Brevet FR2509785A1 — publié le 19830121

La présente invention concerne le domaine des mines, en particulier du soutènement de galerie, et a pour objet un procédé de soutènement par projection d'un revêtement phénolique. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, et les résines utilisées. Actuellement, le creusement d'une galerie de mine est généralement effectué par deux équipes distinctes, à savoir une équipe de front et une équipe en retrait, dont la première réalise le forage des trous de tir, l'introduction de l'explosif et le tir et le soutènement de la couronne par des cadres, ou par boulonnage, ainsi que le chargement et le dégagement des roches, tandis que la seconde équipe réalise un cadrage ou boisage définitif sur deux à trois mètres. Ce procédé connu est cependant onéreux en matériel et en main d'oeuvre, du fait que l'équipe de front doit construire un soutènement immédiatement après le tir, de sorte que l'avancement est retardé d'autant. Le même problème existe, lorsque 11abattage traditionnel à l'explosif est r-emplacé par l'utilisation de haveuses. Diverses méthodes de projection de matériaux pour le renforcement du toit et pour éviter l'étayage ont également été utilisées. A cet effet, les matériaux à projeter utilisés étaient des résines chargées et armées du type polyuréthane, polyesters, amines, époxy, ou des liants minéraux tels que les bétons, des liants magnésiens, ou des kaolins. Cependant, ces projections ne donnent des résultats valables qu'au jour et sont souvent difficilement utilisables au fond où les parements sont souvent humides et poussiéreux. En outre, certains de ces revêtements sont inflammables et d'autres présentent des temps de prise très longs. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un procédé de soutènement de galeries de mines, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter simultanément une résine phénolique poly-condensable, telle qu'une résine du type résol mélangée à un catalyseur, chargée ou non de minéraux inertes, tels que des kaolins, et des fibres de verre directement sur les parois ou sur une toile ou un grillage fixés préalablement sur lesdites parois, au moyen d'un dispositif de projection à mélangeur intégré muni d'un coupe-fibres. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un réservoir mélangeur pour la résine chargée ou non, muni d'un agitateur par un réservoir de produit catalyseur, par une ou plusieurs pompes de transfert de la résine chargée ou non et du catalyseur entrainées par-un moteur pneumatique, hydraulique ou électrique" par une pompe haute pression de rinçage à l'eau reliée à une alimentation en eau, et par un ensemble de projection comportant une chambre de mélange de catalyseur et de résine chargée ou non et une pistolet de projection équipé d'un coupe-fibres, cet ensemble commandant la mise en marche du dispositif et le rinçage. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexe, dont la figure unique est un schéma du dispositif de projection conforme à l'invention. Le procédé de soutènement de galeries de mines consiste à projeter, au moyen du dispositif représente au dessin annexé, simultanément, une résine phénolique polycondensable, mélangée à un catalyseur, chargée ou non de minéraux inertes, et des fibres de verre directement sur les parois ou sur une toile ou un grillage fixés préalablement sur lesdites parois. La projection de la résine et des fibres de verre peut être effectuée sur plusieurs couches dans le cas ou des caractéristiques mécaniques plus élevées sont recherchées. La résine projetée sur les parois pénètre dans toutes les fissures et dans les interstices des roches en liant les matériaux entre eux, et forme avec le reste de 1 enveloppe une structure très rigide permettant un soutènement provisoire jusqu'au montage des cadres, ou même un soutènement définitif si l'armature de fibres de verre et/ou la toile ou grillage supplémentaire sont prévus en conséquence. En outre, la structure obtenue est imperméable-aux gaz et à l'eau, de sorte que l'application du procédé est parti culièrement intéressante dans les mines de charbon et d'uranium. La mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus s'effectue au moyen d'un dispositif de projection constitué par un réservoir mélangeur 1 pour la résine chargée ou non muni d'un agitateur 2, par un réservoir 3 de produit catalyseur, par des pompes 4 de transfert de la résine chargée ou non et du catalyseur entraînées par un moteur 5 pneumatique, hydraulique, ou électrique, par une pompe haute pression 6 de rinçage à l'eau reliée à une alimentation en eau 7, et par un ensemble de projection 8 comprenant une chambre de mélange 9 pour le catalyseur et la résine chargée ou non, et un pistolet de projection 10 équipé d'un coupe-fibres. La commande de mise en marche du dispositif ainsi que celle du rinçage sont effectuées au moyen de l'ensemble 8. Le dispositif conforme à l'invention est avantageusement manoeuvré par deux opérateurs dont l'un assure l'approvisionnement en matières premières, et l'autre la commande de l'ensemble 8. Ainsi, un cycle de travail de deux équipes sera décomposé de la manière suivante - l'équipe de front sera chargée du forage des trous de tir, de l'introduction de l'explosif, du tir, de la projection des résines