Brevet FR2509367A1 — publié le 19830114

L'invention concerne un procédé en vue de contrôler le maintien en ligne droite du front d'un soutènement marchant au cours d'opérations abattage dans les mines de charbon. En outre, llinvention concerne un indicateur de position de soutènement en taille pour la réalisation de ce procédé. Afin de déterminer la progression d'un abattage, il est connu de définir la distance séparant la taille d'un point fixe en mesurant la longueur d'un câble déroulé. Dans ce cas, on enregistre mécaniquement la vitesse de rotation d'un rouleau de mesure ou électriquement par comptage d'impulsions et télétransmission. En installant plusieurs appareils de mesure de ce type répartis sur une taille à front allongé, on contrôle le maintien en ligne droite de cette taille. Le maintien en ligne droite de la taille a une grande importance pour la rentabilité de tout l'équipement de la taille et, partant, de l'extraction du charbon. Ce n'est quten maintenant exactement la taille en ligne droite que chaque coupe de la machine d'extraction peut atteindre sa profondeur maximum. En outre, grâce à ce maintien en ligne droite, l'usure des éléments transporteurs de la taille est faible et le guidage du soutènement marchant est considérablement facilité. Un inconvénient des appareils connus en vue de déterminer la progression d'un abattage réside dans le fait qu'un contrôle du maintien en ligne droite de la taille ne peut être envisagé qu'à court terme car, en parti culier, par suite des ondulations des veines de charbon, on obtient des mesures différentes dans les dif féients appareils de mesure installés sur la longueur de la taille. La cause de cet inconvénient réside dans le tait que, bien que la taille soit rectiligne et que la position finale soit parallèle par rapport à la position de départ, les câbles déroulés des différents trans- metteurs de mesure n' ont pas les mêmes longueurs. De ce fait, il ntest pas possible de maintenir un front de taille en ligne droite à l'aide de ces appareils de mesure de progressioll d'abattage. Compte tenu du fait que la position de la taille ne peut être vue dans un plan puisqu'aussi bien il s'agit d'un problème spatial à plusieurs dimensions, l'invention a pour objet de fournir un procédé pour le contrôle à plusieurs dimensions de la position dtune taille, de même qu'un indicateur de position de soutènement en taille approprié pour la réalisation de ce procédé. A cet effet, suivant l'invention, la longueur dlun câble de mesure déroulé du côté d'un remblai à partir d'un rouleau installé dans le soutènement marchant est interrogée à l'aide de deux potentiomètres raccordés mécaniquement l'un à l'autre, l'inclinaison dans le sens de la taille et de l'abattage étant in terrog-ée successivement ou simultanément en série. Grâce à ce procédé, on peut déterminer con tinuellement les données de mesure nécessaires pour maintenir une taille exactement en ligne droite, ces données étant alors utilisées pour l'illustration du plan dtensemble du du front du soutènement en taille. Si, en outre, les extrémités du front de taille sont fixées dans le sens directionnel, on peut alors déterminer exactement le front de taille dans toutes les trois dimensions et ainsi, par exemple, reproduire ultérieurement le plan de la mine. Pour réaliser ce procédé, on prévoit un indicateur de position de soutènement en taile qui, suivant l'invention, comporte un appareil double de mesure de longueur et un transmetteur oscillant double qui sont installés dans le soutènement marchant comme appareils de mesure d'inclinaison, tandis qutils sont accouplés électriquement à une installation de traitement de données. Au moyen de appareil double de mesure de longueur, on mesure les longueurs tandis que, au moyen du transmetteur oscillant double, on mesure l'inclinaison dans le sens de la taille et dans le sens de ltabattage, ces valeurs étant alors interrogées et valorisées en série ou également simultanément par l'installation de traitement de données. Afin de déterminer les valeurs de mesure de longueur, on utilise avantageusement un câble de mesure qui, de façon connue, est enroulé sur un rouleau et fixé à un point fixe situé dans le champ éboulé. Pour effectuer la mesure, ce câble de mesure tendu entre le rouleau intégré au soutènement marchant et le point fixe situé dans le champ éboulé passe autour dtun rouleau de mesure calibré influençant un potentiomètre double. Le câble de mesure ayant effectué un enroulement complet autour du rouleau de mesure calibré influence le potentiomètre double, ce qui a pour effet de déclencher lgamorcage et l'émission