Brevet FR2461095A1 — publié le 19810130

L'invention a pour objet un portique de sou- tenement continu glissant à grande ouverture de passage ainsi qu'un chapeau glissant. On connait différents type de soutènements glissants, dans lesquels une unité de soutènement comporte des châssis à chenilles serrés en écartement mutuel au toit et au mur d'un chantier minier ou autre pour y constituer respective- ment une ou des semelles et un ou des chapeaux. De telles unités de soutènements sont propulsées soit par des moyens propres soit par halage ou poussée sur un moyen d'ancrage. On a décrit notamment une telle unité dans la demande de brevet français N 76 01961 (N de publication 2 339 057). On connait également des piles de soutènement glissant, comme il en a été décrites dans la demande de brevet français N 76 19718 (N de publication 2 356 809). Ces unités de soutènement doivent être instal- lées relativement proches les unes des autres pour supporter les pressions de terrain auxquelles elles sont soumises. Elles ne permettent donc pas la circulation facile de matériel et encore moins le passage de machines. Le but de l'invention est de proposer un nou- veau type de soutènement, utilisable notamment en galeries d'a- vancement, permettant le passage de machine grâce au dégagement d'une grande surface au sol, c'est-à-dire au mur selon la termi- nologie minière. Un autre but de l'invention est de simplifier la construction des chapeaux en réduisant et même en supprimant les châssis à chenilles constituant chapeaux. Un autre but encore de l'invention est de faciliter le soutènement continu glissant en galerie cintrée avec ou sans cadres de soutènement. Ces buts doivent être atteints tout en assurant un bon soutènement du toit pour protéger le personnel et le matériel contre tous accidents de chutes de toit. Ces buts sont atteints, selon l'invention, dans un portique de soutènement continu glissant à grande ouver- ture de passage au mur, du type comportant deux unités de soutè- nement parallèles comportant chacune un châssis à chenille arti- culée, constituant semelle, portant au moins un vérin de mise en serrage au toit d'au moins un chapeau par l'intermédiaire d'au 2 2461095 moins un support, chaque unité étant, en outre, munie de moyens rigides de transmission des forces d'avancement de la semelle à au moins un support de chapeau, par le fait que: - il comporte au moins trois chapeaux parallèles, à savoir deux chapeaux latéraux et au moins un chapeau intermédiaire, portés par des supports communs constitués par au moins deux traverses entre les deux unités, - au moins un des chapeaux intermédiaires est constitué par une poutre droite montée coulissante sur une glissière longitudina- le qui est portée par les traverses, et - il comporte des moyens de commande en coulissement de la ou des poutre(s) constituant chapeau(x). De cette façon, on obtient un bon soutène- ment et, lorsque le portique est déplacé en avancement, la ou les poutres restent appliquées au toit et glissent sur la glis- sière sans faire obstacle à l'avancement,/éaF ottement métal sur roche on a substitué le frottement métal sur métal. Il n'est pas nécessaire que la glissière soit continue et elle peut ainsi être simplement constituée par des éléments alignés portés par les supports constitués par des traverses. Pour permettre d'avancer la ou les poutres arrivées à l'extrémité de butée sur la glissière, les glissières sont montées réglables en poussée en écartement sur les supports constitués par des traverses. Si les chapeaux latéraux sont des châssis à chenilles, le ou les chapeau(x) intermédiaire(s) se- ront donc desserrés pendant le bref moment nécessaire à avan- cer la ou les glissière(s) qui le(s) supporte(nt)X A cet effet chaque glissière longitudinale peut être portée par les traver- ses par l'intermédiaire d'un poussoir actionné par un vérin et dont l'extrémité est liée à la glissière par une articulation sphérique. On obtient ainsi une grande souplesse d'uti- lisation et une bonne adaptation aux inégalités du toit. Selon un mode de réalisation économique de l'invention,tous les chapeaux sont constitués par des poutres droites montées coulissantes, et commandables en coulissement, chacune sur une glissière longitudinale portée par les supports constitués par des traverses. Mais, si on veut obtenir un soutènement continu, les moyens de poussée en écartement des glissières sur les supports sont asservis les uns aux autres pour que, de deux chapeaux