Brevet FR2485084A1 — publié le 19811224

Pile à bouclier pour l'exploitation de gisements d'épaisseur importante. La présente invention concerne une pile a bouclier, destinée en particulier a l'exploitation de gisements d'épais- seur importante lorsque l'exploitation est menée par tran- ches ou quand on fait appel au procédé dit par décharge, comprenant un bouclier de foudroyage articulé du coté du remblayage au chapeau et soutenu par des étançons, et un mécanisme a lemniscate monté entre le cadre de base apl?liqui sur la sole et le chapeau. Quand il s'agit d'une exploitation dite par tranches, on sait comment exploiter des filons ou des gisements a filons de grande épaisseur. On peut alors utiliser des dispositifs d'extraction dont les éléments de soutènement sont constitués par des p il e s à bouclier où des boucliers de soutene- ment et sont associés par l'intermédiaire de vérins de ripage à un convoyeur ripable situé du coté du remblayage a l'arrie- re du soutenement marchant et dans lesquels les éléments de soutènement sont pourvus d'éléments de guidage réglables par l'intermédiaire desquels les produits de l'exploitation provenant de la tranche de toit peuvent être dirigés, quand il s'agit du procédé dit par décharge, vers le convoyeur ripable (brevets allemands DE-OS 28 08 487 et DEWOS 27 05 460). Lorsque l'installation d'exploitation se prEsen- te sous cette forme, le filon situé dans la tranche située en dessous peut etre exploité de manière classique, et par exemple en utilisant un engin a rabot ou une machine de havage. Il est en outre possible de transborder les produits abattus dans la tranche de toit par concassage ou par tir de mine dans le convoyeur ripable entrainé par le soutènement marchant par l'intermédiaire des éléments de guidage. Lorsqu'on a recours au procédé d'exploitation qui vient d'être mentionné, on utilise des p i 1 e s a bouclier, des boucliers de soutènement ou autres qui sont pourvus de mécanismes à lemniscate montés entre le cadre de base reposant sur la sole et le chapeau sus-jacent, ce mécanisme remplissant la fonction connue de guidage et de stabilisation. Le mécanisme a lemniscate est monté soit entre les étançons des p i 1 e s à bouclier situés du côté du front de taille soit reliés par l'intermédiaire du bouclier de foudroyage au chapeau soutenu par les étançons, le bouclier de foudroyage formant alors le dispositif d'accouplement du mécanisme à lemniscate guidé par les bielles du lemniscate. On sait déjà comment exploiter par le procédé de foudroyage en tranches des filons d'épaisseur importante ou de gisements quelconques, également de forte épaisseur, en partant du haut vers le bas de manière que ce soit d'abord la couche supérieure puis la couche située immédiatement audessous qui soit exploitée de façon classique au moyen d'un rabot ou d'une machine de havage. On utilise alors pour l'exploitation des couches individuelles un dispositif de soutènement constitués par des boucliers à lemniscate. Pour réaliser un toit artificiel permettant d'exploiter la tranche située en dessous, on dispose des bandes de toile métallique sur la sole de la tranche supérieure et le chapeau du soutènement boucliers de la tranche inférieure vient s'appliquer contre les bandes de toile métallique.Lors de l'avance du soutènement a boucliers monté dans la tranche supérieure, les bandes de toile métallique sont déroulées de rouleaux et maintenues au niveau de la sole artificielle de la tranche supérieure au moyen de roues d'appui ou de guidage montées à l'extrémité inférieure des boucliers de foudroyage. Mais les boucliers de soutènement ou les p i 1 e s bouclier connus et du type mentionné présentent un inconvénient venant de ce que l'espace disponible pour le travail entre le bouclier de foudroyage et qui est de forme courbe et les étançons du bouclier est très fortement limité du fait que l'inclinaison du bouclier de foudroyage devient de plus en plus forte et que le bouclier se rapproche de ce fait par son extrémité inférieure de l'extrémité du cadre de base situé du côté du remblayage. Le resserrement de l'espace situé au-dessous du bouclier courbe de foudroyage quand les étançons sont sortis sur une grande longueur entraîne des difficultés quand cet espace doit être utilisé pour