Brevet FR2288852A1 — publié le 19760521

La présente invention est relative aux piles Qquipges de prolonges télescopiques articulées sur les chapeaux qui assurent le soutènement dans les mines. On sait qu'une pile à flèche comprend un bras oscillant, ou flèche, articulé à sa partie inTérieure sur une semelle. Le sommet de la partie oscillante est articulé sous un plateau ou chapeau de soutènement destiné à Outre serré contre le toit de la taille. Pour permettre une bonne protection contre ltenvahisse- ment de la taille par les éboulis et les poussières dia foudroya ge, il faut équiper la pile de boucliers de protection destinés notamment à assurer l'étanchéité entre la oa les flèches de la pile et le ou les chapeaux.Les boucliers connus sont constitués par deux éléments latéraux situés de part et d'autre de la pile pour la protection latérale et par un élément central qui assure la protection au dos de la ou des flèche. Cet ensemble de boucliers suit le mouvement de ltensemble oscillant dans le sens longitudinal.De plus, des ressorte hilicoidaux ou des vérins hydrauliques sont prévus pour permettre un dOplacement latéral de façon à plaquer les boucliers de deux piles voisines l'un contre l'autre et assurer Si la flèche est équipée d'une prolonge télescopique destinée à maintenir le chapeau à une distance sensiblement constante du front lors de l'inclinaison du bras, provoquée par la variation de la hauteur (ou ouverture) de la couche à exploiter, les boucliers sont accrochés aux prolonges tfilescopiquès dont ils suivent le mouvement de rentrée ou de sortie.Les boucliers latéraux doivent assurer une étanchéité aussi grande que possible pour éviter la pénétration de matériaux entre deux piles voisines, la juxtaposition des piles le long de la taille constituant une taille de soutènement marchant. En particulier, lorsqu'on avance une pile par rapport à une pile voisine, l'étauchéité entre deux piles contre les éboulis et poussières du foudroyage doit entre conservée. Ainsi, la partie inférieure des boucliers late- raux doit avoir une hauteur suffisante pour qu'à l'arrière il n'y ait pas de pénétration importante du foudroyage lorsqu'une pile est sensiblement en avant de la pile voisine.Par contr-e, la hauteur de la partie supérieure des boucliers latéraux doit être suffisamment faible pour permette le passage du personnel travail lant face au front de taille, c'est-à-dire en avant de la pile. On comprend que cette construction présente de nombreux inconvénients lorsque les prolonges télescopiques des flèches sont sorties. Dans ce cas, les boucliers (reliés aux prolonges) ne protègent plus la partie arrière.de la pile. L'étanchéité est aléatoire. De plus, la partie arrière (de grande hauteur) des boucliers se trouve placée dans la one de travail, ce qui une le passage du personnel. Enfin, la surface de la partie inférieure des boucliers latéraux vient diminuer la section d'aérage de la taille, alors que cette section est déjà faible par rapport à la longueur de la galerie. Il s'ensuit des pertes de charge importantes. La présente invention a pour but dtéviter ces inconvénients en réalisant un bouclier composite de protection parti culièrement destiné aux piles à flèches avec prolonges télescopiques, les éléments de ce bouclier pouvant suivre les mouvements de l'ensemble oscillant sans gêner le passage du personnel. Un bouclier de protection selon l'invention, destiné à équiper une pile de soutènement comprenant une ou deux semelle un ensemble oscillant avec prolonges télescopiques et un chapeau de poussoe, est caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins quatre éléments ou boucliers élémentaires latéraux, à savoir de chaque coté de la Pile un élément arrière monté et fixé sur la flèche, et un élément avant monté et fixé sur la prolonge télescopique avec laquelle il est mobile, Si bien que les élé ment vant et les éléments arrière mobiles les uns par rapport aux autres constituent un bouclier télescopique. Suivant une autre caractéristique, la hauteur des éléments latéraux arrière est grande par rapport à la hauteur des éléments avant mobiles. Suivant une autre caractéristique, les longueurs respectives des éléments arrière fixes et des éléments avant mobiles du bouclier sont prévues de façon que, quand la prolonge télescopique est sortie, seuls les éléments latéraux avant se trouent dans