successifs l'un au moins soit à tout instant en pous- sée de serrage au toit. De cette façon, on obtient bien un soutène- ment continu dans lequel chacune des poutres droites servant de chapeau est desserrée, seule ou en même temps que d'autres, tandis qu'il reste, de préférence, environ la moitié de toutes les poutres en serrage par appui au toit. Chaque desserrage de poutre est alors suivi d'une avance d'un pas, après quoi on peut la remettre en serrage au toit. Tout en obtenant ainsi un serrage permanent au toit on fait avancer pas-à-pas les poutres, mais pas toutes ensemble, par glissement fer sur fer chacune sur glissière respective sans frottement sur la roche consti- tuant le toit ou sur les cadres de soutènement si la galerie en comporte. Pour un toit en forme de voûte, il est avantageux que les supports constituant traverses soient arqués transversalement. D'une façon générale, il est avantageux que le nombre de chapeaux soit impair, ce qui permet de desserrer symétriquement soit seulement les chapeaux pairs, soit, en al- ternance, les chapeaux pairs et impairs. L'invention est également applicable à un portique double comprenant quatre unités de soutènement parallè- les deux-à-deux constituant deux portiques simples alignés l'un derrière l'autre et attelés ensemble, par le fait que les cha- peaux intermédiaires sont communs aux deux portiques et au moins un élément de la glissière longitudinale est porté par l'une des traverses de chaque portique. Ce sont alors les chapeaux intermédiaires constitués en poutres, qui, en combinaison avec leurs glissières respectives et leurs vérins de commande, cons- tituent organes d'attelage. Les buts de l'invention sont également atteints par un chapeau constitué en soi comme il a été dit par une poutre glis- sante montée coulissante et comportant des moyens de commande en coulissement. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la descriptionqui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemples, de modes de réalisation de l'invention. On se reportera à cet effet aux dessins annexés, dans lesquels: - Les figures 1 et 2 sont respectivement la vue en coupe longitudinale selon I et la vue arrière avec coupe partielle selon II d'un portique conforme à l'invention, - les figures 3 et 4 sont des vues corres- pondantes d'un second mode de réalisation de l'invention, - les figures 5 et 6 sont des vues corres- pondantes pour une troisième variante pour galeries en forme de voûte, les figures 7 et 8 sont respectivement une vue en coupe longitudinale selon VII et une vue avant selon VIII d'une quatrième variante de l'invention avec portique double, - la figure 9 est un schéma explicatif des fonctions du soutènement des figures 7 et 8 mises en oeuvre au cours de son avance. Un portique est constitué par deux unités de soutènement parallèles, respectivement 1 et 2 comportant cha- cune un châssis 3 à extrémités arrondies enveloppé directement par une chenille articulée 4 montée guidée à frottement, ledit châssis étant chevauché, comme il est connu en soi, par un étrier 6 constitué par deux flasques latéraux 7 et deux traver- ses 8 pour constituer une semelle 5. L'étrier 6 est lié au châs- sis 3 par des traverses 35. Les deux traverses 8 portent, cha- cune un étançon, monté articulé comme il est connu en soi, res- pectivement un étançon avant 9 et un étançon arrière 10. Les deux étançons avant des deux unités de soutènement 1 et 2 por- tent, chacun, l'une des extrémités d'une traverse 11. Les deux étançons arrière des deux unités de soutènement 1 et 2, portent chacun pareillement, l'une des extrémités d'une autre traverse 12. Chacune des extrémités des traverses 1l et 12 porte deux flasques longitudinaux 13 écartés l'un de l'autre avec lesquels elles constituent un étrier 14 à la double extrémité duquel sont prévues des traverses 15 pour un chapeau 16 constitué par un châssis 17 à extrémités arrondies et à chenille articulée 18 montée guidée à frottement. Chaque extrémité des traverses 11 et 12 constitue donc simultanément support de chapeau. Cha- cune des deux unités de soutènement comporte, en outre une bielle plane 19 fixde en bas et vers l'arrière à une articula- tion pivotante 21 d'axe transversal s'appuyant sur deux flasques verticaux 20 s'étendant vers le haut à partir des flasques la- téraux 7 et fixée en haut et vers l'avant à une articulation pivotante 22 d'axe transversal s'appuyant sur les deux flasques 13 en dessous de l'extrémité de la traverse 11. On