une galerie souterraine, l'ouverture de celle-ci est en principe consolidée, immédiatement après l'avancement du fond de galerie, à l'aide d'arceaux de soutènement disposés à une distance l'un de l'autre qui est fonction de la qualité de la roche et de la section droite de la galerie. Au cours du montage de tels arceaux de soutènement, on sait assembler à l'aide de colliers de serrage, éventuellement avec une certaine liberté de déformation relative, les tronçons de profilés en gouttières, constituant des segments, adaptés au profil de la section droite de la galerie. L'assemblage de ces segments de soutènement en un arceau de soutènement peut alors s'effectuer directement sur le lieu d'installation.A cet effet,les parties d'extrémités de segments de soutènement avoisinants sont enfilées ou placées l'une dans l'autre avec un certain recouvrement et sont ensuite serrées contre la paroi de la galerie à l'aide de colliers de serrage constitués le plus souvent d'une éclisse inférieure et d'une éclisse de toit. En outre, on sait assembler partiellement déjà les arceau de soutènement, dans une région, consacrée à ce montage prél;;inai- re, située à l'arrière de la galerie, puis les trans ôrtr c utilisant un dispositif éventuellement mobile, adapté d'une manière appropriée, jusqu'à l'emplacement d'installation, terminer ici l'assemblage, à l'aide du dispositif de montage, poin obtenir des arceaux de soutènement proprement dits, et serrer enfin ceux-ci contre la paroi de la galerie. Au cours du montage préliminaire des arceaux de soutène- ment dans une région de la galerie, située à l'arrière de l'empla- cement de montage à une certaine distance de cet emplaoemènt, il faut, eu égard au transport ultérieur à l'emplacement d1installa tion, que les arceaux de soutènement soient assemblés initialement selon un contour plus petit que celui de la section droite de la galerie, pour pouvoir être déplacés à travers cette section. I1 en résulte que les segments de profilé, dont la courbure est adaptée au profil de la galerie, peuvent bien être enfilés ou placés l'un dins l'autre suivant la direction longitudinale des profilés, mais qu'ensuite, lorsque le segment ou les segments de toit sont abaissés, les extrémités libres des segments latéraux pivotent obligatoirement vers l'extérieur et s'engagent dans les parois latérales de la galerie. Du fait que les colliers de serrage connus ne permettent pas d'autre mode de montage, on n'a donc jusqu'à présent procédé au montage préalable, éventuellement en une région située à l'arrière de la galerie, que des segments situés dans la région du toit de la galerie, et transporté les segments ainsi montés, à l'aide des dispositifs de montage, jusqu'à l'emplacement d'installation. Ce n'est qu'en cet emplacement que les segments préalablement montés de l'arceau de soutènement sont assemblés avec les autres segments amenés ensuite, selon des arceaux de soutènement complets, serrés contre la paroi de la galerie à l'aide des colliers de serrage. Un tel mode de travail exige, en plus du transport des segments préalablement montés, un transport séparé des segments non encore montés de la partie arrière de la galerie à l'emplacement d'installation.En outre, il faut encore amener séparément à l'em- placement d'installation les moyens d'assemblage des segments de soutènement, par exemple les colliers de serrage. On sait encore utiliser,dans des sections droites relativement petites de galerie,des segments de profilés en gouttière dont les courbures sont en soi prévues pour un profil de section droite de galerie bien déterminé, plus grand. C'est le cas par exemple lorsqu'on utilise le procédé d'ouverture de galerie par tir d'explosifs disposés en cordon ou lorsque des déplacements du sol produisent des réductions de section de la galerie et qu'on ne dispose pas de segments de soutènement adaptés à cette nouvelle section. Mais lorsqu'on met en oeuvre de telles dispositions,il est difficile d'assembler les segments de soutènement qui ne correspondent pas au profil de section plus petite de galerie à l'aide des colliers de serrage existants et de les serrer contre la paroi de la galerie, selon les techniques usuelles de l'exploitation minière. L'invention a donc pour but de fournir un arceau de soutènement pour galeries de mines, qui obvie aux inconvénients, d'une part du transport, jusqu'à un emplacement d'installation voisin du fond de galerie,d'arceaux de soutènement, pratiquement déjà montés dans une région située à l'arrière de la galerie, et d'autre part de l'emploi, dans des sections de galerie relativement petites, de segments de soutènement prévus en soi pour de plus grandes sections de galerie. