Brevet FR2488649A1 — publié le 19820219

La présente invention concerne une machine d'abat- tage de charbon ou minerai, du type à chevauchement laté- ral, ainsi qu'un système d'abattage qui comporte une telle machine. Dans les mines de charbon ou de minerai o l'ex- ploitation a lieu par longs fronts de taille, une machine d'abattage est déplacée alternativement dans un sens et dans l'autre le long du front de taille pour extraire le charbon ou minerai de la couche, le charbon ou minerai é- tant chargé sur un convoyeur blindé à chaîne à raclettes, convoyeur qui sert aussi au guidage de la machine le long du front de taille. L'extraction s'effectue habituellement au moyen d'une tête d'abattage rotative munie de pics, mon- tée à une extrémité d'un bras qui s'articule sur le corps de la machine et dont les mouvements sont commandés par un vérin à double effet. Si, comme c'est habituellement le cas, la machine est conçue comme machine double, une tête d'abattage et son bras peuvent être montés à chacune de ses extrémités. Lorsque les couches de charbon ou de minerai sont relativement épaisses, les machines sont habituelle- ment montées sur le convoyeur, outre qu'elles sont guidées par lui, mais l'invention concerne l'abattage de couches moyennes et minces, par exemple de 2 mètres environ ou moins, lorsque le corps principal de la machine est situé au-delà du côté front de taille du convoyeur et est en contact coulissant avec ce dernier en divers endroits pour son guidage. Ces machines sont doubles et elles sont dites "à chevauchement latéral"; le guidage de leur inclinaison transversale s'effectue au moyen d'une paire de vérins, un vers chaque extrémité de la machine, dont chacun porte un patin qui repose sur le mur que vient de tailler le tam- bour de tête, au-delà de la paroi latérale côté front de taille, et glisse sur ce mur. Au cours de ces dernières années, il est devenu né- cessaire d'adopter des systèmes de halage de la machine dits "sans chaînes", qui fonctionnent sur le principe de l'engrènement d'un pignon avec une crémaillère. Les cré- maillères sont fixées sur le convoyeur, normalement sur le 2488649- côté remblai de celui-ci. Toutefois, lorsqu'il s'agit de machines à chevauchement latéral, cet endroit est situé trop loin du corps de la machine pour que le halage s-'ef- fectue de façon satisfaisante-et il est donc connu de fi- xer les crémaillères sur le côté front de taille du con- voyeur. Les crémaillères s'engrènent avec au moins un pi- gnon ou une chaine sans fin de transmission du mouvement, portés par la machine et maintenus engrenés avec les cré- maillères, un guidage et une retenue de remplacement ou supplémentaires de la machine étant assurés par un porti- que qui s'étend depuis le corps de la machine, au-dessus du convoyeur, pour venir en contact coulissant avec des moyens de retenue portés par le côté remblai de ce dernier. Toutefois, pour que la fonction de réglage de l'inclinai- son transversale de la machine puisse être remplie, il faut un jeu supérieur à celui qui serait normalement pré- vu dans l'engrènement du pignon ou de la chaîne sans fin de transmission avec les crémaillères, afin que la ma- chine puisse "s'articuler" avec le convoyeur, mais ce jeu augmenté pour permettre l'inclinaison voulue dans le sens transversal nuit au bon engrènement entre la crémaillère et le (ou chaque) pignon ou la (ou chaque) chaine de trans- mission. Un autre problème se présente lorsque la machine est abaissée relativement au convoyeur par les vérins d' inclinaison latérale, l'extrémité du portique éloignée de la machine étant soulevée en proportion. Comme les machi- nes d'abattage à chevauchement latéral sont utilisées uni- quement dans des couches moyennes ou minces de charbon ou minerai, il en résulte que cette extrémité soulevée du por- tique détériorent souvant la face inférieure des rallonges en porte-àfaux qui dépassent d'un ensemble de soutènement marchant hydraulique prévu de façon traditionnelle le long du côté remblai -du convoyeur. Il arrive aussi que le porti- que soit une zone largement inutilisée, servant habituelle- ment à loger uniquement les commandes électriques, électro- niques et hydrauliques pour les diverses fonctions de la machine, et la longueur hors tout de cette dernière, qui devrait être aussi réduite que possible étant donné l'es- pace limité dont on dispose au fond de la mine, reste dans les dimensions généralement traditionnelles. En outre, les deux extrémités d'un convoyeur blindé à