la zone de passage du personnel. Suivant une autre caractéristique, les éléments de protection arrière, solidaires des flèches, ont des dimensions suffisamment importantes pour assurer une étanchéité constante contre la pénétration des éboulis du foudroyage dans la pile ou entre deux piles voisines. Suivant une autre caractéristique, les éléments moises du bouclier présentent une partie avant de hauteur plus faible que celle de la partie arrière de ces éléments mobiles qui chevauchent en partie l'avant des éléments fixes montés sur la flèche. Les différentes hauteurs des éléments fixes, de l'avant et de l'arrière des élments mobiles avec la prolonge télescopique sont calculées pour faciliter la circulation du personnel et augmenter la section d'aéragedela taille en dimin", les pertes de charge. Suivant une autre caractéristique, des pousseurs de type connu, agissant latéralement, assurent l'étanchéité entre l'élément mobile et l'élément fixe du bouclier d'une pile et entre les boucliers latéraux de deux piles voisines. Le dessin annexé, donné 8 titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les caractéristiques de l'in- mention. Figure 1 est une vue latérale d'une pile à flèche pour le soutènement, équipée d'un bouclier de protection selon l'invention. Figure 2 est une section suivant les flèches fl - I1 (fig. 1) montrant la position de deux piles voisines équipées de boucliers latéraux selon l'invention0 Figure 3 est une coupe suivant les flèehes III - III (fig. 1) au niveau des prolonges télescopiques. Figure 4 est une vue latérale montrant une pile de soutènement pour une taille de faible ouverture (prolonge rentrés Figure 5 correspond à la figure 4 et montre la pile pour une taille de hauteur plus importante (prolonge sortie). Figures 6 et 7 sont des vues illustrant le mouvement du bouclier de protection d'une pile par rapport aux boucliers des piles voisines, l'ensemble de ces piles formant une taille de soutènement marchant. La pile de soutènement représentée sur la figure 1 comporte une ou deux semelles 1, une ou deux flèches 2 dont la ou les extrémités inférieures sont articulées sur l'arrière de la ou des semelles 1. Chaque flècheomporte une prolonge 3 qui est mobile suivant un mouvement télescopique par rapport à la flèche oscillante 2, tandis qu'un chapeau de soutènement 4 articulé est a la partie supérieure de la prolonge. Pour simplifier le texte, on ne décrira qu'une flèche, étant entendu que cette description est valable pour chaque flèche de chaque pile. La flèche 2 et la prolonge 3 portent des éléments de protection ou boucliers que l'on décrira en détail par la suite. Le soutènement est assuré de façon connue par un vérin hydraulique ou étançon (non représenté) disposé entre la semelle 1 et la flèche 2 et par le chapeau 4 serré contre le toit de la taille. La résultante R des efforts qutexerce le toit de la galerie (non représenté) sur le chapeau 4 est transmise à l'étançon hydrauliZ que verrouillé par un clapet anti-retour piloté et protégé par une valve de sécurité. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1, 2 et 3 le soutènement de la taille est constitué par une série de piles 5, 6 juxtaposées le long de la taille. L'étanchéité entre deux piles voisines contre la pénétration du foudroyage est assurée par des boucliers qui protègent l'ensemble oscillant constitué par la flèche 2 et la prolonge télescopique 3. Une pile 5 comporte deux flèches 2 et 2a. Chacune de ces flèches se présente sous la forme d'un U ouvert vers le bas et dont les branches sont constituées par un caisson central 7 et un caisson latéral 8, ce dernier portant les pousseurs 9 de type connu (ressorts à boudin, ou vérins hydrauliques) destinés à plaquer l'un contre l'autre les boucliers latéraux des piles voisines 5 et 6 (fig. 2).Entre les deux branches constituées par les caissons 7 et 8 peut coulisser la prolonge télescopique 3 constituée elle-meme par un caisson (fig. 3) dont l'extrémité avant porte un dispositif 11 pour l'articulation du chapeau de soutènement 4* Lorsqu'on a défini la longueur de sortie de la prolonge 3, celle-ci est verrouillée sur la flèche 2 par des broches amovibles 10, ou par un crantage de la prolonge sur un rond solidaire de la flèche. (fig. 1) Le bouclier de protection selon l'invention d'une pile à deux flèches est constitué par au moins quatre éléments, à