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, par le fait que, dans les régions de recouvrement des segments de soutènement placés les uns dans les autres, les surfaces en regard l'une de l'autre de ces segments sont maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par des pièces entretoises essentiellement relativement courtes, en comparaison de la longueur des régions de recouvrement. L'invention prévoit ainsi que, grâce aux pièces entretoises, les segments de soutènement i assembler sont disposés, dans leurs régions de recouvrement, dans une position angulaire bien determi- née l'un par rapport à l'autre, le segsent, en principe inférieur, enfilé sur l'autre segment, étant ainsi écarté, en direction de l'axe longitudinal de la galerie,-par le segment supérieur enfilé dans celui-ci. Les pièces entretoises fournissent donc un angle d'écartement, qui va en augmentant constamment en direction des parois latérales ou du sol de la galerie, entre les surfaces des segments de soutènement dans la région de recouvrement de ceux-ci. Il en résulte qu'un tel arceau de soutènement peut être préalable ment assemblé avec un contour suffisamment petit pour qu'il puisse être avancé, complètement monté, d'une région de montage préalable située à l'arrière de la galerie et en passant sons des arceaux de soutènement déjà installés, jusqu'à son emplacement de montage à proximité du fond de la galerie, où il peut ensuite être adapté au profil de la section droite de la galerie et serré contre la paroi de celle-ci, en tirant,dans le sens qui les éloigne l'un de l'autre, les segments de soutènement, ce qui diminue la longueur des régions de recouvrement et l'angle d'écartement. La grandeur de l'angle d'écartement entre les segments de soutènement est pratiquement déterminée par la distance des pièces entretoises à l'extrémité supérieure libre des segments de soutènement enfilés sur un autre segment de soutènement. Plus cette distance est faible, plus l'angle d'écartement est grand. Les colliers de serrage servant à former un arceau de soutènement d'un contour déterminé sont alors disposés en principe au-dessus des pièces entretoises, c'est-à-dire dans la région longitudinale située entre les pièces entretoises et la partie d'extrémité supérieure du segment de profilé en gouttière qui est enfilé sur l'autre. Les avantages liés à l'invention sont valables non seulement lorsqu'il s'agit de placer un arceau de soutènement, préalablement monté, en un emplacement d'installation dont le profil correspond en soi à la courbure des segments de soutènement, mais encore lorsque la section droite de la galerie est relativement petite et qu'il faut utiliser des segments de soutènement qui correspondent au profil d'une galerie de plus grande section. L'effet de mise en biais bien défini exercé, gr8ce aux pièces entretoises, sur les parties de segments disposées l'une dans l'autre permet, conjointement avec les colliers de serrage, d'assurer, en cet emplacement aussi, l'installation et le serrage d'un arceau de soutènement qui se prête d'une manière sare à l'état de la roche. Selon une autre caractéristique de l'invention, les pièces entretoises sont fixées sur les segments de soutènement enfilés l'un sur l'autre, au moins d'une manière amovible. Les pièces entretoises peuvent donc être disposées d'une manière amovible ou d'une manière fixe entre les surfaces en regard des segments de soutènement placés l'un dans l'autre. De préférence cependant, elles sont fixées de manière amovible aux segments de soutènement enfilés sur un autre segment. Cette fixation amovible peut être assurée par de simples points de soudure attachant les pièces entretoises. Ce mode d'attachement des pièces entretoises fixe leur position au cours du transport à l'emplacement d'installation et la tenue de l'arceau de soutènement pendant ce transport.A l'emplacement d'utilisation, les pièces entretoises peuvent facilement être enle vées, sans grand effort, et l'arceau