voit que le portique, tel que décrit est constitué par deux semelles 5 et deux chapeaux 16 réunis trans- versalement par les deux traverses 11 et 12 et que les bielles IO 19 permettent de transmettre aux chapeaux 16 les forces d'avan- cement appliquées aux semelles 5, de gauche à droite sur la figure 1. Les deux traverses 11 et 12 portent, en leur droite milieu, un chapeau unique 23, constitué par une poutre/en cais- son longitudinale 24 supporté par les deux traverses 11 et 12, comme il va être exposé. La poutre 24 est supportée par deux supports 25 à glissière 26, les deux glissières 26 étant ali- gnées longitudinalement. Chaque support 25 à glissière 26 est lui-m9me supporté par articulation sphérique 31 par l'extrémité d'un poussoir vertical 27 pouvant glisser dans un chemisage ver- tical central 30 de la traverse 11 ou 12 o il peut 8tre poussé vers le haut par un vérin vertical 28 de faible course s'appuyant sur une console 29 située sous la traverse 11 ou 12. Les deux traverses 11 et 12 sont attelées par deux longerons 36. La poutre 24 est biseautée à l'avant et à l'arrière pour glisser sous le toit sans accrochage. Lorsque les quatre étançons 9 et 10 sont serrés au toit, ce qui est leur position normale en toute circonstance d'utilisation en soutènement glissant, les petits vérins verticaux 28 peuvent être serrés ou desserrés. S'ils sont serrés, la poutre 24 est serrée au toit entre le toit lui-m9me, c'est-àdire la roche, et les deux glissières 26. Le coefficient de frottement étant plus grand entre métal et roche qu'entre métal et métal, tout avancement du portique provoque un glissement relatif de la poutre 24 qui tend à rester en arrière comme représenté en trait interrompu sur la figure 2. Le desserrage temporaire des petits vérins verticaux 28 permet de décoller la poutre 24 du toit et de la rappeler à nouveau en position représentée en trait plein, par simple glissement sur les glissières 26. Bien qu'on puisse rappeler la poutre 24 manuellement, il est préférable de prévoir un vérin horizontal de rappel 32, dont une extrémité 33 est liée au support arrière 25' de glissière 26 et dont l'autre ex- trémité est liée à une pièce inférieure 34 de cette poutre 24 située à une distance de son extrémité avant telle que, lorsque la poutre est le plus en avant possible, cette pièce 34 et/ou l'extrémité du vérin 32 qui lui est liée n'atteignent pas ou atteignent tout juste le support avant 25 de glissière 26. La suppression temporaire du soutènement par la poutre 24 servant de chapeau est de faible inconvénient, car pendant l'opération de rappel de ce chapeau central, le reste du portique de soutè- nement est serré immobile et ne crée donc pas de modifications locales de pressions de terrain. Le temps de rappel du chapeau central est si court qu'on ne ressent alors aucun effet observa- ble de convergence de terrains. Aux figures 3 et 4, on a représenté une va- riante de l'invention avec les mêmes numéros de référence pour les parties communes avec le soutènement précédent. Toute la partie inférieure et toute la partie intermédiaire sont identi- ques à celles du portique des figures 1 et 2. Mais il y a cinq chapeaux, tous constitués par des poutres 23î à 235. Pour sup- porter ces chapeaux les quatre étançons 9 et 10 portent ensem- ble par articulation 39 un plateau 40 sur lequel sont organisés deux alignements transversaux de cinq supports 25 et 25' à glis- sières 26 alignés longitudinalement deux-à-deux, les alignements transversaux des supports 25 et 25' étant longitudinalement décalés par rapport aux alignements transversaux respectifs des étançons 9 et des étançons 10. Pareillement chaque support 25 à glissière 26 est lui-même supporté par articulation sphérique 31 par l'extrémité d'un poussoir vertical 27 pouvant glisser dans un chemisage 42 vertical du plateau 40. Pour constituer paliers pour l'attache pivotante 22 de la partie supérieure de la vielle 19, deux paires de flasques 41 s'étendent vers le bas à partir du plateau 40. Lorsque les semelles 5 avancent, les poutres 24 de cinq chapeaux 23, tous mis en serrage par leurs vérins associés 28, restent en arrière jusqu'à fin de course en butée 7 2461095 telle que représentée en trait interrompu sur la figure 4. A ce moment, on peut desserrer les chapeaux un par un et rappeler par les vérins 321 à 32 les poutres 241 à 24 chacune leur 1 5 tour en position avant, représentée en trait plein sur la figu- re 4,o les chapeaux sont immédiatement remis en serrage. On