Brevet FR2407340A1 — publié le 19790525

La présente invention concerne un système de protection réglable en hauteur assurant une protection vis-à-vis du remblai, en particulier pour exploitations minières à remblayage pneumatique, comportant plusieurs éléments de protection couvrant la zone située entre la semelle et le chapeau soutenu par les étançons, déplaçables en hauteur l'un par rapport à l'autre et se chevauchant entre eux. Il est connu d'équiper les éléments de soutènement marchant se présentant sous la forme de cadres de soutènement, de piles de soutènement, de boucliers de soutènement et d'ensembles analogues de systèmes de protection vis-à-vis du remblai, afin d'obtenir un isolement aussi étanche que possible de l'espace de la taille par rapport à l'espace occupé par le remblai ou d la zone de foudroyage. Il est connu par exemple, comme indiqué dans le modèle d'utilité allemand nO 1.934.112, d'équiper une pile de soutènement d'un système de protection réglable en hauteur en plusieurs parties, dirigé vers le remblai, constitué par des éléments de protection en forme d'U qui peuvent être rentrés et sortis par un mouvement télescopique en vue d'une adaptation à des épaisseurs de veines variables.Il existe en outre des tabliers de protection vis-à-vis du remblai et de la zone de foudroyage, qui suivent le soutènement marchant proprement dit à la manière de cloisons marchantes. Enfin, il existe de nombreuses réalisations de boucliers de soutènement qui sont équipés de boucliers ou analogues réglables en hauteur et guidés par des bielles, assurant une protection vis-à-vis de la zone de foudroyage. On peut dans ce cas, comme décrit dans la demande de brevet allemand nO 2.403.834, utiliser un système de bielles agencé à la manière d'un guidage à mouvement de lemniscate, au moyen duquel on obtient lors de la rentrée et de la sortie des étançons un déplacement sensiblement vertical du chapeau du bouclier, c'est-à-dire un déplacement en translation négligeable en direction du front de taille et dans la direction opposée. Les systèmes connus de protection vis-à-vis du remblai et de la zone de foudroyage sont agencés de telle sorte qu'ils forment une paroi qui est soit en principe perpendiculaire au plan ou à la surface du mur, soit inclinée plus ou moins fortement à l'opposé de l'angle d'éboulement naturel des matériaux formant le remblai. Lorsque le système de protection est avancé en direction du front de taille, les matériaux comblant la zone de remblayage ne sont plus alors soutenus par le système de protection. Il peut en résulter un éboulement brutal du front non consolidé du remblai, qui a tendance à former un talus, et ceci sur une grande longueur, de sorte que des masses de matériaux de remblayage importantes se déplacent alors en direction de l'es- pace de la taille.En particulier en cas de fort pendage, et le cas échéant dans des tailles à front de taille en surplomb, ainsi que lors de l'introduction d'un remblai couvrant la totalité de la hauteur de la taille dans le cas de veines épaisses, il peut arriver que l'éboulement du front du remblai aboutisse à des impacts dangereux et à des endommagements importants de l'équipement de la taille. Le but de l'invention est de créer un système de protection vis-à-vis du remblai destiné en particulier à être utilisé dans des tailles en dressant ou en semi-dressant, ainsi qu'en cas de veines épaisses, permettant d'éviter avec certitude ltef- fondrement ou l'éboulement dangereux du front du remblai, principalement dans les exploitations d'abattage travaillant avec un remblai s'étendant sur toute la hauteur de la taille ou avec remblayage pneumatique. Un autre but de l'invention est en même temps de créer un agencement robuste et résistant du système de protection vis-à-vis du remblai. Suivant l'invention, le système de protection vis-à-vis du remblai en plusieurs éléments est agencé de telle sorte que les éléments de protection forment, pour toutes les positions de réglage en hauteur du système, un tablier de retenue du remblai incliné dans le même sens que l'angle de talus des matériaux constituant le remblai. L'invention est matérialisée en conséquence dans un système de protection vis-à-vis du remblai en plusieurs éléments, réglable en hauteur qui, non seulement permet d'obtenir un isolement étanche de l'espace de la taille par rapport à la zone occupée par le remblai, également pour des épaisseurs de veines variables, mais qui en même temps est agencé de telle sorte qu'il ménage dans toutes les positions de réglage en hauteur différentes une paroi inclinée dans le même sens que l'angle de talus des matériaux formant le remblai, de sorte que ces matériaux de remblayage ou de foudroyage remplissant la zone de remblayage peuvent s'accumuler à la manière d'un talus contre le système de protection.Etant donné que le système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'invention permet la formation d'un talus, on évite avec certitude, lors d'un mouvement