Brevet FR2516164A1 — publié le 19830513

Bouclier à couteaux pour le creusement de galeries d'abattage d'exSloitations minières souterraines. La présente invention concerne un bouclier à couteaux destiné au creusement de galeries d'abattage d'exploitations minières souterraines, en particulier en utilisant une haveuse à tambour qui découpe le profil de la galerie, le bouclier à couteaux étant monté sur un cadre de support et comprenant des couteaux d'avance ou de creusement guidés ainsi que des vérins à couteaux incorpores entre les couteaux de creusement et le cadre de support en vue de l'avance des couteaux de creusement et du ripage du cadre de support. I1 est connu d'utiliser, pour le creusement de galeries de taille souterraines, des soutènements marchants yui protègent les travaux de creusement (documents DE-AS 19 55 353, DE-AS 11 34 947, DE-OS 21 41 316, DE-PS 11 10 112). Les dispositifs de soutènement de galerie connus sont constitués surtout par de lourds éléments individuels ripables en pas a pas, ou par des chevalets à étançons susceptibles d'etre déplacés dans leur ensemble. I1 est en outre connu d'utiliser, pour creuser des galeries dans des exploitations minières souterraines, un bouclier à couteaux qui est constitué dans ce cas sous forme d'un bouclier expansible. (document DE-OS 26 46 552). I1 a également été proposé par la demande de brevet allemand P 31 10 219.0 de creuser des galeries d'abattage à l'aide d'un bouclier à couteaux sur le cadre de support duquel est monté un engin de coupe partielle découpant le profil de la galerie. Finalement, il est également connu de découper aussi le profil de la galerie d'abattage accompagnant la taille au moyen de la haveuse à tambour travaillant dans la taille et circulant sur le convoyeur de taille (document DE-AS 20 32 996). L'invention a pour objet de proposer un bouclier à couteaux pour galerie d'abattage d'accompagnement, comprenant un dispositif de sécurité efficace pour le toit de la galerie et permettant simultanément de mener les travaux de creusement et de soutenement de façon largement indépendante les uns des autres. Selon l'invention, ce problème est resolu du fait qu'au moins les couteaux de creusement qui soutiennent le toit de la galerie sont constitués par des couteaux télescopiques dont les parties avant peuvent être avancées contre le front de taille au moyen de vérins télescopes indépendamment des parties arrière. Les parties arrière des couteaux télescopiques sont avantageusement munies respectivement d'une lame arrière ainsi que cela est connu pour les bouclier5 à couteaux de creusement de tunnels ou analogues. Grace à la disposition du soucier à couteaux selon l'invention, on a la possibilité d'assurer immédiatement le toit découpé par l'engin d'abattage, du fait que les parties avant des couteaux télescopiques sont avancées en direction du front de taille. Les parties arrière des couteaux et les lames arrière qui sont suspendues à celles-ci restent alors immobiles et forment une enceinte du bouclier sous la protection de laquelle il est possible de monter le soutènement définitif de la galerie, constitué en général par un soutènement en cintres. Le travail de creusement et le travail de soutènement peuvent être menés largement indépendamment l'un de l'autre du fait de la possibilité de sortir télescopiquement les couteaux de creusement.Le bouclier à couteaux peut alors avoir une longueur relativement courte, ce qui permet de disposer le soutènement définitif de la galerie à une faible distance à l'arrière du front de taille. La constitution du bouclier à couteaux selon l'invention évite l'apparition de convergences vers l'avant. Pour creuser le toit de la galerie d'abattage qui accompagne la taille, on utilise avantageusement une haveuse travaillant dans la taille et comprenant un bras à tambour de havage pouvant pivoter en hauteur. Cette haveuse peut circuler sur le convoyeur de taille qui est prolongé, dans la zone de l'extrémité de la taille, dans la galerie d'abattage de manière que la haveuse à tambour puisse circuler jusqu'à I'intérieur du bouclier et découper le profil de la galerie dans la zone du toit. Quand il s'agit d'une taille en pendage longitudinal, le bouclier à couteaux s'appuie avantageusement par ses couteaux de sole sur la sole inclinée. La sole peut être recoupée sous la protection du bouclier à couteaux, c'est-à-dire