Brevet FR2518641A1 — publié le 19830624

La présente invention se rapporte à un dispositif stabilisateur, notamment pour le soutènement au bouclier dans des exploitations minières souterraines, qui est intercalé entre le patin ou semelle reposant sur le mur et le chapeau de voûte ou bouclier anti-éboulement en reliant ces derniers et en les serrant en plus des étançons ou chandelles, et qui consiste en deux ou plus de deux tirants ou paires de tirants. De tels dispositifs de stabilisation ou de guidage ont pour objet de stabiliser le chevalet de soutènement, notamment lorsqu'une poussée est exercée sur le toit, pour protéger ainsi les chandelles d'une déformation par des forces latérales et des forces d'autres natures. Les dispositifs connus de stabilisation, comme la stabilisation du type à lemniscate, sont placés à I'extrémité des chevalets de soutènement située du câ-té de la faille et ils relient la semelle reposant sur le mur et le chapeau de volte ou le bouclier anti-éboulement On connaît depuis longtemps de telles stabilisations à lemniscate ("Glückauf" 114, 1978, NO 1, pages 9 à 12), dans lesquelles, en plus du dispositif de guidage, on obtient une ligne de déplacement déterminée du chevalet du chapeau ou de l'éperon du chapeau qui relie le chapeau de toit au bouclier antiéboulement, Notamment en présence des chevalets de soutènement prévus pour de faibles épaisseurs de couches, les mécanismes connus du type à lemniscate (brevet DE-2 705 140) sont très encombrants et ils nécessitent des piles à files ou des châssis de longueurs relativement grandes. Llincon- vénient réside notamment dans le fait que la mobilité des chevalets de soutènement est entravée par les tirants qui font saillie sur le trajet de déplacement. La présente invention a par conséquent pour objet de proposer un dispositif de stabilisation et de guidage qui, pouvant être utilisé pour le soutènement à quatre ou à deux chandelles, ne nécessite que des piles à files -ou des châssis peu encombrants et moins longs. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, les tirants sont rassemblés en un-mécanisme ou articulation trian-gulaire, deux tirants étant reliés à pivotement l'un à l'autre et à la semelle du mur sur la cornière d'ancrage commune, cependant que le troisième tirant est relié de manière pivotante au chapeau grâce à un bras de puissance rigide et se prolongeant par l'un des deux premiers tirants, en direction du front de taille, par l'intermédiaire d'un point d'ancrage. Un dispositif de ce type remplit les mêmes fonctions qu'un mécanisme à lemniscate, à ceci près que l'encom- brement est considérablement moindre. a fonction du chevalet de soutènement conjugué à ce dispositif de stabilisation est fondée sur le principe de l'ancrage en diagonale à l'aide d'une tige,qui comprend trois éléments.Les parties individuelles de l'articulation triangulairerfaisant office de dispositif de stabilisation,se trouvent à l'extrémité poste- rieure du chevalet de soutènement, et notamment dans une zone où elles ne rétrécissent pas le trajet de déplacement. Çertes, à l'état rétracté du chevalet de soutènement, le bras de puissance occupe une position parallèle au-dessous du chapeau, et il gêne ainsi dans certaines circonstances le passage devant ledit chevalet, mais cet inconvénient ne se produisant qu'à l'état complètement rétracté peut lui-même être.surmonté par un autre agencement.Avantageusement, l'articulation triangulaire susdécrite peut être utilisée aussi bien dans un soutènement -à quatre chandelles ou- à deux chandelles et dans un soutènement au bouclier. Comme les deux tirants solidaires de la semelle du mur sont montés en un point commun, sur le bras de puissance mais à distance l'un de l'autre, on. obtient un avantageux triangle de stabilisation qui permet audit bras de puissance d'assurer avec un fort degré de liberté la stabilisation nécessaire au soutènement. Lorsque l'épaisseur de la couche augmente ou que le chevalet de soutènement occupe sa position déployée, le chapeau aurait tendance à se déplacer du front de taille à la faille en suivant l'arc de cercle autour du point commun d'ancrage des deux tirants sur la semelle-- du mur. Conformément à l'invention, pour interdire. de déplacement d'une manière simple et avantageuse, le tirant,situé à l'avant en direction du front de taille et relié à la semelle et au bras de puissance, peut varier de longueur. On obtient ainsi une stabilisation du bras de puissance réglable après-coup et rendue optimale conformément à l'invention par le fait que le tirant capable de varier de longueur est un vérin hydraulique. Ce vérin hydraulique est commodément actionné én harmonie avec les chandelles. I1 est alimenté par le fluide en fonction de la position-relative en hauteur du chevalet de soutènement, de sorte que le chapeau conserve à chaque fois sa position respective prévue et optimale. Dans uné autre forme de réalisation conformément à l'invention, pour garantir un levier correspondant, lors de l'enlèvement des étais, pour la rétraction du bras de puissance à l'écart des