de signaux de mesure correspondants vers l'installation de traitement de données. Un guidage parfait du câble de mesure au cours du processus de mesure est assuré du fait qutun accouplement à glissement est adapté au rouleau à câble, tandis qu'entre ce rouleau à câble et le rouleau de mesure, le câble de mesure passe par plusieurs rouleaux de guidage et de serrage. C1 est principalement grâce à cette caractéristique que, même au cours du rappel du soutènement marchant, le câble de mesure ne peut glisser à l'écart du rouleau de mesure. L'identification des indications de longueux avec une haute précision, même en cas de défaillance prolongée du dispositif de mesure, par exemple, par suite dune panne de courant, est assurée car, suivant llinventionss à l'intervention dlun engrenage, le rouleau de mesure est démultiplié par rapport à un potentiomètre réalisé de façon à pouvoir être traversé, ce potentiomètre étant, à-son tour, raccordé, via un engrenage de démultiplication, à un autre potentiomè- tre comportant dix surfaces de contact de 360 chacune. En ltoccurrence, on peut envisager une transmission particulièrement favorable des données de mesure si le rouleau de mesure a une périphérie calibrée de 20 cm, la démultiplication de l'engrenage étant de 5:1, tandis que celle de l'engrenage démultiplicateur est de 10:1. Afin d'éviter toute erreur de mesure ou toute absence de mesure, le rouleau de mesure est, en outre, raccordé à un tachymètre mécanique. Suivant l'invention, les autres indications nécessaires sont déterminées et transmises par un transmetteur oscillant double et, suivant une caractéristique avantageuse, comme transmetteur oscillant double, on utilise deux potentiomètres de précision amortis à llhuile. Suivant l'invention, la structure de llin- dicateur de position dtun soutènement en taille est aisément maintenue du fait que les potentiomètres comportent des zones de résistance électrique identiques et sont accouplés à un système électronique, ces élé- ments étant à leur tour raccordés à l'installation de traitement de données. Afin d'optimaliser davantage l'appareil, ce dernier est équipé de telle sorte que les machines d'extraction puissent également fonctionner à la profondeur maximum. A cet effet, en vue de déterminer chaque position de pistons, des cylindres de rappel individuels comportent un transmetteur de mesure qui est relié à l'installation de traitement de données via un canal supplémentaire et auquel est adaptee une soupape électrohydraulique pouvant être commandée par cette installation de traitement de données. A cet égard, on peut contrôler chaque fois la position du cylindre presseur et, si chaque position finale n'est pas atteinte, on peut procéder à une correction via la soupape électrohydraulique. L'invention se caractérise, en particulier, par un haut progrès technique qui réside dans le fait qu'à l'aide du procédé et de l'indicateur de position d'un soutènement en taille suivant ltinvention, on peut assurer le maintien en ligne droite de la taille aussi bien dans le cas de daines ondulées que de daines non ondulées. En l'occurrence, une solution est également apportée au problème qui se pose lorsqu'il s'agit, en maintenant le soutènement en taille en ligne droite, de faire travailler la machine d'extraction, par exemple la haveuse-chargeuse à cylindre double à sa profondeur maximum sur toute la longueur de la taille. L'invention sera décrite ci-après plus en détail par un exemple de réalisation donné en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure i est une vue schématique de llin- dicateur de position dXun soutènement en taille et, la figure 2 est une vue latérale d'un indicateur de position de ce type. Le rouleau à câble 1 est intégré dans le soutènement marchant et il comporte un cable dune longueur allant jusqu'à 1.000 m. Ce rouleau est monté sur un palier 2 et il est relié au soutènement par un support 3. Le chiffre de référence 4 désigne l'élément d'entrarnelnent, tandis que le chiffre de référence 5 désigne l'accouplement à glissement, ces éléments étant fixés sur l'axe du rouleau à câble. Le câble de mesure 8 enroulé sur ce rouleau est maintenu tendu par la tension diun ressort et il passe par les rouleaux de guidage et de serrage 9, 9 de telle sorte que, même au cours du processus de rappel, il ne puisse glisser à 11 écart du rouleau de mesure 10. Ce câble décrit un enroulement complet autour du rouleau de mesure calibré 10 et il quitte l'appareil de mesure pour pénétrer dans le champ éboulé de la taille où il est fixé à un point fixe. Le rouleau de mesure calibré 10 est relié, via un engrenage 13, à