Brevet FR2498678A1 — publié le 19820730

La présente invention concerne l'industrie minière et a notamment pour obJet un soutènement mobile souple. Elle peut etre appliquée à l'exploitation de dressants de grande puissance par tranches descendantes, horizontales et inclinées-transversales. En outre, l'invention peut trouver des applications dans le génie civil et d'autres branches de la technique, quand il faut exécuter dans l'écorce terrestre des creusements à pente raide et de grande section transversale. On connaît un plancher souple, faisant office de bouclier mobile dans l'exploitation des dressants de grande puissance par tranches horizontales et inclinées transversales. Ledit plancher souple se compose de poutrelles métalliques et d'un planchéiage assemblés par des articulations, ou bien de feuillards entrecroisés de façon à former un grillage et recouverts d'un grillage métallique à mailles fines. Le plancher souple est monté dans un ouvrage creusé suivant toute la puissance (l'épaisseur) de la couche, dans la partie supérieure du quartier préparé pour l'exploitation. Au fur et à mesure de l'extraction du minéral utile de la couche, le plancher souple descend sous l'effet de la pression des roches foudroyées, en glissant vers le mur du dressant, de sorte que le chantier auprès du toit de la couche n'est plus protégé contre les irruptions d'éboulis. Le fait que le plancher souple ne soit pas extensible ne permet pas l'exploitation des couches suivant toute leur puissance quand celle-ci augmente. On connaît un soutènement comprenant une vessie en matière élastique, soutenant dans l'ouvrage un plancher en grillage et utilisée en association avec un rabot pour l'exploitation des dressants minces. La section transversale de la vessie est choisie d'après la puissance de la couche, et sa longueur est égale à la longueur du chantier d'exploitation suivant la direction de la couche. Aux bouts de la vessie sont amarrés des cibles servant à tirer la vessie vers le front de taille. Le plancher en grillage recouvre le dessus de la vessie et fait office de plancher souple protégeant la vessie contre les actions des roches foudroyées. Pour le gonflage de la vessie, est prévue une conduite d'air comprimé avec des appareils de contrôle et de réglage. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante. La vessie est placée avec le plancher en grillage dans un ouvrage préparé pour l'exploitation par deux montages latéraux. Ensuite, la vessie est gonflée à l'air comprimé de façon à la mettre en serrage entre le toit et le mur de la couche. Des câbles tirés dans les montages latéraux à partir de treuils situés dans la galerie de roulage sont amarrés aux bouts de la vessie. Le déhouillage est exécuté par un rabot lié à la vessie. Au fur et à mesure du déhouillage, la vessie est tirée vers le front de taille par les cibles et les treuils. Un inconvénient de ce soutènement est l'impossibilité de son réglage à la puissance de la couche. D'ordinaire, les dressants de grande puissance sont exploités par enlevures étroites ; le soutènement devant s'infléchir après l'enlevure, la largeur déhouillée soutenue diminue. Pour que ceci ne se produise pas, il faudrait que la soutènement soit en serrage aux épontes et ait une portance suffisante pour soutenir les roches foudroyées. La confection d'un tel soutènement pour l'exploitation des dressants de grande puissance est difacilement réalisable dans la pratique. Une autre cause excluant la possibilité d'utilisation du soutènement connu pour l'exploitation des dressants de grande puissance est l'impossibilité de remplacer la vessie quand elle est hors d'usage, car elle est alors coincée entre les roches foudroyées et le front de taille. Les inconvénients énumérés abaissent l'efficacité de conduite et la fiabilité du sovtonement connu, comprenant une seule vessie. On s'est donc proposé de créer un soutènement mobile souple qui, grace à son élasticité et à la possibilité de mise en serrage entre les parois de l'ouvrage, assurerait la couverture de toute la puissance de la couche dans la zone des travaux lors de l'exploita- tion d'un dressant de grande puissance. Ce problème est résolu du fait que le soutènement mobile souple, de préférence pour les dressants, du type comprenant un plancher souple soutenu dans l'ouvrage à l'aide d'une vessie en matière élastique gonflée avec un fluide sous pression de façon que ses parois latérales contactent les parois de l'ouvrage, en assurant ainsi son maintien à la hauteur nécessaire dans l'ouvrage, est caractérisé, d'après l'invention,en ce qu'il est constitué par une pluralité de vessies en matière élastique gonflées avec un fluide sous pression et se trouvant en contact mutuel étroit entre elles quand elles sont en place à l'état gonflé, en formant au moins une couche continue au-dessous de laquelle est placé le plancher souple, les vessies successives étant séparées les unes des autres par des cloisons souples qui sont reliées aux planchers souples supérieur et inférieur, en formant ainsi une structure cellulaire. Dans ces conditions, le soutènement est expansible suivant la puissance de la couche ; il permet de créer un chantier de dimensions nécessaires et d'assurer une extraction plus complète du minéral utile suivant la puissance de la couche. Les vessies du soutènement mobile souple contactant les parois de l'ouvrage sont dotées de patins qui les protègent contre les détériorations lors du déplacement du soutènement dans l'ouvrage. Le soutènement mobile souple est équipé d'une commande reliée aux patins et destinée au déplacement du soutènement dans l'ouvrage. Ceci supprime l'accrochage du soutènement et élève sa fiabilité. Les cellules de la structure cellulaire du soutènement mobile souple sont réalisées indépendantes et comportent des dispositifs permettant de les relier entre elles d'une manière démontable. Ceci simplifie le montage et le démontage du soutènement, augmente sa durée de service gracie à la possibilité de réutilisation. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente le schéma de disposition du soutènement lors de la prise d'une tranche horizontale dans un dressant, par enlevures étroites en direction - la figure 2 représente une vue d'ensemble du soutènement - la figure 3 représente le schéma d'une ccllule indépendante du soutènement, réalisée en câbles d'acier ;et - la figure 4 représente le schéma de la commande du soutènement, réalisée sous la forme d'une chambre gonflable en matière élastique, montrée à l'état gonflé. Le soutènement mobile souple se compose d'un plancher souple supérieur 1 (figures 1, 2) et d'un plancher souple inférieur 2, reliés par des cloisons souples 3 formant une structure cellulaire. Cette structure est réalisée démontable en plusieurs cellules séparées, pourvues de dispositifs 4 pour les relier entre elles d'une manière démontable. Les cellules du soutènement peuvent être fabriquées en tissus ou grillages de types divers. A titre d'exemple, la figure 3 représente une cellule du soutènement constituée par un grillage en câbles d'acier renforcés à leurs points de croisement par des serre-câble 5. La figure fait apparattre que les éléments de la cellule qui constituent les planchers souples et les cloisons sont réalisés en un seul ensemble. Toutefois, ils pourraient être constitués par des grillages séparés, assemblés ensuite en cellule. Les dispositifs 4 d'assemblage démontable peuvent être différents : à filetages, à coins, etc. Sur la figure 3 on a représenté des dispositifs 4 d'assemblage démontable constitués par des attaches 6 avec des lames élastiques 7 ou par des attaches 8 avec des boulons 9. Dans les cellules du soutènement sont placées des vessies 10 en matière élastique, par exemple en caoutchouc, en tissu caoutchouté, en matière plastique, qui sont gonflées avec un fluide sous pression, par exemple avec un gaz inerte, de l'eau, de l'air, etc. Dans les conditions d'une mine, le plus commode est de gonfler les vessies 10 avec de l'air comprimé, amené aux vessies 10 par une conduite 11 sur laquelle sont montés un appareil 12 de contrôle et un appareil 13 de réglage. Suivant le contour du soutènement sont montés des patins 14 fixés (par assemblage démontable) aux planchers souples supérieur 1 et inférieur 2. Les patins 14 sont équipés de commandes servant à déplacer le soutènement. Lesdites commandes peuvent être des vérins à double effet hydrauliques ou pneumatiques, des chambres gonflables en matière élastique remplies d'un fluide sous pression.Dans l'exemple considéré (figure 4), la commande est constituée par des chambres gonflables 15 en matière élastique, qui, pour le déplacement du soutènement, sont gonflées à l'air comprimé. Pour accrottre l'efficacité d'action, les chambres gonflables 15 s'appuient sur des plateaux 16 posés sur le soutènement et liés par un bord aux patins 14 à l'aide d'articulations, leur second bord s'appuyant sur la seconde rangée de vessies à partir des patins 14. Le soutènement est recouvert d'un grillage protecteur 17 qui est relié aux patins 14 suivant le contour. Pour exploiter un dressant de grande puissance, le soutènement mobile souple doit être monté dans la tranche de montage, prise sur toute la puissance du dressant à la cote du niveau d'aérage. La hauteur de la tranche de montage est déterminée par l'épaisseur du soutènement. La couche de montage est prise par enlevures étroites suivant la direction du dressant, sur toute la longueur du soutènement (égale à la longueur du quartier à exploiter du dressant). La largeur de l'enlevure est choisie selon les caractéristiques de la machine d'exploitation et peut être adoptée égale à la largeur de deux ou trois rangées de vessies du soutènement. Le plus commode est de réaliser le montage du soutènement en progressant du mur au toit du dressant. C'est pourquoi la première envelure est faite au mur dressant. Le montage commenoe par la mise en place des patins 14 au mur du dressant .Les plateaux 16, avec les chambres gonflables 15 servant à déplacer le soutènement, sont fixés à l'arête supérieure des patins 14 par des articulations. Ensuite, les cellules indépendantes du soutènement, à l'intérieur de chacune desquelles est placée ueuaEEe10,sont accouplées aux patins 14 à l'aide des dispositifs démon- tanks - Le maitege du soutènement progresse par accouplement des cellules ccntLves te elles. Le soutènement est recouvert avec le grillage 17. L'air comprimé est admis dans les vessies 10 de la partie montée du soutènement