phénoliques, et du chargement et du dégagement des roches, ce cycle étant continuellement répété, et - l'équipe en retrait effectuera les cadrages ou boisages définitifs. De ce fait, l'équipe de front peut progresser plus rapidement, le cadrage et le boulonnage étant remplacés par une simple projection de résine, deux opérateurs 2 pouvant couvrir une surface de 30 à 80 m2 à l'heure, et l'équipe en retrait peut travailler en toute sécurité à plusieurs dizaines de mètres en arrière de la zone d'abattage. L'invention a également pour objet la résine de projection mise en oeuvre par le procédé décrit ci-dessus, résine caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange d'une résine formo-phénolique du type résol, et d'un catalyseur sous forme d'un mélange d'acides sulfoniques en solution aqueuse et, de préférence, d'un accélérateur de prise. Cette résine présente une adhérence parfaite sur tous les minéraux, les métaux, et le bois, ainsi qu'un temps de prise très court, même en milieu humide. En outre, cette résine est ininflammable après polymérisation et convient donc parfaitement au soutènement de galeries de mines de charbon. Afin de réduire le prix de revient de la résine projetée, sans en altérer les propriétés mécaniques, cette dernière peut être chargée avec des-minéraux inertes tels que des kaolins, des sables, ou des cendres volantes. A titre d'exemple, la résine de projection présente la composition préférentielle suivante a) Résine : 60 parties en poids de résine formo-phénolique du type résol 39 parties en poids de charges telles que des kaolins 1 partie en poids de mouillant b) Catalyseur : 90 parties en poids d'un mélange d'acides sulfoniques en solution aqueuse 10 parties en poids d'un accélérateur de prise, le mélange étant de quatre volumes de résines pour un volume de catalyseur. L'armature projetée utilisée se présente sous forme d'un roving de verre débitant un fil dans le coupe-fibres du pistolet 10. Lors de l'application d'un revêtement conformément à l'invention, à une température de 20 C le temps de prise pour la première couche est de 20 minutes et de 10 minutes pour les couches suivantes, ce temps de prise pouvant toutefois varier en fonction de la proportion d'accélérateur ou de catalyseur dans le mélange1 un catalyseur surdosé favorisant une prise rapide, tandis qu'un catalyseur dilué à l'eau a pour conséquence une prise très lente. I1 est également possible, en munissant le dispositif d'injection d'une canne d'injection, à la place du pistolet de projection et du coupe-fibres, de traiter un massif disloqué c'est-à-dire fortement fissuré, par injection directe de la résine dans lesdites fissures. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Procédé de soutènement de galeries de mines, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter simultanément une résine phénolique poly-condensable, telle qu'une résine du type résol mélangée à un catalyseur, chargée ou non de minéraux inertes, tels que des kaolins, et des fibres de verre directement sur les parois ou sur une toile ou un grillage fixés préalablement sur lesdites parois, au moyen d'un dispositif de projection à mélangeur intégré muni d'un coupe-fibres. 2. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter plusieurs couches de résine et de fibres de verre. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suiyant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par un réservoir mélangeur (1) pour la résine chargée ou non, muni d'un agitateur (2), par un réservoir (3) de produit catalyseur, par une ou plusieurs pompes (4) de transfert de la résine chargée ou non et du catalyseur entraînées par un moteur (5) pneumatique, hydraulique ou électrique, par une pompe haute pression (6) de rinçage à l'eau reliée à une alimentation en eau (7), et par un ensemble de projection (8) comportant une chambre (9) de mélange de catalyseur et de résine chargée ou non et un pistolet de projection (10) équipé d'un coupe-fibres, cet ensemble commandant la mise en marche du dispositif et le rinçage. 4. Dispositif, suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, pour le traitement d'un massif disloqué, c'est-à-dire fortement fissuré, il est équipé d'une canne d'injection à la place du pistolet d'injection et du coupefibres. 5. Résine de projection mise en oeuvre par-le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 au moyen du dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un mélange d'une résine formo-phénolique du type résol, et d'un catalyseur sous forme d'un mélange d'acides sulfo niques en solution aqueuse et, de préférence, d'un accélérateur de prise. 6. Résine, suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle est chargée avec des minéraux inertes tels que des kaolins, des sables, ou des cendres volantes. 7. Résine, suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6 caractérisée en ce qu'elle présente la composition préférentielle suivante a) Résine : 60 parties en poids de résine formo-phénolique du type résol 39 parties en poids de charges telles que des kaolins 1 partie en poids de mouillant b) Catalyseur : 90 parties en poids d'un mélange d'acides sulfoniques en solution aqueuse 10 parties en poids d'un accélérateur de prise, le mélange étant de quatre volumes de résine pour un volume de catalyseur.