un potentiomètre 11 dont les points d'entrée et de sortie peuvent être traversés. Un autre potentiomètre pouvant être traversé 12 est relié à ce potentiomètre 11 via l'engrenage démultipli cateur 14. Cet engrenage démultiplicateur ralentit la vitesse de rotation du premier potentiomètre 11 à un dixième. Le potentiomètre 12 comporte dix surfaces de contact de 360 chacune. En utilisant les deux potentiomètres 11, 12 pour mesurer un seul trajet, on peut envisager une identification des indications de longueurs avec une grande précision, même en cas de défaillance prolongée du dispositif de mesure. Si le rouleau de mesure 10 a une périphérie calibrée de 20 cm et s'il est démultiplié de 5:1 par un engrenage vis-à-vis du potentiomètre 11, ce dernier effectue une rotation de 3600 exactement pour une longueur de 1 m, ctest-à-dire qu'il effectue une révolution complète. Après une révolution complète du potentiomètre 11, le potentiomètre 12 ainsi relié par une démultiplication de 10:1 avance de 360 de la position O à la position 1. Dès lors, si le soutènement marchant avance, le potentiomètre 12 indiquera une mesure de O à 9 m, tandis que le potentiomètre 11 indiquera une mesure de O à 99 cm, assurant ainsi llattri- bution correcte des valeurs de mesure même en cas de défaillance prolongée des appareils ou en cas de parme de courant prolongée.Dans tous les cas, au rouleau de mesure 10, est également raccordé un tachymètre mécanique 19 que le personnel peut consulter en cas de doute. Les hauteurs sont indiquées par un transmetteur oscillant double x-y 16 qui est assemblé au chas- sis de l'indicateur de position du soutènement en taille. Ce transmetteur peut être réglé au moyen de vis de réglage dans la direction x et la direction y. Les transmetteurs oscillants individuels sont constitués de potentiomètres 17, 18 qui, d'une part, sont amortis et, d'autre part, protégés contre la corrosion au moyen d'une charge dthuile. Aussi bien les potentiomètres 11, 12 que les potentiomètres 17, 18 ont les mêmes domaines de résistance électrique, si bien que chaque système électronique 15 est identique pour les quatre transmetteurs de mesure. L'alimentation en courant de plusieurs indicateurs de position de soutènement en taille a lieu à partir d'une installation de mesure à plusieurs positions alimentée en une tension de 8 à 16 V et en un courant de 8-12 mA. Le système électronique 15 réduit la tension à 8 V et il émet un signal de tension de 1-3 V qui est proportionnel à la position des potentiomètres et qui, à llintervention d'un générateur de fréquence acoustique et dgautI7es éléments de montage, est converti, proportionnellement à la valeur de mesure, en un signal de fréquence de 5-15 Hz. Ce signal est émis, via le réseau à fréquence porteuse, vers la surface où il est avantageusement introduit immédiatement dans une installation de traitement de données. A partir de la valeur relative à la longueur et de la valeur relative à l'angle d'inclinaison dans les deux directions, cette installation de traitement de données peut calculer rapidement la progression d'abattage ramenée à une illustration en plan. Les quatre transmetteurs de mesure sont interrogés successivement, ce qui réduit considérablement le coût de la mesure. Si, dans une taille à front allongé, plusieurs de ces indicateurs de position de soutènement en taille sont installés à des distances égales, on peut alors obtenir des indications exactes relatives à la position des différents tronçons de taille llun par rapport à l'autre et, partant, des indications précises relatives à la forme du front de taille. Dès lors, le front de taille ne sera rectiligne que slil est également dans l'illustration en plan. De la sorte, le maintien en ligne droite du front de taille est fondamentalement assuré par ltaccroissement des "hauteurs". La profondeur dtextraction maximum dlune haveuse-chargeuse à cylindre double peut être pleinement exploitée si le soutènement en taille a une position rectiligne dans la vue en plan et si les cylindres de rappel sont dans leur position de base avant le passage de l'élément d'extraction et dans leur position extrême, après le passage de cet élément. Cette dernière caractéristique est obtenue si la position des cylindres est commandée directement sur la base des valeurs mesurées et du déroulement de l'opé- ration. Des conditions préalables à cet effet sont, dtune part, l'utilisation de l'installation de mesure à plusieurs positions et, d'autre part, l'utilisation d'un canal supplémentaire. En vue de mesurer la position du transporteur vis-à-vis de la pile à flèche, chaque transmetteur de mesure