par les conduites Il qui leur sont raccordées et sur lesquelles sont montés l'appareil 12 de contrôle et l'appareil 13 de réglage.Après montage du soutènement dans la première enlevure, on exécute de la même manière les enlevures suivantes dans lesquelles on continue la mise en place des éléments du soutènement Le montage de tout le soutènement achevé, on procède à l'exploitation du dressant sous le soutènement. L'exploitation (le dehouillage) sous le soutènement mobile s'effectue par tranches horizontales prises par envelures étroites, en progressant du mur au toit du dressant. Lors de l'exécution de la première enlevure, le soutnement est maintenu dans sa position initiale grâce à son serrage aux épontes. La valeur nécessaire de ce serrage dépend de la charge supportée par le soutènement et est obtenue par un choix approprié de la hauteur des vessies 10 et de la pression de gonflage à l'air comprimé. Après exécution de la première enlevure ou pendant l'exécution de la seconde enlevure, on déplace le soutènement suivant le mur du dressant.A cet effet, on diminue la pression dans les vessies 10 de la première rangée du soutènement à partir du mur, et l'on admet l'air comprimé dans les chambres gonflables 15 situées au mur. La diminution de la pression de l'air dans les vessies 10 de la première rangée provoque une diminution de l'effort de serrage du soutènement contre le mur du dressant, ce qui facilite le déplacement du soutènement sous l'action des efforts résultant de l'interaction des chambres gonflables 15 avec les roches foudroyées lors de leur gonflage à l'air comprimé. Les plateaux 16 accroissent l'efficacité du déplacement du soutènement, en répartissant les efforts engendrés par les chambres gonflables 15 directement sur les patins 14 et les vessies 10 glonflées à l'air comprimé de la seconde rangée du soutènement à partir du mur.Pour le déplacement du soutenement à la distance requise, le gonflage et le dégonflage des chambres gonflables 15 peuvent être répétés plusieurs fois. Ensuite les vessies 10 de la première rangée à partir du mur sont regonflées jusqu'à la pression nominale. Par la suite, au fur et à mesure de l'exécution des enlevures, le soutènement descend jusqu'à la sole de la tranche sous l'action de la pression des roches foudroyées. Anrès exécution de la dernière enlevure de la tranche, il peut s'avérer nécessaire de faire descendre le soutènement suivant le toit du dressant, ce qui s'effectue à l'aide des chambres gonflables 15 situées au toit. Une fois le soutènemert descendu sur la sole, on procede à 1' exploitation de la tranche sous-jacente, en répétant les opérations dans l'ordre qui vient d'être décrit. A la tin de l'exploitation du quartier du dressant, le soutènement est amené jusqu'aux chapeaux de la galerie de base, puis on procède aux travaux de démontage. On commence le démontage en dégonflant les vessies 10 d'une ou deux rangées du soutènement situées au-dessus de la galerie de base. Il s'ensuit une diminution de la tension des câbles des planchers souples 1 et 2 dans cette portion; ces planchers peuvent alors être détachés et les vessies 10 peuvent être retirées. On extrait les cellules détachées du soutèmement et on pose des étançons sous le grillage protecteur 17. Pour démonter les cellules suivantes du soutènement avec les vessies 10, on répète les opérations dans l'ordre indiqué. On extrait en dernier lieu les patins 14 avec les plateaux 16 et les chambres gonflables 15. De la sorte, le soutènement mobile souple est extrait élément par élément et peut être réutilisé. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés 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. REVENDICATIONS 1. Soutènement mobile souple, de préférence pour l'exploitation de dressants, du type comprenant un plancher souple soutenu dans l'ouvrage à l'aide d'une vessie en matière élastique gonflée avec un fluide sous pression de façon que ses parois latérales contactent les parois de l'ouvrage en assurant ainsi son maintien à la hauteur nécessaire dans l'ouvrage, caractérisé en ce qu'il est constitué par une pluralité de vessies (10) en matière élastique, gonflées avec un fluide sous pression et en contact intime entre elles quand elles sont en place à l'état gonflé, en formant ainsi au moins une couche continue au-dessous de laquelle est placé un plancher souple (2), les vessies (70) successives étant séparées les unes des autres par des cloisons souples (3) qui sont reliées aux planchers souples supérieur (1) et inférieur (2), en formant ainsi une structure cellulaire. 2. Soutènement mobile souple selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vessies contactant les parois de l'ouvrage sont dotées de patins qui les protègent contre les détériorations lors du déplacement du soutènement dans l'ouvrage. 3. Soutènement mobile souple selon l'une des revendications 1 et 2,caractériséen ce qu'il est équipé d'une commande reliée aux patins et destinée au déplacement du soutènement dans l'ouvrage. 4. Soutènement mobile souple selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que les cellules de ladite structure cellulaire sont réalisées indépendantes les unes des autres et qu'elles comportent des dispositifs pour leur assemblage démontable.