d'avance de ce système de protection, l'effondrement ou l'éboulement du front du remblai sur une distance ou longueur importante. Le système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'invention peut être utilisé de façon avantageuse dans les exploitations d'abattage avec remblai comblant toute la hauteur de la taille, et principalement dans les exploitations travaillant avec remblayage pneumatique, étant donnd que dans ce cas les matériaux de remblayage utilisés ont particulièrement tendance à subir un écoulement par suite de leur forte teneur en humidité. Il en résulte la possibilité d'ajouter aux matériaux de remblayage humides de faibles proportions de ciment ou d'un autre liant réduisant la tendance à l'écoulement de la masse de remblayage. Afin d'éviter un écroulement en masse du front du remblai, il n'est pas absolument nécessaire, d'une façon générale, que le système de protection vis-à-vis du remblai présente une inclinaison correspondant exactement à l'angle de talus ou angle d'éboulement naturel du remblai. Méme si l'inclinaison du système de protection vis-à-vis du remblai est, sur toute la hauteur de la taille, ou seulement sur une partie de cette hauteur, un peu supérieure à l'angle de talus naturel, on évite avec le système de protection suivant l'invention un effondrement brutal du front du remblai sur une grande longueur. Dans le cas de faibles hauteurs ou ouvertures de veine, le danger d'éboulement ou d'effondrement de masses de remblayage importantes est moins grand que cela n'est le cas pour des veines épaisses. Il est en conséquence important que, principalement en cas de grandes hauteurs de réglage du système de protection vis-à-vis du remblai, ce système soit incliné dans le même sens que le talus formé par le remblai au moins sur la plus grande partie de sa hauteur, tandis que, pour des hauteurs de réglage plus faibles, l'inclinaison du système de protection peut également correspondre à une pente plus forte. Le principe d'agencement du système de protection visà-vis du remblai suivant l'invention peut être mis en oeuvre de différentes manières. On peut prévoir, de façon avantageuse, un agencement dans lequel le système de protection comprend plusieurs éléments-de protection qui sont non seulement déplaçables en hauteur l'un par rapport à l'autre, mais aussi par pivotement de façon relative. On peut alors conjuguer à au moins un élément de protection pivotant un dispositif de commande de pivotement, qui positionne l'élément de protection selon l'inclinaison désirée.Ce dispositif de commande de pivotement permet également de faire varier l'inclinaison de l'élément ou des éléments de protection. I1 est en outre possible de prévoir un dispositif de réglage qui règle automatiquement les éléments de protection selon un angle de talus plus plat ou moins abrupt lorsque la hauteur de réglage du système de protection augmente. Etant donné que le danger d'un effondrement ou écroulement du remblai croit lorsque l'épaisseur de veine augmente, il est avantageux d'amener la paroi de retenue du remblai, lors d'un accroissement de la hauteur de réglage, au moins sur la plus grande partie de sa hauteur dans une position d'inclinaison qui se rapproche de l'angle de talus ou angle d'éboulement naturel du remblai. Suivant un mode de réalisation préféré, le système de protection vis-à-vis du remblai selon l'invention comporte un élément de protection supérieur prévu sur le chapeau et au moins un élément de protection disposé au-dessous et guidé au moyen d'un système de bielles. L'élément de protection supérieur est judicieusement articulé sur le chapeau et sa position par rapport à l'élément de protection guidé par des bielles peut être réglée au moyen du dispositif de pivotement, de préférence d'un vérin de pivotement. Afin d'obtenir une possibilité de réglage en hauteur aussi grande que possible, il est judicieux de prévoir trois éléments de protection, seuls les deux éléments de protection inférieurs étant réglés au moyen du système de bielles. Le système de bielles est réalisé judicieusement à la manière d'un guidage à mouvement de lemniscate en soi connu.Les moyens précités permettent d'obtenir un système de protection vis-à-vis du remblai qui se caractérise par un agencement robuste et particulièrement stable et résistant, tout en fournissant une faculté de réglage en hauteur importante. Le système de bielles assure l'appui et la stabilisation des éléments de protection ; on peut également l'utiliser pour stabiliser l'ensemble de soutènement marchant portant le système de protection et pour le renforcer ou augménter sa rigidité. Suivant un mode de réalisation préféré, le système de bielles mentionné comporte une bielle principale reliée de façon articulée au chapeau, qui porte un élément de protection et qui prend appui par deux bielles d'appui sur la semelle ou analogue. Les articulations de raccordement des bielles d'appui sur la bielle principale et sur la semelle sont décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens de l'avance et sont disposées de telle sorte que l'on obtienne le guidage à mouvement de lemniscate mentionné. L'élément de protection fixé sur la bielle principale est alors disposé de telle sorte que sa surface de protection soit inclinée selon un angle aigu par rapport à l'axe de la bielle principale. Il est prévu de même, sur la bielle d'appui arrière orientée vers la zone de remblayage, un élément de protection disposé de préférence de telle sorte que, dans la condition de réglage correspondant à une hauteur maximum du système de protection vis-à-vis du remblai, l'élément de protection de la bielle d'appui et l'élément de protection de la bielle principale présentent la même inclinaison.L'élément de protection prévu sur le chapeau a avantageusement une hauteur telle que, dans la condition complètement rentrée des étançons, il s'étende sensiblement jusqu'd la semelle. Le système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'invention peut être relié à un élément de soutènement marchant, en particulier à une pile de soutènement, de manière à former un ensemble marchant unitaire. Mais il est également possible de monter le système de protection vis-à-vis du remblai sur le soutènement marchant de façon qu'il puisse être avancé telescopiquement, à la manière d'un tablier tramé, le chapeau et la semelle du système de protection vis-à-vis du remblai pouvant alors être guidés télescopiquement sur le chapeau et la semelle du soutènement marchant. La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue de profil d'un élément de soutènement marchant équipé d'un système-de protection vis-à-vis du remblai suivant l'invention. La Fig. 2 montre la partie arrière de l'élément de soutènement visible sur la Fig. 1, dans la condition complètement sortie ou de hauteur maximum du système de protection vis-à-vis du remblai. La Fig. 3 est une vue également de profil de la partie arrière de l'élément de soutènement suivant la Fig. 1, dans la condition complètement rentrée du système de protection. On a représenté sur le dessin une pile de soutènement comportant quatre étançons hydrauliques 10 disposés en rectangle, qui prennent appui de façon articulée par leur pied sur une semelle 11 en une ou plusieurs parties, et qui supportent de façon articulée par leur tige un chapeau 12 en plusieurs parties. Le chapeau 12 présente un chapeau avant 13 s'étendant en porte-àfaux en direction du front de taille et un chapeau arrière 14 s'étendant en porte-à-faux en direction de la zone de remblayage 15. I1 est prévu sur la semelle il un vérin d'avance hydraulique 16, dont la tige de piston 17 est reliée au convoyeur de taille 18, qui est constitué par un convoyeur à raclettes à chaines. Les piles de soutènement marchant de ce type sont connues. La pile de soutènement représentée est équipée d'un dispositif de protection vis-à-vis du remblai en plusieurs parties, réglable en hauteur, comportant trois éléments de protection 19, 20 et 21 déplaçables l'un par rapport à l'autre en hauteur et angulairement. Les éléments de protection 19 à 21 sont constitués par de fortes tôles en forme d'U se chevauchant l'une l'autre. L'élément de protection supérieur 19 est relié par une articulation 22 à l'extrémité arrière orientée vers le remblai du chapeau arrière 14. Il est prévu, entre cet élément de protection 19 et le chapeau 14, un dispositif de pivotement 23 constitué par un vérin de pivotement hydraulique, au moyen duquel on peut faire pivoter l'élément de protection autour de l'axe de l'articulation 22, qui s'étend dans la direction longitudinale de la taille. Les deux éléments de protection inférieurs 20 et 21 sont fixés sur un système de bielles. Celui-ci comprend une bielle principale 24 relativement longue, qui est reliée par un joint de cardan 25 à axes d'articulation 26 et 27 perpendiculaires entre eux au chapeau 12. Le joint de cardan 25 se trouve sur la face inférieure du chapeau 12, au voisinage de l'articulation supérieure de l'étançon 10 de la pile de soutènement orienté vers le remblai. La bielle principale 24 est reliée à la semelle Il au voisinage de son extrémité arrière, par des bielles d'appui 28 et 29. Les articulations de raccordement des bielles d'appui avec la semelle sont indiquées en 30 et 31, tandis que les articulations de raccordement des bielles d'appui avec la bielle principale sont indiquées en 32 et 33.L'articulation 31 se trouve à l'extrémité arrière de la semelle 11, tandis que l'articulation 30 est décalée par rapport à elle dans la direction d'avance et se trouve au voisinage de l'articulation inférieure de l'étançon 10 de la pile de soutènement orienté vers le remblai. Des articulations de raccordement 32 et 33, prévues sur la bielle principale 24, sont de même décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction d'avance ainsi qu'en hauteur. Les axes de toutes les articulations 22, 25, 30, 31, 32 et 33 s'étendent parallèlement entre eux et perpendiculairement à la