Brevet FR2523640A1 — publié le 19830923

L'invention concerne un procédé pour maîtriser le niveau d'une galerie avec soutènement des voies dans les exploitations au fond en empêchant le soulèvement de la sole. Dans le cadre de l'invention, la notion de galerie désigne des galeries en direction, des galeries de recoupe, des voies de base d'étage en veine, des galeries d'exploitation, des galeries de taille, des galeries d'aérage, etc. De plus, l'invention s'applique à la construction de tunnels. Le soulèvement ou le gonflement des soles s'explique essentiellement par des pressions différentes de la roche qui se produisent dans les exploitations au fond lors du creusement de cavités et lors de l'exploitation consécutive des minéraux. Ces pressions poussent la sole vers le haut dans la cavité formée par la galerie. Pour maintenir en permanence une section suffisante de la galerie, il est donc nécessaire de déblayer les couches de sole soulevées. Alors que des soles tendres peuvent être traitées avec des chargeuses mécaniques, les soles dures réclament régulièrement un travail aux explosifs pour réduire les roches de sole soulevées. De tels travaux aux explosifs posent des problèmes. Dans le cas des soles dures, on a essayé de maitriser le niveau de galerie par la mise en place d'une pluralité de boulons d'ancrage de sole disposés en rayons transversalement au niveau de la galerie. Ce procédé est coûteux. En plus, de tels boulons d'ancrage ne conviennent pas du tout pour des soles tendres. Dans ce cas, les fronts et le niveau de la galerie sont souvent entaillés.Ces entailles ont pour objectif de diminuer la pression des roches qui enveloppent la galerie, La réalisation de telles entailles de décharge entraîne également des dépenses importantes. La présente invention veut remédier à ces inconvénients. L'invention a pour objet un procédé qui permet de mattriser le niveau de galerie d'une manière relativement simple et fiable, c'est-à-dire de supprimer le soulèvement de la sole indépendamment de sa compacité. Selon l'invention, dans le cas d'un procédé de ce genre, ce but est atteint par le fait que, dans les zones de transition entre les fronts et le niveau de la galerie, des pieux de sole de longueur prédéterminée sont mis en place à la manière d'une fondation sur pilotis et que le soutènement des voies est monté sur les pieux de sole. L'invention part de l'idée que la rupture et le soulèvement du niveau de la galerie sont notamment provoqués par la transmission des pressions s'établissant dans la zone des fronts de galerie aux couches supérieures de la sole par l'intermédiaire du soutènement de la voie. Le soutènement pénètre dans le niveau de galerie et détruit ces couches supérieures de la sole. Selon l'invention, cette destruction des couches supérieures est évitée du fait que maintenant le soutènement ou les étançons ou cintres de soutènement reposent en quelque sorte sur une fondation sur pilotis. Les pieux de sole absorbent les pressions exercées par l'intermédiaire du soutènement et les dirigent dans les couches profondes de la sole ou dans les roches plus éloignées. De ce fait, les couches supérieures de la sole restent essentiellement non perturbées et,en tout cas, les pointes de pression qu'on y rencontre habituellement sont déplacées de façon à obtenir une diminution considérable de la convergence. En effet, les pieux de sole constituent en quelque sorte des fondations pour le soutènement de la voie. D'autres caractéristiques essentielles de l'invention sont exposées ci-après. Ainsi, l'invention prévoit, selon une caractéristique d'une importance particulière, la réalisation, à l'écartement du soutènement, de trous de forage essentiellement verticaux pour la mise en place des pieux de sole au niveau de la galerie, puis la mise en place des pieux dans les trous de forage et ensuite le remplissage des trous avec du mortier au ciment ou du béton ou le remplissage des trous avec de la masse collante avant la mise en place des pieux.Dans le cadre de l'invention, on entend par écartement du soutènement la distance entre les étançons ou les cintres de soutènement Comme masse collante, on peut envisager, par exemple, des mélanges de résines synthétiques sur la base de résines polyesters qui sont introduits dans les trous de forage, avant la mise en place des pieux, sous forme de cartouches. De préférence, les pieux présentent des têtes conformées en tant que semelles pour le soutènement de la voie de façon à assurer une pose ou une installation parfaite du soutènement de la voie. Selon une autre caractéristique autonome de l'invention, il est prévu d'utiliser des pieux conformés en boulons d'ancrage avec des plaques d'ancrage servant de semelles pour le soutènement de la voie. Il est ainsi possible d'augmenter encore la résistance des roches dans la région des couches de sole. L'invention a également pour objet un dispositif pour la réalisation du procédé revendiqué qui est caractérisé par une construction particulièrement simple et fonctionnelle. Ce dispositif est caractérisé par un pieu avec une tête conformée en semelle, par exemple en semelle en U. En outre, le pieu peut présenter un sabot, c'est-àdire une semelle élargie , pour réduire la pression maximale lors de la transmission des pressions exercées sur les roches plus éloignées. Un autre mode de réalisation de l'invention est caractérisé par