Brevet FR2482182A1 — publié le 19811113

z 4 2182 La présente invention se rapporte à une machine de grattage pour exploitations minières. La machine selon la présente invention est particuliè- rement étudiée pour l'arrachement du charbon en couches dont la pente oscille entre 35 et 900 et avec des puissances variables entre 0,6 et 2,0 mètres, en réalisant l'arrachement par franges de diamètre compris entre 0,8 et 1,00 mètre, en travaillant sur un front de charbon alignéetineécroissait avec l'indioeison de la couche comprise entre 50 et 350. De cette façon, la machine s'appuie contre le charbon et d'autre part sur le mur de la couche, qui sert de guidage et de support. La machine comprend un moteur de caractéristiques appropriées, dont l'axe faisant saillie par les deux extrémités, est relié à des mécanismes réducteurs respectifs, accouplés à des bras de support et qui actionnentdeux tambours de grattage situés à chaque extrémité de la machine, avec la particularité que les supports mentionnés peuvent osciller afin de régler les positions de travail. Dans ces conditions, l'un des tambours est situé à la partie avant de la machine et l'autre à la partie aiière, avec incorporée une traverse d'entraînement avantageusement tirée. Ainsi, la machine s'appuie sur le front de charbon et le tambour de tête tourne en direction du mur, et les forces de réaction maintiennent la pression de la machine de grattage contre le mur, améliorant la stabilité et facilitant en même temps l'évacuation du charbon. Le tambour postérieur tourne en sens contraire c'est-à-dire vers la frange déjà arrachée, ainsi les efforts de coupe ou de taille sont dirigés vers une superficie d'appui et l'arrachement du charbon est réalisé avec une consom- mation minimum d'énergie. D'autre part, la construction symétrique de la machine par rapport à un plan central perpendiculaire à sa base, lui permet de travailler en un front inversé du côté gauche au côté droit ou inversement, sans devoir changer la traverse d'entraînement. En fonction de la puissance élevée du moteur, cette machine peut arracher des chtrbons très durs, ou avec des inclusions stériles, ou avec inclusion de roches, ce qui réduit la nécessité d'utiliser des explosifs da:zs des couches rétrécies ou avec des bouleversements. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure I représente schématiquement le procédé d'exploitation; - la figure 2 correspond à une vue en élévation de la machine selon l'invention; - la figure 3 est une vue en plan de la même machine; - la figure 4 montre un schéma du circuit hydranlique de lubrification; et - la figure 5 mcntre, en vue de profil, latérale et en plan, un pBc d'arrachement. Comme on Deut le voir en se référant aux dessins joints, la machine selon l'invention comprend un moteur électrique 9 placé en son centre et dont l'axe sort aux deux extrémités, ce moteur actionnant un circuit hydraulique de lubrifi- cation qui sera décrit ci-après. A la sortie de chacun des axes du moteur 9 (figures 2 et 3) sont reliés des réducteurs 18 réunis respectivemenrt au moyen d'un axe, auxbras de support 19 pourvusd'engrenages.de façon que ensemble réducteurs-bras ruisse cti.-onner des tambours corresnonc'ans21 ou organes de travail, ' une vitesse tb-é.tablie, généralement de,ti,'5/mn. Ces bras 19 sont oscillant en régLant leur position. au moyen de cylindres hydraulioues 20 à double effet, alimentés par le circuit hydraulique prêcédemment mentionné. Ces organes de travail sont constitués de deux tambours 21 pourvus de pics 25, dont la forme est représentée sur la figure 5, et dont la distribution sur la surface des tambours 21 peut varier selon la nature du produit à arracher. Par exemple, avec un diamètre de tambour moyen à l'extérieur des pics de 560 mm et une longueur de grattage de 915 mm, le nombre total de pics est de 64 par tambour. L'élément coupant des pics 25 est constitué de pastilles de verre 26, ces pics étant encastré dans des porte-pics correspondants des tambours 21 au moyen d'assujettissements du type vis ou élastiques, de façon à pouvoir être démontés et remplacés quand ils sont détériorés, ou en fonction de la qualité du front d'attaque de la mine. L'un des tambours 21 est disposé dans la partie avant de la machine et l'autre en queue, tous deux étant oscillants et réglables. Sur le bras de support avant 19 est articulée une traverse d'entratnement 22 o sont situés les amarres