direction d'avance, ctest-à-dire dans la direction longitudinale de la taille.Le système de bielles constitue un guide à mouvement de lemniscate fournissant la certitude que, lors de la rentrée et de la sortie des étançons 10, la visière 13' du chapeau et en conséquence également l'articulation 22 de l'élément de protection supérieur 19 vont se déplacer en principe verticalement d'une façon en soi connue. Le système de bielles décrit sert d'une part à la fixation, à l'appui et au guidage des deux éléments de protection inférieurs 20 et 21, et d'autre part à la stabilisation angulaire et au renforcement de la pile de soutènement. L'élément de protection médian 20 est fixé sur la bielle supérieure 24 de façon telle que sa surface 20 orientée vers la zone de remblayage soit inclinée selon un angle aigu de 70 à 800 par rapport à l'axe longitudinal de la bielle principale 24. L'élément de protection inférieur 21 est fixé sur la bielle 29 dirigée vers le remblai de façon telle que sa surface 21' orientée vers la zone de remblayage 15 s'étende parallèlement à l'axe longitudinal de cette bielle d'appui.On comprendra que chaque bielle 24, 28 et 29 du système de bielles peut également être constituée par une paire de bielles, comme cela est usuel dans les guidages à mouvement de lemniscate. Sur la Fig. 2, la pile de soutènement se trouve dans la condition complètement sortie des étançons 10, et ainsi dans une condition de hauteur maximum du système de protection visà-vis du remblai. On voit que les surfaces 19', 20' et 21' orientées vers la zone de remblayage des éléments de protection complètement sortis 19, 20 et 21 forment une cloison ou un tablier fermé s'étendant de façon continue depuis le mur 34 jusqu'au toit 35, ce tablier étant incliné selon un angle de 50 à 60 par exemple par rapport au plan du mur, dans le même sens que l'angle de talus ou d'éboulement des matériaux formant le remblai. Les matériaux formant remblai 36 introduits dans la zone de remblayage 15 peuvent en conséquence s'accumuler dans cette zone selon l'inclinaison du tablier fermé.L'élément de protection supérieur 19 est déplacé par pivotement à l'aide de son dispositif de pivotement 23 par rapport à l'élément de protection médian 20, de telle sorte qu'il se raccorde à cet élément de protection médian en 37. Si la pile de soutènement est avancée vers le front de taille dans la direction indiquée par la flèche S au moyen de son vérin d'avance 16, le talus formé par les matériaux de remblayage est en principe conservé. L'écroulement brutal du front du remblai est en conséquence empêché par l'inclinaison du système de protection. Sur la Fig. 3, on a représenté la même pile de soutènement dans la condition complètement rentrée des étançons 10, et en conséquence dans la condition de hauteur minimale du système de protection vis-à-vis du remblai. On voit que l'élément de protection supérieur 19 a une hauteur telle qu'il s'étende depuis le chapeau sensiblement jusqu'au niveau de la semelle 11. Les deux autres éléments de protection 20 et 21 sont rabattus ils se trouvent derrière l'élément de protection supérieur 19, qui est maintenu par son dispositif de pivotement 23 dans une position d'application contre l'élément de protection rabattu 20. On peut voir que, dans ce cas encore, la surface 19' de ltélé- ment de protection 19 est inclinée dans le même sens que l'angle de talus naturel des matériaux formant le remblai, mais dans cette condition l'inclinaison par rapport au plan du mur est un peu plus grande ou correspond à une pente un peu plus abrupte que cela n'est le cas dans la condition complètement sortie visible sur la Fig. 2. On a représenté sur la Fig. 1 une position intermédiaire entre les positions complètement rentrée et complètement sortie.Egalement dans cette position intermédiaire, la paroi de retenue du remblai formée par les éléments de protection 19, 20 et 21 est inclinée dans le même sens que le talus formé par les matériaux de remblayage, l'élément de protection inférieur 21 présentant une inclinaison de pente plus faible que les deux éléments de protection supérieurs 19 et 20. Dans la position complètement sortie représentée sur la Fig. 2, les surfaces 19', 20' et 21' de tous les éléments de protection présentent en principe la même inclinaison. La pression exercée par le remblai sur le système de protection est transmise par l'élément de protection supérieur 19 au chapeau 12 et à l'élément de protection médian 20, tandis que la charge des éléments de protection inférieurs 20 et 21 est transmise par le système de bielles au chapeau 12 et à la semelle 11. Si l'on travaille avec un remblai comblant toute la hauteur de la taille, en particulier avec remblayage pneumatique, on peut ajouter aux matériaux formant remblai introduits dans la zone de remblayage 15 un liant tel qu'un coulis de ciment ou analogue, fournissant une certaine consolidation pour les matériaux de remblayage ainsi introduits. Ce moyen participe également à empêcher un écoulement