deux tirants reliés à la semelle du mur, le tirant situé du côté du remblai et rattaché à ladite semelle, ainsi que le tirant de longueur variable, sont montés sur le bras de puissance à une certaine distance verticale l'un de l'autre, l'un des points d'ancrage se trouvant de préférence au-dessous de l'axe median dudit bras de puissance, cependant que l'autre point d'ancrage se trouve sur cet axe ou au-dessus de ce dernier.Il est alors avantageux que le point d'ancrage entre le tirant de longueur variable et le bras de puissance soit relégué plus bas que le point d'ancrage entre le tirant ou le bras de puissance et le tirant rigide. Cela facilite considérablement l'incorporation, c'est-à-dire le montage dans le front de taille, ainsi que la transformation ou l'entretien de tels chevalets de soutènement. Conformément à l'invention, un agencement particulièrement favorable- de l'articulation triangulaire réside dans le fait que le bras de puissance entoure les chandelles. Avec une telle forme de réalisation, le bras de puissance se trouve à chaque fois de part et d'autre des chandelles et il peut être déployé selon les besoins de manière stable, de telle sorte qu'il remplisse pleinement ses fonctions même dans les. conditions les plus difficiles. Notamment en présence de chevalets de soutène ment de faible poids, une forme de réalisation avantageuse consiste en ce que le bras- de puissance passe entre les chandelles, Conformément à l'invention, pour atteindre un degré de liberté favorable du bras de puissance et une simplification du montage, ledit bras de puissance est monté pivotant par son extrémité libre sur une butée saillant au-delà du chapeau. L'articulation triangulaire selon l'invention peut être utilisée aussi bien pour un soutènement à deux chandelles que pour un soutènement à quatre chandelles. Selon une autre forme de réalisation de l'invention, cette articulation triangulaire est reliée par l'intermédiaire du bras de puissance au chapeau soutenu par trois chandelles -dont deux sont situées du côté du front de taille et dont une se trouve du côté remblai. De la même manière, il est possible que la chandelle séparée se trouve du côté front de taille et que les deux chandelles soient placées du côté remblai. Dans ces conditions, le soutènement peut avoir lieu de manière et avec un équipement correspondant aux circonstances considérées et aux conditions géologiques rencontrées dans le sous-sol, sans qu'il faille pour autant modifier la construction du mécanisme nécessaire. En particulier dans le cas d'un remblayage pneumatique, il est avantageux que l'articulation triangulaire soit placée du côté du front de taille et que le bras de puissance soit prolongé en direction du remblai et relié de manière pivotante au chapeau du côté remblai. Grâce à la rotation de cette articulation trianqulaire de 1800 en direction du front de taille du soutènement, une place suffisante est ménagée au dispositif de remblayage pneumatique, et cela à l'aide-d'un chevalet de -soutènement à peine modifié dans sa forme de réalisation. I1 reste aussi une place suffisante -pour la circulation dans la partie -du soutènement située du côté remblai. L'invention se caractérise notamment par le fait que les chevalets de soutènement équipés d'une telle stabili sation ou d'une telle articulation triangulaire peuvent pré senter de petites longueurs, qu'ils sont d'un-poids propre faible en conséquence et qu'ils garantissent une bonne circulation, même dans des conditions défavorables. La stabilisation pouvant être obtenue avec une articulation triangulaire de ce type peut céder lorsqu'une surcharge lui est imposée, sans cesser par la suite d'exercer ses fonctions. te dispositif de stabilisation peut être utilisé aussi bien pour un soutènement lourd que pour des châssis ou cadres légers, en présentant à chaque fois les avantages précités d'une faible longueur de châssis et d'une bonne mobilité. I1 convient en outre de souligner sa manipulation aisée, c'est-à-dire son montage avantageux et son faible poids. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale schématique d'un chevalet de soutènement à l'état rétracté équipé d'une articulation triangulaire ; et la figure 2 est une élévation latérale schématique représentant en position déployée ledit chevalet de soutènement équipé de ladite articulation triangulaire. Le chevalet de soutènement 1 illustré sur la figure 1 consiste en un chevalet de soutènement à quatre étan çons dans lequel deux étançons ou chandelles 3 et 4 sont situés l'un derrière l'autre, dans le sens de l'avance, entre un chapeau de voûte 2 et une semelle 5 reposant sur le mur. Un convoyeur 7, pouvant être déplacé par un dispositif d'avance 6 en direction d'un front de taille 8, est placé devant la semelle 5. Comme illustré, par l'intermédiaire du chapeau 2 pouvant être prolongé en direction du front de taille, la zone située au-dessus du convoyeur 7 peut, à chaque fois, être étayée très tôt. Dc la sorte, un dporon 9 de ce chapeau peut être déplacé en direction du front de taille. Un mécanisme ou articulation