de soutènement être installé définitivement. Les pièces entretoises sont alors réutilisables. Mais si on doit utiliser des segments de profilés en gouttières dans un profil de section de galerie inférieur à celui pour lequel les segments de soutènement ont été prévus, il est avantageux que les pièces entretoises s oient fixées de manière inamovible sur les segments de soutènement afin que l'angle d'écartement nécessaire entre les segments de soutènement enfilés l'un dans l'autre demeure bien défini, même sous l'action de la pression de la roche. Il est particulièrement avantageux, conformément à l'invention, que les pièces entretoises soient pratiquement adaptées aux formes des contours des surfaces en regard des segments de soutènement enfilés l'un dans l'autre, un mode de réalisation avantageux en pratique de l'invention consistant à former les pièces entretoises par des tronçons de profilés en gouttière courts, correspondant à la section droite des segments de soutènement. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un profil de section de galerie en forme d'arche de porche et un arceau de soutènement en trois segments - la figure 2 représente un profil identique, mais un arceau de soutènement en quatre segments - la figure 3 représente le profil de section de galerie et l'arceau de revêtement de la figure 1, et un autre arceau de soutènement en trois parties en cours de transport vers le fond de galerie - la figure 4 représente, en position de serrage dans une galerie de profil de section relativement petite, un arceau de soutènement prévu pour un profil de section plus grand, représenté en trait mixte - la figure 5 représente, à plus grande échelle, la région de recouvrement de deux segments de soutènement enfilés l'un dans l'autre; et - la figure 6 est une coupe, suivant la ligne VI-VI de la figure 5. La figure 1 montre un profil de section droite à peu près en forme d'arche de porche d'une galerie 1 ouverte dans une exploitation minière souterraine. La section libre de la galerie est maintenue par des arceaux de soutènement 2. Les arceaux de soutènement 2 sont pratiquement adaptés à la courbure du profil de la galerie 1 ; ils sont disposés à la suite l'un de l'autre, suivant la direction longitudinale de la galerie, avec des espacements de, par exemple, 0,75 m et sont reliés l'un à l'autre. Un arceau de soutènement 2 de la figure 1 se compose de deux segments latéraux 3 et d'un segment de toit 4, lesquels sont constitués chacun par des tronçons de profilé en gouttière, de section à peu près en forme de U (comme on le voit sur la figure 6). La partie ouverte de la gouttière des segments de soutènement 3 et 4 est orientée respectivement du c8té des parois latérales 5 et du toit 6 de la galerie 1. Les régions d'extrémités avoisinantes de segments de soutènement successifs sont enfiles ou emboîtées l'une dans l'autre et liées l'une à l'autre à l'aide d'un ou plusieurs colliers de serrage 7, dont la constitcrtion estvisible plus en détail sur les figures 5 et 6. Cette liaison peut être agencée de manière à se prêter à une certaine liberté de déformation relative. La figure 2 représente un arceau de soutènement 2, pour une galerie souterraine 1, qui, contrairement à l'arceau de soutènement de la figure 1, se compose de quatre segments de soutènement 3, 4e, 4' 3. Les segments ainsi que les colliers de serrage 7 correspondent à ceux de la figure 1. Les arceaux de soutènement représentés sur les figures 1 et 2 peuvent être préalablement montés dans une région de la galerie située à une certaine distance du fond de celle-ci ; on va le décrire en détail à l'aide du mode de réalisation de la figure I, mais les mêmes conEidér2tios s'appliquent, d'une manière correspondante, au mode de réalisation de la figure 2. Comme on le voit sur la figure 3 et sur les figures 5 et 6 associées, pour cela, les segments de soutènement latéraux 3 sont placés, à l'aide des colliers de serrage 7 et de pièces entretoises 8, en biais par rapport au segment de toit 4, en formant un angle d'écartement a ouvert en direction des segments latéraux 3, c'est-àdire du sol 9. A cet effet, entre les segments de soutènement est prévue initialement une région de recouvrement relativement plus grande que celle nécessaire par la suite, une fois le serrage de l'arceau de soutènement effectué. Le