chaîne(s) à ra- dettes sont inévitablement plus élevées que le reste du convoyeur, l'élévation à la tête motrice étant graduelle, ce qui empêche, en fin de compte, la machine de se rappro- cher davantage de la tête motrice. Le résultat en est qu' à l'endroit de celle-ci, la longueur dont le bras adjacent à l'extrémité avant du portique dépasse de celle-ci est un facteur critique et doit être normalement telle que la tê- te de havage montée sur ce bras puisse tailler légèrement au-delà de la tête motrice afin de dégager un espace suffi- sant pour loger celle-ci après ripage du convoyeur. Dans certaines installations, on ne peut y parvenir et cet espa- ce doit être dégagé à la main. Sous un premier aspect de l'invention, une machine d'abattage de charbon ou minerai du type à chevauchement transversal, apte à être déplacée alternativement dans un sens et dans l'autre le long d'un front de taille, com- prend un corps de forme allongée, apte à être placé, en service, au-delà du côté front de taille d'un convoyeur blindé qui s'étend le long de ce dernier, au moins un por- tique qui s'étend vers l'arrière, depuis le corps de la machine et est apte, en service, à recouvrir le convoyeur et à venir en contact glissant avec un moyen de retenue situé sur le côté remblai du convoyeur, le ou chaque porti- que servant au logement d'un groupe de halage de la machi- ne et le ou chaque portique étant relié au corps de la ma- chine par au moins un joint qui permet l'articulation le long d'un axe parallèle à l'axe longitudinal du dit' corps. Sous un second aspect' de l'invention, un système d' abattage de charbon ou minerai comprend au moins une ma- chine telle que celle qui vient d'être définie, un convoy- eur blinde à chaîne(s) à raclettes qui s'étend le long d' un front de taille et une crémaillère, qui s'étend le long du convoyeur et est fixée à une paroi latérale de ce der- nier, la crémaillère s'engrenant avec le ou chaque groupe de halage de la ou chaque machine. Donc, en adoptant la machine et le système selon 1' invention, les mouvements qu'effectue le corps de la ma- chine, en service, pour prendre l'inclinaison transversale nécessaire n'entraînent pas des mouvements du ou de chaque portique, grâce à la présence des joints articulés. Du fait qu'aucun mouvement du portique (ou des portiques) ne résulte du changement d'inclinaison transversale du corps de la machine, il résulte premièrement que le ou chaque portique peut toujours conserver une position optimale re- lativement à la crémaillère pour la transmission des for- ces de halage et secondement que l'extrémité du portique (ou des portiques) éloignée du corps de la machine reste généralement toujours à la même distance des rallonges du soutènement. En outre, le fait qu'au moins un groupe de halage est logé à l'intérieur du portique signifie qu'un module de halage peut être éliminé du corps de la machine et qu'on peut, en conséquence, réduire en proportion la longueur totale du dit corps, avec tous les avantages que cela comporte. La crémaillère peut être fixée sur le côté front de taille ou sur le côté remblai du convoyeur. De préférence, la machine d'abattage est double, comportant un bras sup- port articulé à chacune de ses extrémités, qui est action- né par un vérin à double effet et sur lequel est montée en rotation une tête d'abattage rotative munie de pics. Deux portiques individuels, séparés l'un de l'autre dans le sens longitudinal, peuvent être prévus, chacun d'eux étant relié au corps de la machine par une paire de charnières et chacun d'eux servant à loger un groupe de halage. Ce. dernier peut comporter un pignon qui reçoit son mouvement, soit d'un moteur hydraulique, par l'intermédiaire d'une boite de transmission, soit d'un moteur électrique à vi- tesse variable. Dans le cas d'un moteur hydraulique# le corps de la machine peut loger une pompe hydraulique. En outre, la présence des charnières sur chacun de deux por- tiques permet de prévoir deux groupes de halage déplaça- bles indépendamment l'un de l'autre, tous deux étant main- tenus avec possibilité de coulissement sur le-côté remblai du convoyeur, les mouvements d'un groupe pour obtenir un engrènement optimal avec la crémaillère n'ayant aucune in- fluence sur la position de l'autre groupe. De préférence, un plateau articulé s'étend de l'un à l'autre des porti- ques; il est avantageusement utilisé pour porter et/ou lo- ger les moyens de commande électroniques, électriques et hydrauliques pour les diverses fonctions