effectuer un travail ou pour le transport. L'invention vise en particulier un bouclier de soutènement ou une p i 1 e a bouclier destiné à une exploitation minière réalisée au moyen d'un procédé du type sus-mentionné. L'objet de l'invention est-de constituer la pile. a bouclier du type mentionné dans le préambule de manière que la largeur de l'espace disponible pour le travail au-dessous du bouclier de foudroyage soit maintenu dans toute la mesure possible sur toute la gamme de déplacement des étançons hydrauliques. Selon l'invention, ce problème est résolu du fait que le bouclier de foudroyage est subdivisé en éléments articulés et en ce qu'à la partie inférieure du bouclier est raccordée de façon articulée au moins une bielle de guidage qui est accouplé au mécanisme à lemniscate. Grâce à cette forme donnée à la pile à bouclier, le bouclier de foudroyage qui est subdivisé en éléments articuo lés est guidé par les bielles de guidages qui sont couplées au mécanisme à lemniscate, le résultat étant que l'espace disponible pour le travail entre le bouclier de foudroyage et les étançons du bouclier qui sont situés du côté du remblayage reste ouvert sur une largeur suffisamment importante sur toute la gamme de déplacement des étançons. La partie inférieure du bouclier de foudroyage est de plus stabilisée dans sa position par la ou les bielles de guindage. On obtient une forme de réalisation particulièrement avantageuse quand les bielles du mécanisme a lemniscate sont articulées à la partie supérieure du bouclier de foudroyage qui est articulé sur le chapeau. Dans ce cas, on prévoit au moins une bielle de guidage articulée à la partie inférieure du bouclier de foudroyage et reliée à une bielle du mécanis- me à lemniscate par une articulation située à une certaine distance des articulations de raccordement terminales de ce mécanisme à lemniscate. Grâce à cette conformation donnée à la pile à bouclier, la partie supérieure du bouclier de foudroyage fait partie intégrante du mécanisme à lemniscate et est supportée par les bielles du mécanisme à lemniscate contre la charge provoquée par l'éboulement, alors que la partie inférieure du bouclier de foudroyage peut être accouplée par l'intermédiaire d'au moins une bielle de guidage relativement courte à la bielle du mécanisme à lemniscate située au-dessous et qui peut également supporter la partie inférieure du bouclier de foudroyage. Pour que la bielle de guidage ne réduise pas la hauteur de l'espace réservé au travail au-dessous du bouclier protecteur, il est avantageux de donner à cette dernière une forme coudée ou angulaire vers le haut. On peut disposer sur la partie inférieure du bouclier de foudroyage un élément télescopique ou analogue pouvant s'allonger vers le bas sous l'effet d'un fluide hydraulique et susceptible de supporter et/ou d'appliquer le bouclier de foudroyage de façon étanche contre la sole. Cèt élément télescopique peut être pourvu à son extrémité inférieure d'au moins une roue d'appui ou analogue. Quand l'exploitation d'un filon d'épaisseur importante s'effectue par tranches du haut vers le bas de la manière décrite ci-dessus, la roue de support peut également servir au guidage et au maintien en position basse de la bande de toile métallique ou de tout autre élément de recouvrement qui est appliqué sur la sole artificielle. L'invention sera maitenant décrite plus en détail avec référence au dessin ci-annexé qui est une vue latérale d'un exemple de réalisation d'un chevalet à bouclier. La pile à bouclier représentée comprend quatre étan çons hydrauliques 10 montés sur des articulations inférieures 12 pouvant pivoter contre un cadre de base 11 en une ou plusieurs parties, et supportant un chapeau de toit 13 en une ou plusieurs parties avec lequel ils sont reliés par l'intermédiaire d'articulations supérieures 14. Au chapeau de toit est raccordé par l'intermédiaire d'une articulation 15 un élément de soutènement en porte à faux 16 qui peut être pivoté et pressé contre le toit 18 au moyen d'au moins un vérin de pivotement hydraulique 17. L'élément de soutènement en porte à faux 16 maintient le toit 18 dans la zone de l'exploitation et de l'évacuation. Entre le cadre de base 11. et le chapeau 13 est monté un mécanisme à lemniscate connu en soi. Les