contour de l'arceau 10 ainsi préalablement monté est donc plus petit, comme on le voit sur la figure 3, que celui des arceaux de soutènement 2 déjà installés dans la galerie. A l'aide d'un dispositif mobile de montage, non représenté en détail ici, l'arceau initial 10, complètement assemblé, peut être avancé de la région de montage préalable, située à l'arrière de la galerie, jusqu'à l'emplacement d'installation. La force de soutien exercée par le dispositif de montage a été désignée par P.A l'emplacement d'installation, l'arceau 10 préalablement monté est amené à la forme définitive d'arceau de soutènement 2 nécessaire, par raccourcissement des régions de recouvrement des segments de soutènement enfilés l'un dans l'autre et par diminution de l'angle d'écartement a; l'arceau de soutènement définitif 2 est finalement serré contre les parois latérales 5 et le toit 6 de la galerie. La figure 4 représente un arceau de soutènement 2', également en trois parties, dont les segments de soutènement 3, 4, ont des courbures qui correspondent à un profil de section droite de galerie, qui a été représenté en trait mixte par la ligne 11. Pour pouvoir utiliser un tel arceau de soutènement 2' dans un profil de section de galerieplus petit, les segments de soutènement avoisinants ont été placés en biais l'un par rapport à l'autre, d'une manière appropriée, à l'aide des pièces entretoises 8 et des colliers de serrage 7 représentés sur les figures 5 et 6, la grandeur de l'angle d'écartement a étant déterminée par des pièces entretoises 8 par rapport aux surfaces d'extrémités 13 des segments de soutènement 3 enfilés sur un autre segment. Autrement dit, plus les pièces entretoises 8 sont fixées loin des surfaces d'extrémités 13 sur le segment de soutènement 3, plus 11 angle d'écartement a est faible. L'assemblage décrit à propos des figures 3 et 4 et la mise en place et l'installation d'arceaux de soutènement 2, 2' et 10 en trois parties, s'appliquent d'une manière correspondante aux arceaux de soutenement en quatre parties de la figure 2. Les pièces entretoises 8, qui saintiennent à une certaine distance l'une de l'autre les surfaces en regard des segments de soutènement 3 et 4 enfilés l'un dans 11 autre, sont constituées par des tronçons de profilés, bien plus courts que la longueur des régions de recouvrement des segments de soutènement, dont la section droite correspond à celle des profilés constituant les segments de soutènement. Les pièces entretoises 8 peuvent être fixées d'une manière amovible ou inamovible sur le segment de soutènement 3. Un mode de fixation amovible peut consister par exemple en de simples points de soudure attachant les pièces entretoises 8 au segment de soutènement 3. Elles peuvent par conséquent etre enlevées facilement, en cas de nécessité, sans beaucoup d'effort,et être réutilisées ailleurs. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes. REVENDICATION3 1. Arceau de soutènement pour galeries de mines, comportant un certain nombre de tronçons de profilé en forme de gouttières, constituant des segments, s'engageant l'un dans l'autre à leurs extrémités et qu4dans les régions où ils se recouvrent, sont liés l'un à l'autre par des colliers de serrage, lequel arceau de soutènement est caractérisé en ce que, dans les régions de recouvrement des segments de soutènement (3, 4, 4', 4") placés les uns dans les autres, les surfaces en regard l'une de l'autre de ces segments (par exemple 3, 4) sont maintenues à une certaine distance l'une de l'autre par des pièces entretoises (8) essentiellement relativement courtes, en comparaison de la longueur des régions de recouvrement. 2. Arceau de soutènement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces entretoises (8) sont fixées sur les segments de soutènement enfilés l'un sur l'autre (par exemple 3), au moins d'une manière amovible. 7. Arceau de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les pièces entretoises (8) sont pratiquement adaptées aux formes des contours des surfaces en regard des segments de soutènement enfilés l'un dans l'autre (par exemple 3, 4). 4. Arceau de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pièces entretoises (8) sont constituées par des tronçons de profilés en gouttière courts, correspondant à la section droite des segments de soutènement (par exemple 3).