peut aussi prévoir un asservissement des circuits hydrauliques de commande des vérins associés 28 pour rappeler, dans un pre- mier temps, toutes les poutres impaires, 241, 243 et 245, ce qui est la situation globale représentée à la figure 4 et rappe- ler ensuite les poutres paires 242 et 244, bien entendu après resserrage des chapeaux impaire, On obtient ainsi un glissement alterné des chapeaux. Tous supportent la charge du toit aussi longtemps qu'aucun d'eux n'arrive en butée et,lorsqu'on en desserre certains pour les rappeler, les autres supportent la charge dans des conditions favorables, puisqu'à ce moment-là le portique est immobile. Dans une troisième variante représentée aux figures 5 et 6, on retrouve une structure générale tout.à-fait conforme à celle des figures 1 et 2, sauf que les traverses 12 sont remplacées par des traverses arquées 50, 51 pour une gale- rie en forme de voûte 49.ces traverses arquées portent, sur une partie inclinée se projetant verticalement sensiblement au droit de chacune des unités de soutènement 1 et 2, des supports pour les chapeaux 16 à chenille articulé, dont la face d'appui 54 est pareillement inclinée. La traverse arquée 50 avant présente à chacune de ses extrémités des paires de supports 52 pour les articulations pivotant 22 des bielles 19. Deux longerons 53 réunissent longitudinalement les deux traverses 50, 51. Le mode d'utilisation du portique des figures 5 et 6 est identique à celui des figures 1 et 2. - Les figures 7 et 8 représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel quatre unités de sou- tènement 61, 62, 63, 64 parallèles deux à deux, 61, 62 et 63, 64, constituent deux portiques simples 65, 66 alignés l'un derriè- re l'autre. Les parties inférieures et intermédiaires de ces portiques sont identiques à celles des précédents. Les quatre étançons d'un même portique sont réunis, par des articulations 71 à un cadre 60 présentant deux longerons 74 et deux traverses, respectivement, 67 pour les étançons 9 avant, 68 pour les étan- 8 2461095 çons 10 arrière du premier portique 65 (à droite sur la figure 7), 69 pour les étançons 9 avant et 70 pour les étançons 10 arrière du second portique 66. Chaque cadre porte au voisinage de la traverse avant 67, 69 un support oscillant 75 de palier 76 pour l'articulation pivotante transversale 22 supérieure de la bielle 19. Les traverses 67 à 70 sont arquées, comme dans le cas précédent et les deux traverses 67, 68 et 69, 70 d'un même portique portent deux chapeaux 16 respectivement sen- siblement au-dessus des semelles 5, ces chapeaux 16 étant cons- titués par des châssis à chenille articulée dont les faces d'ap- pui 54 sont inclinées pour supporter le toit d'une galerie voû- tée 49, qui peut éventuellement être garnie de cintres de soutè- dgs longerons 53. nement 48. Les traverses d'un même portique sont réunies par/ Un chapeau intermédiaire 23, conforme à l'invention est constitué par une poutre/2 qui s'appuie sur deux éléments de glissières 72, 73, dont l'un est porté, comme il a été précédemment décrit, par la traverse arrière 68 du portique avant 65 et dont l'autre est porté, de la même façon, par la traverse avant 69 du porti- que arrière 66. Une pièce inférieure 34 de la poutre 24 est at- telée à un vérin 32, dont l'autre extrémité est attelée au sup- port de glissière 72. Le mode d'utilisation du double portique des figures 7 et 8 est schématisé sur la figure 9. En Qg les deux portiques sont au plus proche l'un de l'autre et la poutre 24 est en butée avant. En 9b le portique avant 65 a avancé, tandis que le portique 66 n'a pas avancé; la poutre 24 étant serrée au toit y reste sans avoir avancé. En 9c le portique avant 65 n'a pas bougé, mais c'est le portique 66 qui a avancé; la poutre 24 étant serrée au toit y est restée et se trouve ain- si en retard d'avancement par rapport aux portiques, tandis que le vérin 32 s'est rétracté de moitié, soit par mise à la bâche, soit par commande active. On peut recommencer une deuxième fois l'avance du portique 65, (figure 9d), puis l'avance du portique 66 (figure 9c) jusqu'à ce que le vérin 32 soit complètement ré- tracté en butée. A ce moment, il suffit de desserrer le chapeau 23 en rétractant les petits vérins verticaux 28 puis en comman- dant le vérin 32 en allongement, ce qui avance la poutre 24 déchargée et libérée de tout appui au toit en 24', après quoi on remet en charge les vérins 28 et on se retrouve ainsi dans la position de la figure 9a pour le départ d'un nouveau