un pieu conformé en boulon d'ancrage avec une plaque d'ancrage conformée en semelle, par exemple en semelle en U. Dans ce contexte, la plaque d'ancrage qui existe de toute façon sur un boulon d'ancrage peut assumer en même temps la fonction de la semelle pour la mise en place correcte du soutènement de la voie. Les avantages offerts par l'invention résident essentiellement dans le fait que l'invention indique un procédé pour la maîtrise du niveau d'une galerie qui empêche pratiquement, d'une manière simple et fonctionnelle, le soulèvement des couches de sole et en tout cas dans une mesure telle que d'une part une réduction gênante de la section de la galerie est évitée et que, d'autre part, les travaux de chargement et éventuellement les travaux aux explosifs qui sont habituellement nécessaires pour déblayer le niveau de galerie gonflé peuvent être supprimés. En conséquence, le procédé selon l'invention contribue considérablement à l'amélioration de l'état de la galerie, ce qui permet de réduire la dépense de travail autrement nécessaire pour l'entretien des galeries d'exploitation. La description qui va suivre,en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs,permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente,de manière schématique et en coupe verticale, une galerie d'exploitation avec soulèvement des couches de sole. La figure 2 représente l'objet de la figure 1 avec des pieux de sole mis en place suivant le procédé selon l'invention. Un procédé pour maîtriser le niveau 1 d'une galerie d'exploitation 2 avec soutènement de voie 3 dans les exploitations au fond en empêchant le soulèvement des couches de sole 4 est décrit en regard des dessins. A cet effet, des pieux de sole 6 de longueur prédéterminée sont mis en place, à la manière d'une fondation sur pilotis, dans la zone de transition entre les fronts 5 et le niveau 1 de la galerie. La longueur des pieux de sole 6 est choisie de telle façon que lesdits pieux pénètrent dans les roches solides 7 qui conviennent pour l'absorption des pressions des roches exercées aux fronts de galerie 5.Etant donné que ces pressions des roches sont transmises par l'intermédiaire du soutènement des voies 3 ou de ses étançons ou cintres, le soutènement des voies 3 est installé sur les pieux de sole 6 de telle façon que les pressions des roches qui provoquent normalement le soulèvement des couches de sole 4 sont maintenant absorbées par les roches 7 très éloignées. Pour la mise en place des pieux de sole 6 au niveau de la galerie, des trous 8 essentiellement verticaux sont forés à l'écartement du soutènement. Ensuite, les pieux 9 sont engagés dans les trous de forage 8 lesquels sont finalement remplis de mortier au ciment 10 ou de béton. Mais il est égalementpossible de remplir les trous 8 de masse collante ou de cartouches de masse collante avant la mise en place des pieux 9. Dans l'exemple de réalisation, les pieux 9 utilisés présentent des têtes conformées en semelles 11 pour le soutènement 3. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour maîtriser le niveau d'une galerie avec soutènement des voies dans les exploitations au fond en empêchant le soulèvement de la sole, des éléments de pose pour les étançons du soutènement étant disposés dans la zone de transition entre les fronts et le niveau de la galerie et ancrés dans la roche par l'intermédiaire d'éléments d'ancrage, caractérisé par le fait que les éléments de pose sont des pieux de sole (6) mis en place à la manière d'une fondation sur pilotis et s'étendant jusque dans les couches de roches (7) capables d'absorber les pressions exercées aux fronts de galerie, sur lesquels est installé le soutènement, et que,pour la mise en place des pieux de sole (6) au niveau (1) de la galerie,des trous (8) essentiellement verticaux sont forés à l'écartement du soutènement, que les pieux (9) sont ensuite engagés dans lesdits trous de forage (8) qui sont finalement remplis de mortier au ciment ou de béton (10) ou qui sont remplis d'une masse collante avant la mise en place des pieux (9). 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les pieux (9) sont munis de têtes formant des semelles (11) pour le soutènement des voies (3). 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il met en oeuvre des pieux (9) formant des boulons d'ancrage avec plaque d'ancrage conformée en semelle (11) pour le soutènement des voies (3). 4.- Dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, avec un élément de pose ancré dans la roche, dans la zone de transition entre les fronts et le niveau de la galerie, et servant à la mise en place d'un étançon du soutènement, caractérisé par le fait que l'élément de pose est constitué par un pieu (9) avec une tête conformée en semelle (11) pour l'étançon (3). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la semelle (11) présente une forme en U. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le pieu (9) présente un sabot dirigé vers le fond du trou de forage. 7.- Dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, avec un élément de pose ancré dans la roche, dans la zone de transition entre les fronts et le niveau de la galerie, et servant à la mise en place d'un étançon de soutènement, caractérisé par le fait que l'élément de pose est constitué par un boulon d'ancrage de roche avec une plaque d'ancrage associée qui est conformée en semelle en U pour l'étançon.