savut - un élément latéral gauche 12 et un élément latéral droit 13, ces deux éléments étant fixés sur la partie arrière de l'ensemble oscillant, c'est-à-dire portés par les flèches de longueur fixe articulées sur la ou les semelles 1; - un élément latéral gauche 15 et un élément latéral droit 16 fixés sur la prolonge telescopique 3 avec laquelle ils sont mobiles (fig. 1 et 3). Dans le cas où la pile est constituée par deux flèches séparées avec un espace entre les deux flèches, on ajoute un élément de bouclier central 14. Cet élément n'existe pas si la flèche est unique ou si les deux flèches sont jointives. Ce bouclier composite peut entre complété par une t8le transversale 17 dispose au dos de 11 ensemble oscillant et reliée par ses extrémités latérales aux boucliers latéraux mobiles 15 et 16 cette tale étant elle-même mobile avec la prolonge. On voit sur la figure 1 et sur les figures de positionnement 4 à 7 qu'une portion de l'arrière des boucliers mobiles 15 et 16 chevauche en partie une portion de lavant des boucliers fixes 12, 13 et 14. La longueur de cette portion varie avec le développement de la prolonge 3. Ôn obtient ainsi un bouclier télescopique de protection. La hauteur H de la partie verticale des éléments fixes 12 et 13 est su ffl sa=;ent importante pour assurer une grande protection contre la pénétration du foudroyage dans la pile, les éléments de boucliers 12 et 13 restant toujours à l'arrière quel que soit le développement de la prolonge télescopique. Les boucliers mobiles latéraux 15 et 16 ont une haute h sensiblement plus faible que la hauteur H des éléments fixes 12 et 13, notamment dans leur partie avant alors que leur partie arrière peut présenter une hauteur h' intermédiaire entre h et H pour assurer l'étanchéité entre llélément latéral fixe et l'été ment latéral mobile correspondant. On a représenté sur los figures 4 et 5 le fonctionnement d'une pile équipée de boucliers de protection selon l'in- invention. Dans une position initiale (fig. 4) la prolonge télescopique est rentrée (la couche a une ouverture H faible). Le bouclier arrière 13, fixé sur la flèche oscillante, assure l'étanchéité à l'arrière de la semelle. Le bouclier avant 16 fixé à la prolonge télescopique chevauche le bouclier 13 sur une longueur maximale L. Le chapeau de soutènement 4 est serré contre le toit 19 de la taille 18. Dans la figure 5, l'ouverture de la couche a augmenté. On a : M' > N; il est nécessaire de sortir la prolonge télescopiçe 3 pour maintenir le chapeau à une distance constante 21 du front 20.Dens ce mouvement de sortie suivant la flèche 24, la prolonge entre les éléments latéraux avant 15 et 16 du bouclier de protection qui coulissent respectivement par rapport aux éléments latéraux arrière 12 et 13 fixés sur les flèches de la pile. Par ailleurs, l'ensemble flèche-boucliers oscille suivant la flèche 23 pour maintenir le serrage contre le chapeau 4 et le toit 19. Les boucliers 12 et 13 restent à l'arrière et leur hauteur importante H empêche la pénétration des matériaux de foudroyage dans la pile. De plus, ces boucliers de grande hauteur ne viennent pas se placer dans la zone de passage du personnel, ni diminuer la section d'aérage de la taille 18. La protection de la pile est complétée par les boucliers de protection avant 15 et 16 qui glissent le long des boucliers arrière 12 et 13 lorsque la prolonge coulisse dans la flèche. Les éléments avant et arrière du bouclier de protection se chevauchent sur une longueur 1 inférieure à la longueur de chevauchement initiale L. Les figures 6 et 7 illustrent la position d'une pile 5 par rapport aux piles voisines 26 et 27, ces piles faisant partie dtune taille de soutènement marchant. Les prolonges télescopiques des piles 5, 26 et 27 sont sorties d'une certaine longueur dépendant de l'ouverture de la couche. Lorsque le front de taille 20 (fig. 6) vient à la position 2osa, il faut avancer la semelle 1 pour rapprocher ltextrémité du chapeau-4 près du front de taille (fig. 7). Les piles sont déplacées ltune après l'autre. A partir de la position représentée sur la figure 6, l'ensemble oscillant de la pile 5 est incliné suivant la direction 28, de façon à dessemer le chapeau 4 du toit 19. La pile 5 est ensuite déplacée selon le sens de la flèche 29 pour entre rapprochée du front 2osa, les piles 26 et 27 (représentées en traits fins) restant serrées