dans la zone de l'arrière-bec du bouclier, avant de mettre en place le soutènement définitif de la galerie. Pour recouper la sole, on utilise des engins de type classique. I1 est avantageux de disposer les vérins des couteaux entre le cadre de support et les parties arrière des couteaux télescopiques. Les vérins télescopes sont avantageusement insérés entre les parties avant des couteaux télescopiques et leurs parties arrière, ou l'ensemble du cadre de support. Les parties des couteaux télescopiques sont avantageusement guidées l'une dans l'autre, et les vérins des couteaux au moins, et avantageusement également les vérins télescopes, sont disposés à l'intérieur de la partie des couteaux qui est profilée par exemple en forme de caisson. I1 suffit que seuls les couteaux de creusement du bouclier à couteaux qui supportent le toit de la galerie à découper soient constitués sous forme de couteaux télescopiques. Les couteaux de sole qui se trouvent sur le côte de l'entrée de la taille, et éventuellement aussi les couteaux de taille situés au-dessus, peuvent être constitués sous forme de couteaux de creusement non télescopiques, de préférence sous forme de couteaux courts ou de lames arrière, ce qui permet d'obtenir une ouverture dans le bouclier à couteaux pour la circulation dans la taille et pour l'amenée du convoyeur de taille jusque dans l'enceinte du bouclier. D'autres caractéristiques de l'invention appara1tront à la lecture de la description qui suit de l'exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un bouclier à couteaux selon l'invention, la figure 2 représente le bouclier à couteaux selon la figure 1 en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1. Sur le dessin, la référence 10 désigne la taille en pendage longitudinal et la référence 11 la galerie d'abattage inférieure de la taille 10, qui constitue la galerie d'évacuation du charbon. A l'avant du front de taille est disposé de façon habituelle un convoyeur de taille 12 ripable et cons titube sous forme d'un convoyeur à chaîne à raclettes, qui se prolonge jusque dans la galerie d'abattage 11 et qui évacue le charbon abattu en cet endroit vers un convoyeur de galerie 13 disposé à la suite. L'exploitation de la veine s'effectue au moyen d'une haveuse à tambour 14 dont le corps 15 circule sur le convoyeur de taille 12 et qui comprend au moins à l'une de ses extrémités un tambour de havage 17 entraîné et monté sur un bras de support 16 pouvant pivoter en hauteur. Le mouvement d'avance de la haveuse à tambour 14 en direction longitudinale du convoyeur de taille 12 peut être obtenu à l'aide de pignons d'entraînement 18 ou analogues qui coopèrent avec des crémaillères disposées du côté du remblai sur le convoyeur de taille 12. Les haveuses à tambour de ce type sont connues. La galerie d'abattage 11 suit donc la taille 10, et elle n'est donc ni en avance ni en retard par rapport à la taille. Pour protéger la galerie d'abattage dans la zone de l'abat tage et dans la zone terminale de la taille, on utilise un bouclier à couteaux 19 qui est constitué sous forme d'un bouclier en toit ou d'un bouclier en fer à cheval. Le bouclier à couteaux comprend un cadre de support 20 constitué sous forme d'un cadre rigide, ou d'un cadre articulé dans le cas d'un bouclier expansible. Les couteaux de creusement qui forment le toit du bouclier sont supportés par le cadre de support 20 et guidés de façon connue au moyen de dispositifs de guidage à rainure en T en direction du creusement. Le bouclier à couteaux 19 qui est représenté comprend des couteaux d'avance ou de creusement constitués sous forme de couteaux télescopiques 21, et en outre des couteaux de sole 22 et-23 ainsi que de couteaux de creusement 24 pour les côtés de la taille. Les couteaux télescopiques 21 assurent le profil de la galerie dans la zone du toit ainsi que dans la zone du front de galerie qui est à l'opposé de la taille. Les couteaux télescopiques 21 sont respectivement constitués par une partie avant 25 à profil en caisson et une partie arrière 26 guidée télescopiquement dans la première et qui est pourvue d'une lame arrière 27 plate et à paroi lisse qui est raccordée avantageusement par une articulation 28 à la partie arrière du couteau. Un vérin hydraulique à double effet 29 est inséré entre la partie arrière 26 des couteaux et l'ensemble du cadre de support 20 du bouclier à couteaux. Le vérin de