Brevet FR2486999A1 — publié le 19820122

La présente invention concerne un soutènement déformable pour des galeries de mine ou analogues. On connaît déjà un soutènement déformable pour des galeries de mine, des tunnels ou analogues dans lequel les segments du soutènement de type ouvert ou fermé comportent des profilés creux fermés latéralement, qui enveloppent, sous la forme de liai- sons emboîtables, d'autres segments se composant de profilés pleins ou de profilés creux latéralement fermés. Le problème principal posé par un tel soutènement de galerie consiste à pouvoir séparer les profilés emmanchés sous l'action de la pression du terrain pour permettre soit le démontage du soutènement soit la réutilisation des éléments, c'est à dire des différents profilés d'un cintre de galerie ou bien d'un étai annu- laire de galerie. L'invention a en conséquence pour but de fournir un soutènement déformable pour des galeries de mine, des tunnels ou analogues, dans lequel les segments du soutènement du type ouvert ou fermé se composent de profilés creux emmanchés l'un dans l'au- tre, de telle sorte que les segments assemblés soient séparables et qu'il ne puisse pas se produire de gros dommages des différents segments lors du démontage. Ce but est atteint selon l'invention par le fait que les profilés creux peuvent être emboîtés l'un dans l'autre de façon étanche et que le segment enveloppé constitue avec le segment enveloppant adjacent une chambre de pression fermée pourvue d'une soupape, le segment enveloppé servant de piston et le segment enveloppant servant de cylindre. Dans un soutènement annulaire, la réalisation peut encore être facilitée en agençant le segment enveloppant du soutènement de galerie sous la forme d'un élément divisible dans la direction longitudinale. On obtient ainsi, pour les segments adjacents de chaque liaison d'emboîtement, des chambres séparées qui sont sollicitées par un fluide sous pression par l'intermédiaire de soupapes de façon à permettre ainsi l'écartement mutuel des seg- ments adjacents coincés l'un avec l'autre. On obtient d'autres avantages lorsque des segments emboitables et adjacents sont agencés de façon sensiblement com- plémentaire en ce qui concerne les surfaces inférieures ou exté- rieures, coopérant par friction, des segments enveloppants ou enveloppés, auquel cas le segment enveloppé présente une légère 2 2486999 surcote par rapport au segment enveloppant de façon que la déforma- tion se produisant lors de l'emboîtement de segments adjacents se déroule pratiquement seulement dans le domaine élastique. Des modes de réalisation avantageux de l'invention sont par exemple les suivants: Le segment enveloppé est fermé à une extrémité et il est prévu dans le segment enveloppant une cloison séparatrice ou bien il est prévu à chaque fois dans le segment enveloppé et dans le segment enveloppant une cloison séparatrice. Les soupapes sont agencées sous la forme de soupapes d'admission et d'échappement. Les segments enveloppés sont fermés aux deux extrémités à l'aide d'une plaque. Dans les segments enveloppés, il est prévu à peu près au milieu une cloison séparatrice. Il est également possible de fermer à une extrémité le segment enveloppé, auquel cas il est alors prévu dans le segment enveloppant deux butées annulaires entre lesquelles est monté un piston déplaçable longitudinalement. Un autre mode de réalisation consiste à prévoir dans le segment enveloppé et dans le segment enveloppant à chaque fois deux butées annulaires entre lesquelles on dispose à chaque fois un piston mobile longitudinalement. Dans ce cas, les soupapes peuvent également être agencées sous la forme de soupapes d'admission et d'échappement. Les butées annulaires comportent chacune, sur leur côté tourné vers le piston, un joint d'étanchéité. Dans la zone de recouvrement des deux segments, il est prévu un joint d'étanchéité. Ce joint est placé dans une gorge annulaire du segment enveloppé. Il peut cependant être placé dans une gorge annulaire du segment enveloppant. Le joint d'étanchéité est formé de "Teflon". Dans la structure o le segment enveloppant du soutène- ment de galerie est agencé sous la forme d'un élément divisible dans la direction longitudinale, celui-ci peut être formé de deux demi-coquilles qui peuvent être reliées l'une avec l'autre par des brides latérales. Une autre manière d'atteindre le but fixé consiste selon l'invention à faire prévoir un dispositif de manoeuvre, destiné à séparer la liaison d'emboîtement des segments, s'appuyant dans le segment enveloppé et dans le segment enveloppant adjacent. Ce dispositif de manoeuvre se compose de cylindres de pression qui s'appuient latéralement contre des butées du segment enveloppé