contre le toit 19 de la galerie 18. La pile 5 se trouve donc en avant des piles voisines 26 et 27 mais l'étanchéité entre les piles n'est pas altérée car les éléments des boucliers des piles voisines 5 et 26 restent toujours en contact. La dernière opération concernant la pile 5 consiste à resserrer le chapeau 4 contre le toit 19. Lorsque la pile 5 est resserrée, on execute le m & e cycle d'opérations successivement pour les piles voisines, 26 puis 27, ainsi que sur toutes les piles constituant le soutènement marchant. Les principaux avantages du bouclier selon l'invention, apparaissent clairement sur les figures illustrant les mouvements de la pile à flèches avec prolonges télescopiques. Ils découlent essentiellement du fait que le bouclier lui-meme est télescopi que, c1est-à-dire que la partie de grande hauteur, fixée sur la flèche, reste toujours à l'arrière de la pile.Ces principauxavantages sont les suivants - la protection d'un soutènement marchant contre la pénétration du foudroyage est toujours assurée, meAme lorsque les piles sont fortement décalées les unes par rapport aux autres; le décalage maximum dépend de la hauteur H des éléments arrière 12 et 13, mais il est de toute façon nettement supérieur au décalage maximal autorisé avec les boucliers classiques; - la zone de travail située entre le front de taille et la pile de soutènement ntest pas réduite malgré la grande hauteur des éléments arrière 12 et 13 ceci facilite le déplacement du personnel; ; - meme lorsque les piles sont fortement décalées, la section dtaérage ntest pas sensiblement réduite, ce qui est très important pour les tailles dont la longueur est largement supé- rieure à la section. fl est bien entendu que la réalisation dtun bouclier de protection selon l'invention n'est pas limitée à la construction représentée par les dessins. De même, on ne sortirait pas du cadre de l'invention en l'utilisant sur des piles dont la structure serait différente de la pile à deux flèches décrite précédemment. R E V E N E I C A T I O N S lo Bouclier de protection destiné notanment à équiper une pile de soutènement comprenant une ou deux semelles, un ou deux ensembles oscillants avec prolonges télescopiques et un ou deux chapeaux de poussée, caractérisé en ce que ce bouclier est constitué par au moins quatre éléments ou boucliers élémentaires latéraux à savoir : de chaque coté de la pile, un élément arrière monté et fixé sur la flèche, et un élément avant monté et fixé sur la prolonge télescopique avec laquelle il est mobile, si bien que les éléments avant et les éléments arrière mobiles les uns par rapport aux autres constituent un bouclier télescopique. 2. Bouclier de protection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur des éléments latéraux arrière est grande par rapport à la hauteur des éléments latéraux avant mobiles. 3. Bouclier de protection suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lorsqu'il équipe une pile à deux flèches oscillantes séparées, le bouclier comprend un cinquième élément, ou élément central vertical monté entre les deux flèches dont il est solidaire. 4. Bouclier de protection suivant lune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lon- gueurs respectives des éléments arrière fixes et des éléments avant mobiles du bouclier sont prévues de façon que, quand la prolonge télescopique est sortie, seuls les éléments latéraux avant de faible hauteur se trouvent dans la zone de passage du personnel. 5. Bouclier de protection suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les boucliers élémentaires solidaires des flèches sont disposés de façon que leur surface assure en permanence l'étanchéité contre la pénétration du foudroyage dans la pile ou entre deux piles voisines. 6. Bouclier de protection suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments mobiles avec la prolonge télescopique présentent une partie avant de hauteur plus fiable que celle de la partie arrière de ces éléments mobiles qui chevauchent en partie l'avant des éléments fixes montés sur la flèche. 7. Bouclier de protection suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un pousseur assure ltAtanchéit d'une part entre ltéléuent fixe et l'élément mobile du bouclier d'une pile et d'autre part entre les boucliers latéraux de deux piles voisines, identiques et faisant partie d'une taille de soutènement marchant.