couteau 29 est prote-e par la partie arrière 26 du couteau dont le profil est approximativement en forme de caisson.Sa tige de piston 30 est raccorde par l'articulation 31 sur le cadre de support 20. Entre les parties 25 et 26 des couteaux télescopiques 21 sont respectivement insérées des vérins télescopes hydrauliques 32 qui sont disposés à l'intérieur de la partie avant 25 des couteaux qui est en forme de caisson. Les vérins telescopes 32 sont supportes sur la partie arrière 26 des couteaux et sont raccordés par leur tige de piston et par l'intermédiaire de l'articulation 33 à la partie avant 25 des couteaux. Du côté de la taille, le cadre de support 21 du bouclier à couteaux 19 est supporté au moins sur un couteau de sole 22 qui est constitué sous forme d'un couteau court et non télescopique. A l'intérieur de ce couteau de sole 22 est monté le vérin hydraulique à double effet 29, qui est raccordé par sa tige de piston 30 et par l'intermédiaire de l'articulation 31 au cadre de support 20. Le couteau de sole 23 qui est appliqué sur le front de galerie à l'opposé de la taille est constitué de façon à correspondre à l'inclinaison de la taille 10 et il présente une forme angulaire, ou encore triangulaire ou trapezoldale. I1 est guidé sur la Dase du corps de support 20 et il peut être également avance au moyen d'un vérin 29. Les couteaux 24 qui sont du côté de la taille sont également constitués sous forme de couteaux de creusement non télescopiques, et comme les couteaux de sole 22, 23, ils sont réalisés sous forme de couteaux courts et sans lame arrière 27. A ces couteaux 24 sont également associés des vérins 29. L'ensemDle du bouclier à couteaux 19 s'appuie au moyen des couteaux de sole 22, 23 sur le sol incliné 34. Les couteaux courts 22 et 24 qui sont tournes vers le côté de la taille et qui sont non télescopiques forment dans l'enveloppe du bouclier une ouverture destinée au passage du convoyeur de taille 12 et de la haveuse à tambour 14. La haveuse à tambour peut donc circuler dans l'enceinte du bouclier à couteaux 19, comme indique aux figures 1 et 2. Dans cette position et à l'aide du tambour pivotant 17 de la haveuse, il est possible de découper le profil de la galerie. A la figure 1, la référence 35 désigne la roche du toit a couper.Après la coupe de la roche du toit par la haveuse à tambour 14, la zone du toit qui a été taillee est immédiatement soutenue, les parties avant 25 des couteaux télescopiques 21 étant avancées en direction du front de taille à l'aide des vérins télescopes 32. Les parties arrière 26 des couteaux restent alors en position de repos avec les lames arriere 27 accrochées sur elles. Ces parties 26, 27 des couteaux forment une enceinte du bouclier sous la protection de laquelle on peut mettre en place le soutènement de galerie définitif. Avant que ce soutènement de galerie définitif soit mis en place, on retire le pendentif 36 de la sole dans la zone de I'arrière-bec du bouclier à l'aide d'une machine de recoupage appropriée ou analogue de manière à obtenir une sole de galerie horizontale.Après retrait du pendentif de sole 36, les cintres 37 sont amenés et mis en place à l'arriere-bec du bouclier formé ar les lames arrière 27. Ensuite, on peut faire avancer la partie arrière 26 des couteaux avec les lames arrière 27, ce qui peut être obtenu au moyen desvérins télescopes 32 et/ou des vérins de couteaux 39. Dès que le convoyeur de taille 12 a été rivé, les couteaux de sole 22, 23 ainsi que les couteaux 24 situés du côté de la taille peuvent être également avancés à l'aide de leurs vérins. Dès que tous les couteaux de creusement sont avancés, le cadre de support 20 est également avancé, l'ensemble des vérins de couteaux 29 étant pour ce faire rentres en synchronisme. Les vérins de couteaux 29 s'appuient alors contre les couteaux de creusement stationnaires. pendant le déplacement du cadre de support, les parties arriere 26 des couteaux télescopiques 21 sont maintenues par les vérins télescopes 32. Dans le cas où la friction appliquée par les couteaux de creusement contre le terrain environnant ne suffit pas pour faire avancer fiablement le cadre de support 20, on peut monter des griffes ou analogues sur certains couteaux, en particulier sur les couteaux de sole, pour qu'elles pénètrent dans la rocne ou dans la sole de manière à augmenter la prise des couteaux sur la roche environnante. De telles