des câbles de traction et de sécurité, comme on peut le voir sur la figurel,correspondant au schéma du procédé d'exploitation décrit. Pour servir d'appui à la machine sur le mur pendant les déplacements le long de la mine, on dispose d'un matelas ou patin de support constitué d'une grande chape d'acier très robuste 23. Sont également incorporés des patins de descente 24, qui ont pour mission de glisser sur le front de charbon quand on descend la machine de grattage, en évitant que les pics 25 en contact avec ce front ne s'enfoncent dans le charbon pour éliminer leur détérioration. Ces patins 24 disposent d'une régulation de façon que pendant le travail de la machine, les pics 25 soient totalement libres et qu'à la descente, ils en fassent légèrement saillie. Pour éliminer la poussière qui se produit pendant l'arrachement, la machine de grattage dispose d'un système d'arrosage d'eau constitué d'une série de pulvérisateurs avantageusement distribués en utilisant le même circuit d'eau que celui pour la réfrigération du moteur 9. Comme on peut le déduire de ce qui précède, la machine est intégrée en un ensemble de modulesdont la condition la plus importante est le remplacement facile dans le cas d'avarie. La machine est symétrique par rapport à un plan central perpendiculaire à sa base; pour cette raison, elle peut passer du travail d'un Sont inversé du côté gauche au côté droit ou inversement sans devoir changer la traverse 22 du bras du tambour 19 à l'avant au tambour arrière. En principe, la machine sera unidirectionnelle avec le grattoir montant, mais une étude permet la réalisation de l'ensemble avec le grattoir descendant. - Sur la figure 4, est représenté le schéma hydraulique de lubrification et d'actionnement des cylindres qui déplacent les bras de support 19. Ce circuit est composé d'un dépôt 10, d'un filtre 11, d'une pompe 12, d'un limiteur de pression 13, de deux vannes à quatre voies et à trois positions 14, de deux vannes pilotes 15, d'une vanne réductrice de pression 16, et deux cylindres à double effet 17 (figure 2). Le dépôt 10 considéré sera l'espace interne de l'un des deux réducteurs et sera rempli d'huile. Le filtre 11 sera monté en ligne sur la tubulure et sera relié entre le dépôt et la pompe. La pompe 12 est du type à engrenages à vitesse maximum de 1800 t/mn avec une consommation de 140 l/mn,à la vzitesse de 1500 t/mnla pression maximume de travail est de 117 bars à la vitesse de 1500 t/mn et la pointe de v -pression de 167 bars. Elle est actionnée par un pignon solidaire de l'accou- plement moteur-réducteur et placé dans un compartiment étanche. Le limiteur de pression 13 fixera celle-ci pour le bon fonctionnement des cylindres et sera monté entre la pompe 12 et les vannes à quatre voies et irois positions 14. Les vannes 14 seront à commande manuelle avec position centrale fermée et retour automatique par ressorte Les clapets anti-retour 15 seront pilotés par le -liquide provenant des vannes 14 et serviront à maintenir fixe la position de l'organe mobile de travail après sa fixation. La vanne réductrice 16 aura pour mission de fixer la pression du liquide en circulation à la quantité nécessaire pour le graissage. Les cylindres 17 seront à double effet et auront pour mission d'élever et abaisser les organes mobiles de travail. Quand démarre le moteur 9 de la machine, la pompe 12 est déplacée et le liquide qu'elle pulse, après passage par la vanne réductrice de pression 16,graisse tous les éLéments mobiles de la machine: roulements, axes, engrenages et autres, retournant continuellement au dépôt par gravité. Pour élever et abaisser les o-ganes mobiles de travail, on actionne les vannes à quatre voies et trois positions 14 lesqueIescommandent les vannes ou clapets anti-retour faisant ainsi passer le liquide qui déplacera les cylindres vers l'une ou l'autre position. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement le procédé d'exploitation; ainsi, la machine travaillera sur un front de charbon aligné et inversé, avec un angle d'inversion croissant avec l'inclinaison de la couche et compris entre 50 et 350. De cette façon, la machine s'appuiecontre le charbon et d'autre part sur le mur de la couche, qui servent de guides et de supports comme on peut le voir sur la figure 1. 