de la machine. Un autre avantage important peut être obtenu si, suivant une autre caractéristique préférée, le joint arti- culé est associé à des moyens de coulissement, un vérin hy- draulique à double effet, au moins, étant disposé le long de l'axe longitudinal de la machine et monté entre les por- tiques et le corps de la machine, pour assurer le déplace- ment longitudinal de cette dernière relativement aux porti- ques. Ce signifie qu'à une tête motrice, la longueur de bras qui dépasse de l'extrémité du portique avant n'est plus un facteur critique, car le (ou chaque) portique peut être arrêté à l'endroit o il ne peut plus poursuivre son mouvement en direction de l'extrémité du convoyeur (du fait que celui-ci s'élève progressivement vers le pignon d'entraînement), mais le corps de la machine et, par con- séquent la tête d'abattage peuvent poursuivre leur avance par la mise en action du vérin hydraulique pour dégager 1' espace qui sera nécessaire au logement de la tête motrice. S'il est prévu deux portiques individuels, un seul d'entre eux, par exemple celui adjacent à la mère-galerie, peut être muni de moyens de coulissement grâce auxquels le por- tique peut être reculé ou inversement le corps de la machi- ne peut être avancé relativement à ce portique au voisina- ge de la tête motrice du convoyeur. En outre, si les élé- ments incorporés au corps de la machine, par exemple, les moteurs électriques, les pompes ou encore le (ou chaque) groupe de halage, connaissent une défaillance, le corps de la machine peut être facilement séparé du ou des portiques en l'immobilisant et en déplaçant le ou les portiques (en prévoyant une alimentation supplémentaire en fluide ou en courant électrique). Ainsi, si une panne se produit à 1' intérieur du corps de la machine, on peut en écartant le ou les portiques avoir facilement accès à celui-ci. D'un autre côté, si une défaillance se produit dans un groupe de halage, on peut amener le ou les portiques à un endroit plus commode pour effectuer une réparation ou une révision et/ou, en le ou les déplaçant, faire la place pour le mon- tage d'un ou de plusieurs portiques de remplacement et a- près assemblage avec, le corps de la machine en bon état de fonctionnement, reprendre le travail avec un minimum de perte de production. Comme l'extrémité arrière du convoy- eur est, elle aussi, plus élevée, mais non de la manière progressive qui est nécessaire à l'extrémité avant, il peut être avantageux, dans certaines circonstances, de faire fonctionner la machine dans une configuration asymétrique, dans laquelle on a, en actionnant le vérin associé aux moyens de coulissement, amené le ou chaque portique plus près d'une extrémité de la machine que de l'autre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette machine: Fig. 1 est une vue en perspective, en regardant du remblai vers le front de taille, d'une première forme d' exécution d'une machine et d'un système d'abattage de charbon ou minerai selon l'invention; Fig. 2 est une vue en bout et partiellement en cou- pe de la machine et du système de fig. 1; Fig. 3 est une vue similaire à fig. 2, mais mon- trant une seconde forme d'exécution de la machine et du système selon l'invention; Fig. à est une vue en perspective similaire à celle de fig. 1, mais représentant une troisième forme d'exécu- tion; Fig. 5 est une vue-similaire à celle de fig. 4, mais représente une quatrième forme d'exécution. Dans toutes les figures, les éléments, pièces et parties identiques sont désignés par les mêmes références. Dans les figures, une machine d'abattage à chevau- chement transversal 1, du type haveuse, pour charbon ou minerai, comprend un corps de forme allongée 2, dans le- quel est logé le moteur électrique principal pour fournir le mouvement à deux mécanismes d'engrenages 3, un à chaque extrémité du corps 2, dont chacun porte un bras 4, qui, de manière connue, pivote relativement à lui sous l'action d' un vérin à double effet (non représenté). bans chaque bras 4 est logé un mécanisme pour transmettre le mouvement à u- ne tête d'abattage rotative 5, munie de pics, montée à 1' extrémité libre du bras pour détacher le charbon ou mine- rai d'un front de taille 6. Comme on peut le voir à la fi- gure 2, la machine repose sur le mur 7 de la mine par 1' intermédiaire de vérins 8, un près de chaque extrémité du corps 2. Ce dernier est relié par des charnières a à deux portiques 10, espacés l'un de l'autre dans le sens longi- tudinal de la machine, les charnières 9 