comporte également une soupape électrohydraulique.Cette soupape est comman dée par le même câble et, en fait, par un signal de fréquence dans un canal supplémentaire à fréquence porteuse. Si 1ssinstallation de traitement de données constate que le cylindre presseur n'a pas atteint sa position extrême derrière la machine, elle arrête llinterrogation automatique à cet endroit et elle donne l'ordre , à la soupape électrohydraulique, de s'ouvrir et de poursuivre le rappel du transporteur jusqu'à ce que le transmetteur de mesure signale que la positon extrême est atteinte. La combinaison des deux potentiomètres 17, 18 servant de dispositifs de mesure d'inclinaison, ainsi que des deux potentiomètres 11, 12 servant dgap- pareils de mesure de longueur (ces potentiomètres formant ensemble l'indicateur de position du soutènement en taille), offre la possibilité de donner une illustration en plan du front du soutènement en taille. Si, en outre, les points extrêmes du front de taille sont fixés de manière directionnelle ce front de taille peut être déterminé exactement dans toutes les trois dimensions et ainsi, par exemple, on peut reproduire l'image de la mine. Pour la technique d'extraction en taille, on bénéficie alors du plein avantage d'un front de taille rectiligne, quoique la distance entre la pile à flèche et le transporteur, ctest-à-dire la position des cylindres de rappel, soit contrôlee sous forme d une mesure de longueur. REVENDICATIONS 1. Procédé en vue de contrôler le maintien en ligne droite du front d'un soutènement marchant au cours dtopérations d'abattage dans les mines de charbon, caractérisé en ce que la longueur d'un câble de mesure déroulé du côté d'un remblai à partir d'un rouleau installé dans le soutènement marchant est interrogée à l'aide de deux potentiomètres raccordés mécaniquement l'un à autre, l'inclinaison dans le sens de la taille et de l'abattage étant interrogée successivement ou simultanément en série. 2. Indicateur de position d'un soutènement en taille pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un appareil double de mesure de longueur (11, 12) et un transmetteur oscillant double (16) sont installés dans le soutènement marchant comme appareils de mesure dtinclinaison, tandis qu'ils sont accouplés électriquement à une installation de traitement de données. 3. Indicateur de position suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un câble de mesure (8) tendu entre le rouleau (1) intégré au soutènement marchant et le point fixe situé dans le champ éboulé passe autour d'un rouleau de mesure (10) calibré influ ençant un potentiomètre double (11, 12). 4. Indicateur de position suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un accouplement à glissement (5) est adapté au rouleau à câble (1), tandis qu'entre ce rouleau à câble et le rouleau de mesure (10), le câble de mesure (8) passe par plusieurs rouleaux de guidage et de serrage (9, 9t). 5. Indicateur de position suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, à l'intervention d'un engrenage (13), le rouleau de mesure (10) est démultiplié par rapport à un potentiomètre (11) réalisé de façon à pouvoir être traversé, ce potentiomètre étant à son tour raccordé, via un engrenage de démultiplication (14), à un autre potentiomètre (12) comportant dix surfaces de contact de 360 chacune. 6. Indicateur de position suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le rouleau de mesure (10) a une périphérie calibrée de 20 cm, la démultiplication de llengrenage (13) étant de 5:1 tandis que celle de l'engrenage démultiplicateur (14) est de 10:1. 7. Indicateur de position suivant llune quelconque des revendications 2 et 5, caractérisé en ce que le rouleau de mesure 0) est, en outre, raccordé à un tachymètre mecanique (19). 8. Indicateur de position suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, comme transmetteur oscillant double (16), on utilise deux potentiomètres de précision amortis à l'huile (17, 18). 9. Indicateur de position suivant l'une quelconque des revendications 2 et 8 caractérisé en ce que les potentiomètres (11, 12 ; 17, 18) comportent des zones de résistance électrique identiques et sont accouplés à un système électronique (15). 10. Indicateur de position suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, en vue de déterminer chaque position de pistons, des cylindres de rappel individuels comportent un tiansmetteur de mesure qui est relié à l'installation de traitement de données via un canal supplémentaire et auquel est adaptée une soupape électrohydraulique pouvant être commandée par cette installation de traitement de données.