2q82182 n principe, le contrôle est réalisé au moyen Roteaux individuels de bois 1 et bourrage soutenu par destoiles métalliques 2 ou bien au moyen de clés de bois ou système mixte de clés et bourrage, comme on peut le voit sur la même figure 1. Le déplacement de la machine de grattage le long de la mine est efectué au moyen d'un cabestan de deux tambours 3 dans la galerie supérieure 5, déplaçant deux câbles 4 ancrés à la machine de grattage. L'un des câbles est utilisé pour la traction de la machineet l'autre, pour la sécurité, dans le cas de la rupture du premier. L'arrachement du charbon est réalisé au moyen de deux tambours giratoires 21 équipés de pics 25, et parmi ces deux tambours, celui à l'avant gratte la partie de la couche la plus proche du mur et ouvre ainsi pour le passage du corps de la machine et celui à l'arrière arrache le reste de la couche, jusqu'au toit de celle- ci. La mise en action des tambours est effectuée au moyen d'un moteur électrique 9 au moyen de réducteurs 18. L'alimentation du moteur électrique est effectuée en extrémité au moyen d'un câble qui descend par la mine jusqu'à la galerie supérieure 5 o il est déplacé au = moyen d'un système de poulies% suspendues, un monorail spécialement conçu dans ce cas. Le bois nécessaire pour la -brtification est descendu dans la mine dans un conteneur en forme de canot 7 actionné oar un cabestar situé dans la galerie de tite ( figure 1). Le tambou- Setêtetlrne dansla directon du murles forces e riaction maintiennent ainsi sous pression la machine de grattage contre:le mur7majorant la stabilité. Cela facilite de même l'évacuation du charbon. Le tambour postérieur tourne en sens contraire c'est-à-dire vers la frange déjà arrachée, et les efforts de coupe ou de taille sont dirigés vers une superficie sans appui et l'arrachement du charbon est réalisé avec le minimum de consommation d'énergie. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des 'équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Machine de grattage pour exploitations minières caractérisée en ce qu'elle est intégrée par un ensemble de modules de remplacement facile, et en ce qu'elle comprend un module moteur central, constitué d'un moteur électrique (9) dont l'axe fait saillie auideux extrémités, relié coaxialement à des modules réducteurs 18 reliés respectivement par un axe externe et perpendiculaire au moteur, à un bras de support basculant (19), portant un tambour (21) de grattage, afin qu'il y ait un tambour à chaque extrémité, en disposition symétrique par rapport au moteur de la machine, avec l'axe perpendiculaire au module moteur. 2. Machine selon la revendicafi n 1 caractérisée en ce que la disposition des divers modules lui permet de travailler en couches très inclinées et verticales avec des pentes entre 35 et 90 sur un front de charbon aligné et inversé avec un angle d'inversion croissant avec l'inclinaison de la-couche. 3. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les deux tambours de gratage précit& sont orientables,le premier effectuant l'ouverture du chemin dans la couche pour le passage du reste de la machine, l'autre arrachant le reste de la couche. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications- précédentes caractérisée en ce qu'elle peut travailler bidirectionnellemèntec'est-à-dire pendant la montée et la descente; et en ce qu'on peut changer le sens de rotation des tambours par simple remplacement d'un pignon dans le réducteur. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'on peut la convertir en une machine plus simple et plus légère, en supprimant l'un des modulesla composant. Machine selon l'une qtulconque des revendications précédentescaractérisée en ce qu'elle dispose d'une puissance élevée et d'une forte robustesse mécanique lui permettant d'effectuer la -taille d'inclusionsdures dans le charbon, et également des roches qu'il peut contenir. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la lubrification est réalisée au moyen d'un circuit fermé d'huile à une pression appropriée, ledit circuit alimentant des cylindres (17) qui actionnent les supports basculantsreliés aux réducteurs et tambours respectifs de grattage. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit d'eau pour réfrigération du moteur précité, alimentant en même temps les pulvérisateurs qui lancent de l'eau sur les fronts de charbon puur éviter ou réduire la poussière. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que sur les tambours précités sont montés, en distribution appropriée, des pics (25) avec une tête en verre.