et du segment enveloppant. Dans ce cas, les carters des deux cylindres de pression sont reliés entre eux et les cylindres sont reliés à un tuyau de pression commun. D'autres avantages et caractérisques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente un premier exemple de réalisation d'un soutènement déformable de galerie, la figure 2 représente un second mode de réalisation de ce soutènement de galerie, la figure 3 représente un troisième mode de réalisation du soutènement de galerie selon l'invention, la figure 4 représente un quatrième mode de réalisation de ce soutènement de galerie, la figure 5 représente à échelle agrandie la zone de recouvrement entre le segment enveloppant et le segment enveloppé, la figure 6 représente également à échelle agrandie la zone de recouvrement entre le segment enveloppant et le segment enveloppé conformément à une variante de l'invention, la figure 7 est une coupe de segment enveloppant, divisé longitudinalement et contenant le segment enveloppé. la figure 8 latérale d'un autre mode de réalisation de l'invention et la figure 9 est une vue en plan montrant la structure de principe du mode de réalisation de la figure 8, la vue étant faite en direction de la roche (flèche A). Le soutènement annulaire représenté sur le dessin se compose de segments enveloppés et enveloppants, qui sont disposés en alternative sur un arc de cercle. Dans ce cas, les profilés enveloppants 1 sont maintenus avec des dimensions intérieures telles que les profilés enveloppés 1' puissent pénétrer par leur zone extrême 3 dans les extrémités ouvertes des segments envelop- pants 1. Conformément à un premier mode de réalisation représenté sur la figure 1, il est prévu dans le segment enveloppant 1, à peu près au milieu, une cloison séparatrice 7. Ainsi le volume inté- rieur du segment enveloppant 1 est divisé en deux chambres 8 et 9. Chacune des deux chambres 8 et 9 est associée à une soupape 10, 11. Les deux soupapes 10, 11 sont agencées sous la forme de soupapes d'admission et d'échappement. Les profilés enveloppés 1' sont 4 2486999 fermés aux deux extrémités, par exemple à l'aide d'une plaque 12, 13 fixée par soudage. Lors de la sollicitation de la chambre 8 par un fluide sous pression par l'intermédiaire de la soupape 10, une force agit sur la cloison séparatrice 7 dans le sens des aiguilles d'une montre tandis qu'une force agit dans un sens opposé sur la plaque 12 de sorte que les deux segments 1 et 1' sont écartés l'un de l'autre, à savoir le segment 1 dans la direction de la flèche a et le segment 1' dans la direction de la flèche b. Selon l'exemple de réalisation représenté sur la figure 2, il est prévu dans les qegments enveloppés 1' des cloisons séparatrices 14. Ainsi les plaques 12 et 13 représentées en haut et à droite sur la figure l-peuvent être supprimées. Avec la dispo- sition représentée en bas de la figure 1, on obtient dans le segment enveloppant, des deux cotés de la cloison séparatrice 7, des chambres 8 et 9 et, grâce à l'agencement représenté sur la figure 2, on obtient des deux côtés des cloisons séparatrices 14 des chambres 15 et 16, les chambres 8 et 15 communiquant de même que les chambres 9 et 16. Lors d'une sollicitation du volume 8, 15 par un fluide sous pression par l'intermédiaire de la soupape 10, une force agit dans le sens des aiguilles d'une montre sur la cloison séparatrice 14 tandis qu'une force agit dans le sens contraire des aiguilles d'une.montre sur la cloison séparatrice 7, de sorte que le segment enveloppant 1 et le segment enveloppé 1' sont séparés l'un de l'autre, le segment enveloppé 1' étant déplacé dans la direction de la flèche c et le segment enveloppant 1 dans la direction de la flèche d. Conformément à un autre exemple de réalisation représenté- sur la figure 3, il est prévu dans le segment enveloppant-1, à peu près en son milieu, deux butées annulaires 17 et 18 entre lesquelles est disposé un piston 19 mobile longitudinalement. Le piston 19 divise le volume intérieur du segment 1 en deux chambres 8 et 9, la chambre 8 étant associée à une soupape 10 et la chambre 9 à une soupape 11. Les segments enveloppés 1' pénètrent par leurs deux extrémités 3 dans les deux extrémités ouvertes du segment envelop- pant 1 et elles sont obturées aux deux extrémités par des plaques 12 et 13. Lors de la sollicitation de la chambre 9 Dar un fluide sous pression par l'intermédiaire de la soupape il, le piston 19 se déplace en direction de la butée annulaire 17. Il s'exerce alors dans cette zone une force correspondante orientée dans le sens 2486999 contraire des aiguilles d'une montre tandis que la plaque 13 est sollicitée par une force orientée dans le sens des aiguilles d'une montre de sorte que les deux segments 1 et 1' sont écartés l'un de l'autre, le segment 1 se déplaçant dans la direction de la flèche a et le segment 1' dans la direction de la flèche b. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, il est prévu, comme décrit ci-dessus, dans le segment enveloppant 1 un piston 19 mobile axialement entre deux butées annulaires 17 et 18. Ce piston délimite ainsi dans le segment enveloppant 1 des chambres 8 et 9. Dans les segments enveloppés 1', un piston 22 est également monté de façon à pouvoir se déplacer entre deux butées annulaires 20 et 21. Ainsi des volumes 23 et 24 sont formés des deux côtés du piston 22. La chambre 9 du segment enveloppant 1 et la chambre 23 du segment enveloppé 1', communicantes, constituent un volume qui peut être sollicité par un fluide sous pression par l'intermédiaire de la soupape 11. Lors de la sollicitation des chambres 9 et 23 par un fluide sous pression par l'intermédiaire de la soupape 11, le piston 19 se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre jusque contre la butée annulaire 17. De la même façon, le piston 22 se déplace dans le segment enveloppé 1' jusque contre la butée annulai- re 21. Dans cette position, une force dirigée dans le sens des aiguilles d'une montre est exercée sur le piston 19 tandis que le piston 22 est sollicité par une force dirigée en sens inverse. Cela signifie que les deux segments 1 et 14 sont écartés l'un de 1i autre, le segment 1 se déplaçant dans la direction de la flèche b et le segment 1' dans la direction de la flèche c. Pour éviter que le liquide hydraulique s'échappe à l'air libre lors de l'écartement relatif des segments, on peut prévoir dans la eone de séparation de deux segments adjacents un dispositif récepteur démontable se présentant sous la forme d'une manchette et à partir duquel le liquide sous pression peut être renvoyé au réservoir collecteur par la pompe. Sur la figure 5, on a mis en évidence le comportement de déformation des segments 1 et 1' dans la-zone de recouvrement 2. Conformément au mode de réalisation ilustré dans la figure 6, le segment enveloppé 1' est introduit de façon étanche dans le segment enveloppant 1 et il est prévu entre les deux segments un joint d'étanchéité 25, qui est constitué dans le domaine d'appli- cation envisagé par du "Teflon". Dans l'exemple de réalisation 6 2486999 représenté à la figure 6, le joint d'étanchéité 25 est logé dans une gorge périphérique 26 du segment enveloppé 1. Il est cependant également possible, bien que cela ne soit pas représenté sur le dessin, de loger le joint d'étanchéité dans une gorge annulaire ménagée dans le segment enveloppant 1. Dans ce cas, la chambre 9 est remplie de liquide afin que le segment enveloppé 1' ne soit pas poussé excessivement loin à l'intérieur du segment enveloppant 1. Dans ce cas on pourrait équiper la chambre 1 d'une soupape de surpression ou encore d'une soupape de coup de charge. Il serait également possible de relier en permanence l'ensemble du soutène- ment annulaire à une pompe hydraulique. La figure 7 montre schématiquement comment on peut agencer en particulier le soutènement annulaire. Un segment envelop- Dant 1 révu dans la zone d'un anneau est constitué, en considérant la direction longitudinale, de deux demi-coquilles qui peuvent être assemblées par l'intermédiaire de brides à l'aide de boulons 27. Au montage, on opère de telle sorte que, dans l'anneau fermé considéré, la demi-coquille intérieure soit montée en dernier. Au montage, on opère exactement-en sens inverse, c'est à dire que la demi-coquille intérieure est démontée en premier pour pouvoir séparer ensuite successivement les différentes liaisons d'emboîtement prévues sur la périphérie. Le segment enveloppé a été désigné par 1'. Les figures 8 et 9 mettent en évidence un autre mode de réalisation; dans ce cas les segments enveloppant et enveloppé ne constituent pas un système à cylindre et piston mais on installe extérieurement sur la liaison d'emboîtement des segments un dispo- sitif de démontage sollicité par fluide sous pression. Dans ce but, le segment enveloppant 1 et le segment enveloppé i' sont pourvus, sur deux côtés opposés, respectivement de broches 28, 29 contre lesquelles s'appuie le fond du carter de cylindre 30 ou bien l'extrémité de la tige de piston 30', ce qui peut être facilité en ménageant des évidements complémentaires correspondants dans le fond ou la tige de piston. Comme le montre la figure 9, il est prévu un tel agence- ment sur deux surfaces latérales opposées du profilé, par exemple un profilé à section droite en forme de quadrilatère, les deux carters de cylindres 30 sont reliés entre eux par une entretoise 31 et les deux cylindres de pression sont reliés