bielles 19 et 20 sont reliées à une extrémité, par l'intermédiaire d'articulations de raccordement 21 et 22, à une console 23 du cadre de base 21, alors qu'elles sont reliées par leur autre extrémité et par l'intermédiaire d'articulations de raccordez ment 24 et 25 a la partie supérieure 27 d'un bouclier de foudroyage 26 subdivisé en éléments articulés. La partie supérieure 27 du bouclier de foudroyage est reliée à son extrémité supérieure et par une articulation 28 à 1 'extrémi- te du chapeau 13 située du côte du remblayage. L'extrémité inférieure de la partie supérieure 27 du bouclier de foudroyage est raccordée à une partie inférieure 30 du bouclier par l'intermédiaire d'une articulation 29.Toutes les articu lations du mécanisme à lemniscate et du bouclier de foudroyage autorisent un mouvement de pivotement des parties autour d'axes d'articulations orientés en direction longitum dinale de la taille Entre la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage et la bielle inférieure 19 du mécanisme à lemniscate est montée au moins une bielle de guidage rigide 31 qui est reliée par l'intermédiaire d'une articulation 32 à la bielle 19 du lemniscate et par une articulation 33 à la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage.L'articulation 32 est située entre les articulations de raccordement 22 et 25 de la bielle 19 du lemniscate, dans la partie supérieure de cette dernière La bielle de guidage 31 forme un angle ou un coude vers le haut en 31', ce qui fait qu'elle ne limite pas de façon digne d'être mentionnée la hauteur de l'espace 3 réservé au travail et situé au-dessous du bouclier de foudroyage 26. Sur la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage est monté au moins un élément télescopique 36 constitué par une poutre, une plaque ou analogue, pouvant être sorti en direction de la.sole 35 et portant à son extrémité inférieure re au moins une roue de support 37 par laquelle le bouclier de foudroyage 26 peut s'appuyer contre la sole 35 o Pour obtenir le mouvement de rentrée et de sortie de l'élément télescopique 36, on prévoit sur la partie inférieure 30 du bouclier de protection au moins un vérin hydraulique 38. Sur le dessin, les étançons 10 de la pile à bouclier sont représentés à l'état rentré alors que la position dans laquelle se trouvent le chapeau 13, la partie supérieure 27 du bouclier de foudroyage et la roue de support 37 lorsque les étançons 10 sont a l'état totalement sorti est représenté en pointillé. On peut voir que lorsque les étançons 10 sont sortis, la partie supérieure 27 du bouclier de foudroyage qui est reliée aux bielles 19 et 20 du mécanisme à lemniscate effectue un mouvement de pivotement dans le sens des aiguilles d'une montre et de ce fait s'incline plus fortement, alors que la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage effectue un mouvement de pivotement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre qui lui est transmis par la bielle de guidage 31.Quand les étançons 10 sont a î1état totalement sorti, le chapeau 13 se trouve dans la position 13', la partie supérieure 27 du bouclier de foudroyage dans la position 27' et la roue de support 37 montée à la partie inférieure du bouclier de foudroyage dans la positisn 37'. On peut voir que lorsque les étançons sont sortis, la roue de support 37 ne se rappoche que légèrement de l'extrémité 11' du cadre de base qui est située du côté du remblayage et que de ce fait la largeur de l'espace 34 réservé au travail se trouve largement maintenue sur toute la gamme de déploiement des étançons 10. I1 va de soi qu'il est possible de disposer plusieurs bielles de guidage 31 parallèlement les unes aux autres entre le mécanisme lemniscate et la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage. De façon générale, le mécanisme a lemniscate comprend deux bielles respectives 19 et 20. Il est alors avantageux de prévoir au moins une bielle de guidage 31 entre chacune des deux bielles 19 du lemniscate et la partie inférieure 30 du bouclier de foudroyage. Quand on utilise la pile bouclier pour effectuer un foudroyage en tranches où les tranches habituelles sont exploitées du haut vers le bas, la sole 35 de la tranche supérieure est constituée par le niveau de la sole artificielle du filon. On