ou glissement des matériaux formant remblai lors de l'avance du système de protection vis-à-vis du remblai. Dans le cas du mode de réalisation représenté, le systè- me de protection est réuni à la pile de soutènement pour former un ensemble de soutènement unitaire. Mais il est également possible de réaliser le système de protection sous la forme d'une cloison ou d'un tablier trainé pouvant être déplacé par traction derrière le soutènement marchant. On peut parvenir à ce résultat, par exemple, en prévoyant pour le système de protection outre son système de bielles, au niveau du toit et du mur, des patins qui sont guidés télescopiquement dans le sens de l'avance S sur le chapeau 12 ou la semelle Il du soutènement marchant. On peut alors prévoir, entre le soutènement marchant et le système de protection, au moins un vérin de ripage hydraulique au moyen duquel il est possible de faire avancer l'ensemble du système de protection se présentant sous la forme d'un tablier tramé dans la direction de la flèche S après que le soutènement marchant a d'abord été ripé. Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Système de protection vis-à-vis du remblai réglable en hauteur, en particulier pour exploitations minières à remblayage pneumatique, comportant plusieurs éléments de protection déplaçables en hauteur l'un par rapport à l'autre, se chevauchant l'un l'autre, et couvrant la totalité de l'espace entre la semelle et le chapeau soutenu par des étançons, caractérisé en ce que les éléments de protection (19, 20, 21) forment, dans chaque condition de réglage en hauteur du système de protection, une paroi ou un tablier de retenue du remblai incliné dans le même sens que l'angle de talus des matériaux formant le remblai. 2.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'un au moins (19) des éléments de protection, qui sont déplaçables en hauteur et par pivotement l'un par rapport à l'autre, est réglable en inclinaison au moyen d'un dispositif de pivotement (23). 3.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de réglage qui règle automatiquement les éléments de protection (19, 20, 21) selon une inclinaison de pente plus faible lorsque la hauteur de réglage du tablier de retenue du remblai augmente. 4.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de protection supérieur (l9) monté sur le chapeau (12, 14) et au moins un élément de protection (20, 21) situé au-dessous, guidé au moyen d'un système de bielles (24-33). 5.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de protection supérieur (19) est articulé sur le chapeau et peut être amené au moyen d'un dispositif de pivotement (23X, de préférence d'un vérin de pivotement, dans une position d'application contre l'élément de protection (20) guidé par des bielles. 6.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce quril comprend trois éléments de protection (19, 20, 21) dont seuls les deux éléments de protection inférieurs (20, 21) sont guidés par le système de bielles (24-33). 7.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le système de bielles (24-33) est agencé à la manière d'un guidage à mouvement de lemniscate. 8.- Système de'protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il est adapté sur un ensemble de soutènement marchant et en ce que le système de bielles (24-33) se présente sous la forme d'un dispositif de stabilisation ou de renforcement stabilisant l'ensemble de soutènement. 9.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le système de bielles (24-33) comporte une bielle principale (24) reliée à articulation au chapeau (12), qui porte un élément de protection (20) et qui prend appui sur la semelle (11) par deux bielles d'appui (28, 9), les articulations de raccordement (30 à 33) des bielles d'appui sur la bielle principale et sur la semelle étant décalées l'une par rapport à l'autre dans la direction d'avance. 10.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la surface (20') de l'élément de protection (20) disposé sur la bielle principale (24) est inclinée selon un angle aigu par rapport à l'axe de cette bielle principale (11). 11.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la bielle d'appui arrière (29) porte de même un élément de protection (21). 12.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément de protection (21) de la bielle d'appui (29) et l'élément de protection (20) de la bielle principale (24) présentent la même inclinaison lorsque le système de protection vis-à-vis du remblai est en position complètement sortie, correspondant à une hauteur maximale. 13.- Système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément de protection supérieur (19) a une hauteur telle qu'il s'étende sensiblement jusqu'à la semelle (11) lorsque des étançons sont complètement rentrés. 14. - Système de protection vis-à-vis du remblai suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il est accouplé à un ensemble de soutènement marchant afin d'être déplacé par traction derrière celui-ci.