à un tuyau de pression commun, ce qui n'a cependant pas été mis en évidence sur le dessin. L'utilisation d'un groupe de deux cylindres identiques montés en tandem et comportant une liaison mécanique et hydraulique commune offre l'avantage que le guidage est aussi parfait que possible lors de la séparation des liaisons d'emboîtement coincées. Un dispositif de ce genre peut par exemple être pourvu d'une poignée 32 de façon à pouvoir être manipulé correctement et rapidement. Sur la figure 8, pour simplifier le dessin, on a supprimé l'entretoise 31. Celle-ci devrait le cas échéant passer en dessous du segment 1 pour pouvoir être reliée aux cylindres opposés. REVENDICATIONS 1. Soutènement déformable pour des galeries de mine, des tunnels ou analogues, dans lequel les segments du soutènement du type ouvert ou fermé comportent des profilés emboîtables l'un dans l'autre, caractérisé par le fait que les profilés creux peuvent être embottés l'un dans l'autre de façon étanche et que le segment enveloppé (1') constitue avec le segment enveloppant adjacent (1) un volume de pression fermé pourvu d'une soupape (10, 11), le segment enveloppé (1') servant de piston et le segment enveloppant (1) de cylindre. 2. Soutènement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le segment enveloppant (1) du soutènement est agencé sous la forme d'un élément divisible dans la direction longitu- dinale. 3. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le segment enveloppé (1') est fermé à une extrémité, le segment enveloppant (1) comportant une cloison séparatrice (7). 4. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte dans le segment en- veloppé (1') et dans le segment enveloppant (1) à chaque fois une cloison séparatrice (7, 14). 5. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les soupapes (10, 11) sont agencées sous la forme de soupapes d'admission et d'échappement. 6. Soutènement selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les segments enveloppés (1') sont fermés aux deux extrémités à-l'aide d'une plaque (12, 13). 7. Soutènement selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte dans les segments enveloppés (1'), à peu près au milieu, une cloison séparatrice (14). 8. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le segment enveloppé (1') est fermé à une extrémité et que le segment enveloppant (1) comporte deux butées annulaires (17, 18) entre lesquelles est monté un piston (19) mobile longitudinalement. 9. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte dans le segment enveloppé (1') et dans le segment enveloppant (1) à chaque fois deux.butées annulaires (17, 18) entre lesquelles est monté un piston (19) mobile longidutinalement. 9 2486999 10. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que les soupapes (10, 11) sont agencées sous la forme de soupapes d'admission et d'échappement. 11. SOutènement selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que les butées annulaires (17, 18) comportent chacune, sur leur côté tourné vers le piston (19), un joint d'étanchéité. 12. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte un joint d'étanchéité (25) dans la zone de recouvrement des deux segments (1, 1'). 13. Soutènement selon la revendication 12, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité (25) est disposé dans une gorge annulaire du segment enveloppé. 14. Soutènement selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité (25) est disposé dans une gorge annulaire (26) du segment enveloppant (1). 15. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé par le fait que le joint d'étanchéité (25) est formé de "Teflon". 16. Soutènement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'élément divisible se compose de deux demi-coquilles qui peuvent être reliées l'une à l'autre par des brides sur les côtés. 17. Soutènement déformable pour des galeries de mine, des tunnels ou analogues dans lequel les segments d'un soutènement de galerie ouvert ou fermé comportent des profilés emboitables l'un dans l'autre, caractérisé par le fait qu'un dispositif de manoeuvre, assurant la séparation de la liaison d'emboîtement des segments, s'appuie sur le segment enveloppé (1') et sur le segment enveloppant adjacent (1). 18. Soutènement selon la revendication 17, caractérisé par le fait que le dispositif de manoeuvre se compose de cylindres de pression (30, 30') qui s'appuient latéralement contre des appen- dices (28, 29) du segment enveloppé et du segment enveloppant (1, 1'). 19. Soutènement selon la revendication 18, caractérisé par le fait que les carters des deux cylindres de pression (30) sont reliés entre eux et que les cylindres de pression (30)sont reliés à un tuyau de pression commun.