dispose alors sur la sole 35 des bandes de toile métallique ou toutes autres bandes de recouvrement 39 qui constituent le toit artificiel de la tranche située en-dessous lors de l'exploitation de cette tranche. Le soutènement à bouclier de la tranche située en dessous, qui peut correspondre au soutènement a bouclier de la couche supérieure qui vient d'être décrit, soutient alors par son chapeau la bande de toile métallique 39.Les bandes de toile métallique 39 sont déroulées de rouleaux dans l'enceinte 34 réservée au travail et maintenues par les roues de support 37 en appui sur la surface 35 de la sole. Les rouleaux peuvent être disposés sur des cadres de base 11 des piles à bouclier individuelles de manière que les bandes de toile métallique se déroulent d'elles-mêgrnes des rouleaux quand les p i 1 e s à bouclier s'avancent en direction de la flèche S. L'espace 34 réservé au travail peut alors servir à amenée des rouleaux de bandes de toile métallique ainsi quld la liaison des extrémités des bandes individuelles. L'exploitation d'un filon de grande épaisseur peut alors s'effectuer de façon traditionnelle au moyen dsun rabot à charbon 40 guidé sur un dispositif de guidage de rabot 42 monté du côté du rront de taille sur le convoyeur de taille 41. De manière connue, les p i 1 e s individuelles peuvent être raccordées par leurs mécanismes de ripage 43 au convoyeur de taille 41 du eôé du remblayage. On peut également utiliser une p i 1 e à bouclier décrite quand il s'agit dsun procédé d'extraction dit par décharge selon lequel le charbon, ou tout minerai quelconque prove- nant de la tranche de toit, est envoyé dans le champ 34 par l'intermédiaire d'ouvertures de décharge pratiquées dans le bouclier de foudroyage, champ dans lequel est prévu un convoyeur d'évacuation qui se déplace en même temps que le soutènement. Dans ce cas, l'une au moins des deux parties 27, 30 du bouclier de foudroyage, et de préférence la partie inférieure 30, est pourvue d'au moins un passage constituant l'ouverture de décharge. REVENDICATIONS 1. P i 1 e à bouclier, destinée en particulier à l'exploitation de gisements d'épaisseur importante lorsque l'exploitation est menee par tranches ou quand on fait appel au procédé dit par décharge, comprenant un bouclier de foudroyage articulé du côté du remblayage au chapeau qui est soutenu par des étançons, et un mécanisme à lemniscate monté entre le cadre de base appliqué sur la sole et le chapeau, caractérisée en ce que le bouclier (25) de foudroyage est subdivisé en éléments articulés et en ce qu a la partie inférieure (30) du bouclier est raccordée de façon articulée au moins une bielle de guidage (31) qui est accouplé au mécanisme à lemniscate. 2. P i 1 e a bouclier selon la revendication 1, caracté risée en ce que les bielles (19, 20) du mécanisme à lemniscate sont articulées à la partie supérieure (27) du bouclier de foudroyage qui est articulé sur le chapeau (13) et en ce qu'au moins une bielle de guidage (31) articulée à la partie inférieure (30) du bouclier de foudroyage est reliée à une bielle (19, 20) du mécanisme à lemniscate par une articulation située à une certaine distance des articulations (21, 24 ou 22, 25) de raccordement terminales de ce mécanisme à lemniscate. 3. P i 1 e à bouclier selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la bielle de guidage (31) a une forme coudée ou angulaire vers le haut. 4. P i 1 e a bouclier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'on dispose sur la partie inferi- eure (30) du bouclier de foudroyage un élément télescopique (36) pouvant s'allonger vers le bas sous l'effet d'un fluide hydraulique. 5. P i 1 e à bouclier selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément télescopique (36) est pourvu à son extrémité inférieure d'au moins une roue d'appui (37) ou analogue. 6. Pi 1 e à bouclier selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'au moins l'une des deux parties (27, 30) du bouclier de foudroyage, et en particulier la partie inférieure (30) de ce bouclier, comprend au moins un passage destiné à la décharge du minerai provenant de la tranche du toit. 7. P i I e à bouclier selon la revendication 6, caractérisée en ce qu 'un convoyeur de décharge est aménagé dans le champ situé au-dessous dudit passaye.