constituant 1' articulation du corps 2 de la machine relativement aux por- tiques 10 autour d'un axe 11 parallèle à l'axe longitudi- nal du corps. Chaque portique 10 comporte une paire de jambes 12 qui s'étendent vers le bas et se terminent chacun par un patin 13 en contact glissant avec la paroi latérale res- pective 14, sbrrle côté front de taille, ou 15, sur le côté remblai, d'un auge 16 d'un convoyeur blindé à chat- ne(s) à raclettes 17, qui s'étend le long du front de tail- le 6. La paroi latérale côté front de taille 14 est en ou- tre munie d'une rampe 18 pour faciliter le chargement du charbon ou minerai extrait par les têtes 5 sur le convoy- eur 17, tandis que la paroi latérale côté remblai 15 est munie d'une glissière de retenue 19 munie d'une rainure 20,- dans laquelle s'engage pour y coulisser une languette 21 de chaque patin 13. La paroi latérale côté remblai 15 est aussi munie d'un rail formant chape 22, dans lequel est.fi- xée la tige de piston 2 d'un vérin de ripage 24 situé dans le socle 25 d'une pile de soutènement marchant 26, qui comporte une pluralité de piliers hydrauliquement ex- tensibles 27 fixés à leur extrémité inférieure au socle et à leur extrémité supérieure à un chapeau 28 muni d' une rallonge en porte-à-faux 29 appliquée contre le toit de la mine. La rallonge s'étend au moins jusqu'au des- sus des portiques 10 et sa face inférieure 31 est adja- cente à ces derniers. Un plateau articulé 32 s'étend de l'un à l'autre des portiques 10 et sert à porter et/ou à loger des moy- ens de commande électriques et électroniques pour les di- verses fonctions de la machine, l'énergie électrique pour alimenter le moteur électrique principal logé dans le corps 2 de la machine étant amenée par un câble souple fle Chaque portique 10 sert à loger un groupe de halage 34, qui comprend un moteur électrique à vitesse variable 35, un réducteur de vitesse 36 et un pignon d'entraînement 37, qui s'engrène avec la denture 'O d'une crémaillère 19, formée d'une pluralité de tronçons dont la longueur est égale à celle d'une auge 16 du convoyeur blindé 17. On comprendra que grâce à la présence des charniè- res 9, le corps 2 de la machine peut, au moyen des vérins 8, subir une modification de son inclinaison transversale, c'est-à-dire être soulevé ou abaissé relativement aux por- tiques 10, afin de suivre fidèlement la couche de charbon ou minerai en cours d'extraction et/ou pour tenir compte de l'état du mur de la mine, et les mouvements du corps 2 n'influent en aucune manière sur la position des porti- ques 10 et de leurs pignons de halage 37 relativement à la denture M de la crémaillère, les organes de transmission restant ainsi dans leur position optimale pour transmettre le mouvement. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 3, un moyen de coulissement 40 est interposé entre le corps 2 de la machine et les portiques 10. Il comprend un premier élément 41 muni d'une patte à oeil 42, qui est alignée sur une patte à oeil 43 de chaque portique 10 pour recevoir un axe d'articulation commun 44. A son extrémité éloignée de cet axe 44, le premier élément 41 se termine par une paire de languettes opposées 45, engagées à travers six éléments d'appui 46 dans un second élément 47 du moyen de coulisse- ment 40, cet élément 47 ayant un profil approprié pour re- cevoir les éléments d'appui 46 et les languettes 4 et comportant une paire de nervures centrales 48 entre les- quelles est monté un vérin à double effet An, dont la tige de piston est reliée au corps 2 de la machine et dont le cylindre est relié à l'un des premiers éléments. Ainsi, lorsque l'un ou l'autre des portiques 10 atteint une tête motrice du convoyeur 17, tête qui est nécessairement plus élevée que le reste du convoyeur par rapport au mur 7 de la mine, afin de pouvoir contenir la roue dentée d'entraî- nement (ou de renvoi) nécessaire, on peut, en actionnant le vérin hydraulique 49, déplacer le corps 2 de la machine relativement aux portiques 10 immobilisés par la dite tête motrice, de sorte que le bras 4 et la tête d'abattage 5 adjacents à la tête motrice en question peuvent être avan- cés au-delà de cette dernière afin que, par exemple, la tê- te d'abattage 5 puisse dégager dans le front de taille un espace libre dans lequel la tête motrice pourra se loger lors du ripage du convoyeur. On peut voir aussi à la figu- re 3 des pignons de halage jumelés engrenés avec la dou- ble denture décalée d'une crémaillère jumelée. Dans la forme d'exécution représentée àla figure 