cycle. Dans les troisième et quatrième variantes on a représenté des traverses arquées 50, 51 et 67 et 68 qui portent des chapeaux montés obliques du type à chenille. Mais il va de soi que ces chapeaux pourraient tout aussi bien être à poutres glissantes comme dans la deuxième variante (fig. 3 et 4), mais montés sur des traverses arquées. REVENDICATIONS 1) Portique de soutènement continu glissant à grande ouverture de passage au mur, du type comportant deux unite's de soutènement parallèles comportant chacune un chassis à chenille articulée, constituant semelle, portant au moins un vérin de mise en serrage au toit d'au moins un chapeau par l'intermédiaire d'au moins un support, chaque unité étant, en outre, munie de moyens rigides de transmission des forces d'avan- cement de la semelle à au moins un support de chapeau, caracté- risé en ce que: - il comporte au moins trois chapeaux parallèles, à savoir deux chapeaux latéraux (16, 231 235) et au moins un chapeau inter- médiaire (23, 232, 233, 234), portés par des supports communs constitués par au moins deux traverses (12, 40, 51, 67 à 70) entre les deux unités (1, 2; 61, 62; 63, 64), - au moins un des chapeaux intermédiaires (25, 232, 253, 234) est constitué par une poutre droite (24, 242, 243, 244) montée coulissante sur une glissière longitudinale (26) qui est portée par les traverses, et - il comporte des moyens de commande en coulissement (32) de la ou des poutre(s) constituant chapeau(x). 2) Portique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que chaque glissière longitudinale (26) est consti- tuée par des éléments alignés (25) portés par les supports cons- titués par des traverses (12, 40, 51, 68 et 69). 3) Portique selon l'une quelconque des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce que les glissières (26) sont montées réglables en poussée en écartement sur les supports constitués par des traverses (12, 40, 51, 68 et 69). 4) Portiaue selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de réglage en poussée en écartement sont des vérins (28). ) Portique selon la revendication 4, carac- térisé en ce que chaque glissière longitudinale (26) est portée par les traverses(12, 40, 51, 68 et 69) par l'intermédiaire d'un poussoir (27) actionné par un vérin (28) et dont l'extrémité I1 est liée à la glissière (26) par une articulation sphérique (31). 6) Portique selon l'une quelconque des re- vendications I à 5, caractérisé en ce que tous les chapeaux (23) sont constitués par des poutres droites (24) montées cou- lissantes, et commandables en coulissement, chacune sur une glissière longitudinale (26) portée par les supports constitués par des traverses (40). 7) Portique selon les revendications 3 et 6 combinées, caractérisé en ce que les moyens de poussée en écarte- ment(28) des glissières sur les supports (40) sont asservis les uns aux autres pour que, de deux chapeaux successifs (241 à 245) l'un au moins soit à tout instant en poussée de serrage au toit. 8) Portique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les chapeaux latéraux (16) sont constitué par des châssis (17) à extrémités arrondies et à chenille articulée (18) montée guidée à frottement. 9) Portique selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que les supports constitués par des traverses (51, 67 à 70) sont arqués transversalement. ) Portique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le nombre de chapeaux (16, 23) est impair. 11) Portique double selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend quatre unités de soutènement parallèle (61, 62, 63, 64) deux à deux (61, 62; 63, 64) consti- tuant deux portiques simples (65, 66) alignés l'un derrière l'au- tre et attelés ensemble, caractérisé en ce que le(s) chapeau(x) intermédiaire) (23) est (ou sont)commun(s) aux deux portiques (65, 66) et au moins un élément (72, 73) de la glissière longi- tudinale est porté par l'une des traverses (68, 69) de chaque portique (65, 66). 12) Chapeau pour unité de soutènement glis- sant caractérisé en ce qu'il est constitué par une poutre droite (24, 242, 243v 244) montée coulissante sur au moins un élément (25), constituant glissière longitudinale (26), monté sur l'unité de soutènement et il comporte des moyens de commande en coulissement (32) de la poutre droite sur la glissière 246109S longitudinale. 13) Chapeau selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de poussée en écartement des éléments constituant glissières par rapport à l'unité de soutènement.