mesures sont connues. Les vérins télescopes 32 sont protéges à l'intérieur des couteaux télescopiques 21 comne les verins 29. I1 serait également possible de disposer les vérins télescopes à l'ex térieur des parties avant 25 des couteaux et de les appuyer contre le cadre de support 20. La constitution du bouclier à couteaux selon l'invention offre également la possibilité, à l'aide des vérins de couteaux 29, de faire avancer les couteaux télescopiques 21 tous ensemble, soit à l'état rentré soit à l'état sorti.Les couteaux télescopiques 21 qui sont orientés contre le front de galerie qui est à l'opposé de la taille peuvent être constitués également, comme les couteaux de creusement 24 réservés aux côtés de la taille, sousvforme de couteaux de creusement non télescopiques et sans lame arrière. Dans ce cas, les couteaux télescopiques 21 sont prévus seulement dans la zone du toit de la galerie à découper. Les couteaux de creusement se trouvant sur les fronts de galerie peuvent être constitués de manière que le côté de la taille puisse être situé soit sur la gauche soit sur la droite. En retirant des couteaux de creusement individuels ou en remplaçant des couteaux de creusement par d'autres de plus faible largeur, il est possible d'installer un bouclier d'accompagnement de taille dans des tailles en pendage plus prononcé, ou dont l'épaisseur de la veine est plus importante. Grâce aux vérins associés aux couteaux de creusement, il est possible de réaliser un bouclier de courte longueur, ce qui permet de monter le soutènement de galerie définitif 37 directement à l'arrière de la taille. Les couteaux 24 qui sont situés sur le côté de la taille et le cadre de support 20 peuvent être munis d'ouvertures, d'évidements ou analogues pour constituer une ouverture de passage- en direction de la taille. REVENDICATIONS 1. Bouclier a couteaux destiné au creusement de galeries d'abattage d'exploitations minières souterraines, en particulier en utilisant une haveuse à tambour lui découpe le profil de la galerie, le bouclier à couteaux étant monts sur un cadre de support et comprenant des couteaux d'avance ou de creusement guidés ainsi que des vérins à couteaux incorporés entre les couteaux de creusement et le cadre de support en vue de l'avance des couteaux de creusement et du ripage du cadre de support, caractérisé en ce qu'au moins les couteaux de creusement qui soutiennent le toit de la galerie sont constitués par des couteaux télescopiques (21) dont les parties avant (25) peuvent être avancées contre le front de taille au moyen de vérins télescopes (32) indépendamment des parties arrière (26). 2. Bouclier à couteaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties arrière (26) des couteaux télescopiques (21) sont munies respectivement d'une lame arrière (27). 3. Bouclier à couteaux selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les vérins (29) des couteaux sont montés entre le cadre de support (20) et les parties arrière (26) des couteaux télescopiques (21). 4. Bouclier à couteaux selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les vérins télescopes (32) sont montés entre les parties avant 125) des couteaux télescopi ques (21) et les parties arrière (26) de ces couteaux, ou de l'ensemble du cadre de support (20). 5. Bouclier à couteaux selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les parties (25, 26) des couteaux télescopiques (-21) sont guidées les unes dans les autres et en ce que les vérins télescopes (29) sont disposés à l'inte- rieur de la partie arrière (26) des couteaux qui sont profiles par exemple en forme de caissons. 6. Bouclier à couteaux selon l'une des revendications 1 à 5-, caracterise en ce q-ue les vérins télescopes (32) sont montés.b l'interieur des parties avant (25) des couteaux télescopiques (21) qui sont profilés par exemple sous forme de caissons. 7. Bouclier à couteaux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins sur le côté de l'entrée de la taille, le ou les couteaux de sole (22) et les couteaux (24) fixés au-dessus sont constitués par des couteaux de creusement non té le scopiques, et de préférence par des couteaux courts. 8. Bouclier à couteaux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le couteau de sole (23) qui supporte le cadre de support (20) sur la sole (34) sur le côté opposé à la taille est constitue sous forme d'un couteau angulaire ou analogue.