4, la machine d'abattage utilise aussides pignom de halage jumelés37A dans chacun de ses groupes de halage 34A, et cespignom jumelés s'engrènent avec les deux dentures déca- lées d'une double crémaillère â2A. Le corps 2 de la ma- chine comprend aussi un compartiment de pompe 50 et un car- ter 51 pour un moteur électrique principal qui fournit le mouvement aux têtes rotatives d'abattage 5. Les groupes de halage 14Asont des modules indépendants, montés sur la fa- ce supérieure de portiques individuels 10, chaque groupe 34A comprenant, à la différence des formes d'exécution pré- cédentes, un moteur hydraulique 35A. La forme d'exécution représentée à la figure 5 est très proche de celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 4, sauf qu'il est prévu un portique unique IOA, qui porte deux groupes de halage 4A. 248864-9 - REVENDICATIONS - 1.- Machine d'abattage de charbon ou de minerai, du type à chevauchement latéral, apte à être déplacée alternativement dans un sens et dans l'autre le long d' un front de taille,. comportant un corps de forme allongée (2), apte à être placé, en ser- vice, au-delà de la paroi latérale (14), côté front de taille, d'un convoyeur blindé (17) qui s'étend le long du front de taille (6), au moins un portique (10), qui s'é- tend vers l'arrière, depuis le corps de la machine et est apte, en service, à recouvrir le convoyeur et à venir en contact glissant avec un moyen de rçtenue (19) situé sur le côté remblai du convoyeur, caractérisée en ce que le ou chaque portique (10) sert au logement d'un groupe de halage (34) de la machine et est relié au corps (2) de la machine par au moins un joint (9) permettant l'articulation le long d'un axe parallèle à-l'axe longitu- dinal du dit corps (2). 2.- Machine selon la revendication 1, caractéri- sée en ce qu'elle comporte un bras support (4) monté à chacune de ses extrémités de façon à pouvoir pivoter sous l'action d'un vérin à double effet et en ce que chaque bras (4) porte une tête d'abattage rotative (5) munie de pics. 3.- Machine selon la revendication 1 ou la reven- dication 2, caractérisée en ce qu'il est prévu deux por- tiques (10) espacés l'un de l'autre dans le sens longitu- dinal et en ce que chaque portique est relié au corps (2) de la machine par une paire de charnières (9) et sert à loger un groupe de halage (34). 4.- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque groupe de halage (34) comprend un pignon d'entraînement (37) entraîné en rotation par un moteur hy- draulique et un mécanisme réducteur. 5.- Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le corps de machine (2) sert à loger une pompe hydraulique. 6.- Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque groupe de halage (34) comprend un pignon d'entraînement (37) entraîné en rotation par un moteur é- lectrique à vitesse variable. 7.- Machine selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 6, caractérisée en ce qu'un plateau articulé (32) s'étend de l'un à l'autre des deux portiques (10). 8.- Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que le plateau articulé (32) sert à porter et/ou à loger des moyens de commande électriques,-électroniques ou hydrauliques pour les diverses fonctions de la machine. 9.- Machine selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que le joint formant articulation est associé à des moyens de coulissement com- prenant au moins un vérin hydraulique à double effet (49 dispos6 le long de l'axe longitudinal du corps de machine (2) et monté entre le ou les portiques (10) et le dit corps (2), au moyen duquel le dit corps peut être déplacé longitudinalement relativement au(x) portique(s). 10.- Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens à coulissement (40) sont prévus sur un seul portique (10). 11.- Système d'abattage de charbon ou de minerai, caractérisé en-ce qu'il comporte une machine selon l'une quelconque des revendications pr6cédentes, un convoyeur blindé à chaine(s) à raclettes (17) qui s'étend le long d'un front de taille (6) et une crémaillère (39), qui s' étend le long du convoyeur et est fixée à la paroi laté- rale de celui-ci, la dite crémaillère s'engrenant avec le ou chaque groupe de halage (34). 12.- Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la crémaillère est fixée sur la paroi latérale (14), côté front de taille, du convoyeur (17). 13.- Système selon la revendication 11, caractérisé en ce que la crémaillère (39) est fixée sur la paroi laté- rale (15), c6té remblai, du convoyeur (17).