triangulaire 13, comprenant des tirants 10, 11 et 12, est installé du côté du chevalet de soutènement- 1 éloigné du front de taille 8. Les tirants 10 et 11 sont montés à pivotement sur la semelle 5 dans une cornière commune 15 d'ancrage. Par leurs autres extrémités, ces tirants sont montés a distance l'un de l'autre, à des points-respectifs d'ancrage 16 et 17, sur le tirant 12 ou un bras de puissance 18. Il est ainsi donné naissance à l'articulation triangulaire décrite ci-dessus > et le bras de puissance- 18 est fixé -de manière pivotante, par son extrémité libre 20, à une butée 22 solidaire du chapeau 2. Comme le montre la figure 2, lors d'un déploiement du chevalet de soutènement 1, l'articulation triangulaire 13 change de position en accomplissant un pivotement autour de la cornière 15. Pour cela, le tirant 11 peut être réalisé sous la forme d'unvérin hydraulique. et peut ainsi varier de longueur. Le'chapeau 2 conserve alors sa position, c'est-à-dire qu'il est efficacement empêché de se déplacer vers la faille ou la zone d'éboulis. Le tirant 11 de longueur variable est délibér-ément monté sur le tirant 12 ou le bras de puissance 18 à distance du point d'ancrage 16, de façon à disposer d'un bras de levier correspondant pour la rétraction lors de ltenlève- ment des étais. Le point d'ancrage 17 se trouve au-dessous du point d'ancrage 16 sur une face inférieure 19 du bras de puissance 18., ce qui permet d'obtenir l'intervalle précité. L'articulation triangulaire 13 peut aussi être utilisée pour un soutènement à trois chandelles, la cha-ndelle séparée 4 pouvant être aussi bien placée du côté remblai que du côté front de taille. Avantageusement, en présence d'un remblai pneumatique, et notamment lorsque la chandelle séparée 4 se trouve du côté front de taille, l'articulation triangulaire 13 est associée à la zone située du côté front de taille et la fixation pivotante du bras de puissance 18 au chapeau 2 est associée à- la zone du sou-tènement située du côté remblai. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif stabilisateur, notamment pour le soutènement au bouclier dans des exploitations minières sou terraines, qui est intercalé entre la semelle re-posant sur le mur et le chapeau de voûte ou bouclier anti-éboulement en reliant ces derniers et en les serrant en plus des étan çons ou chandelles, et qui consiste en deux ou plus de deux tirants ou paire de tirants, dispositif caractérisé par le fait que lesdits tirants (10, 11, 12) sont réunis en un mécanisme ou articulation triangulaire (13), deux tirants (10, 11) étant reliés à pivotement l'un à l'autre et à la semelle (5) du mur sur la cornière d'ancrage commune (15), cependant que le troisième tirant (12) est relié de manière pivotante au chapeau (2) grâce à un bras de puissance,(18) rigide et se prolongeant par le tirant (11), en direction du front de taille (8), par l'intermédiaire du point d'an crage (17). 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté risé par le fait que le tirant (ll),situé à l'avant en direction du front de taille (8) et relié à la semelle (5) et au bras de puissance (18), peut varier de longueur. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le tirant (11), capable de varier de longueur, est un vérin-hydraulique. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le tirant (11), pouvant varier de lon gueutèt consistant en un vérin hydraulique, est actionné an harmonie avec les chandelles (3, 4). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le tirant (10) situé du côté du remblai et rattaché à la semelle (5), ainsi que le tirant (11) de longueur variable, sont montés sur le bras de puissance (18) verticalement-8 distance l'un de l'autre, le point d'ancrage (17) se trouvant de préférence au-dessous de l'axe médian dudit bras de puissance et le point d'ancrage (16) étant placé sur cet axe ou au-dessous de ce -dernier. 6. Dispositif selon la revendication 1, caracté risé par le fait que le bras depuissance (18) entoure les chandelles (3,- 4). 7. D-ispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras de puissance (18) passe entre les chandelles (3, 4). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bras de puissance (18) est fixé à pivotement par son extrémité libre (20) sur une butée (22) saillant au-delà du chapeau (2). 9. Dispositif selon la revendication 1; caractérisé par le fait que l'articulation triangulaire (13) est relire par l'intermédiaire du bras de puissance (18) au chapeau (2) soutenu par trois chandelles (3, 4) dont deux (3) sont situées du côté du front -de taille et une (4) se trouve du côté- remblai. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 9, caractérisé par le fait que la chandelle (4) séparée se trouve du côté front de taille et les deux chandelles (3) sont placées du côté remblai. 11. Dispositif selon la revendication 1; caractérisé par le fait que l'articulation triangulaire (13) est située du côté front de taille et -le bras de puissance (18) est prolongé en direction du remblai et relié de manière pivotante au chapeau (2) du côté remblai