Brevet FR2519691A1 — publié le 19830718

Procédé et appareil pour percer des galeries dans la roche. La présente invention concerne le percement de. galeries dans la roche, particulièrement le fonçage de cheminées ou puits par attaque ascendante. I1 est apparu récemment un nouveau procédé pour creuser des galeries, ce procédé visant particulièrement à rendre plus profitable l'utilisation de veines ou filons de minerai d'étendue limitée. Ce procédé est appelé "fonçage de cheminéesAlimak" ou "fonçage de cheminées ou puits par attaque ascendante". A l'aide d'un matériel classique de plateforme ascendar;te,on perce plusieurs galeries pilotes en majeure partie dans la direction principale de la veine de minerai qui, dans de nombreux cas, peut présenter une inclinaison importante. Un exemple d'une forme moderne d'un tel matériel est décrit dans la demande de brevet français 8105110 au nom de la demanderesse. On effectue ensuite le percement de trous suivant une géométrie en forme de cercle et une géométrie en forme d'éventail dans la paroi de la cheminée. Après avoir chargé les trous foresavec des explosifs, on effectue le tir successivement en commençant par l'extrérnité inférieure de la galerie pilote et en continuant vers le haut. On effectue également les travaux de percement et de chargement à partir d'une plateforme grimpante tout en utilisant le guide monté durant le percement de la cheminée. On choisit l'emplacement et la distance mutuels des galeries pilotes en tenant compte de la forme et de l'épaisseur de la veine de minerai et de la plus grande profondeur nécessaire de trous de forage, de telle sorte que le forage puisse être effectué de préférence uniquement dans la veine de minerai même,avec le nombre nécessaire de trous de forage le plus faible possible afin d'obtenir une exploitation efficace de la veine de minerai sans mélange notable de matière inutilisable avec le minerai excavé. Lors de l'excavation, on laisse une zone d'une certaine épaisseur entre les galeries ascendantes afin d'empécher uneffondrement de la mine. Afin de réduire à un minimum le nombre de trous de forage nécessaires, on a cherché à utiliser des diamètres de forage de plus en plus grands. a limite de cet accroissement est déterminée par la capacité de chargement du matériel de creusement de cheminée à partir duquel le percement doit être effectué, étant donné que des diamètres de forage plus importants nécessitent un poids accrû de matériel nécessaire, y compris les fleurets pour le forage. Un objet de la présente invention est de permettre une augmentation notable du poids du matériel de forage tout en maintenant les dimensions classiques du matériel de creUsement de galeries, y compris celles des sections de guide. Selon la présente invention, on atteint cet objet à l'aide d'un procédé pour percer des galeries dans la roche; particulièrement pour percer des cheminées par attaque ascendante, ce procédé consistant à percer une galerie de grande longueur vers le haut, à fixer un guide le long d'une des parois de cette galerie, à percer des trous dans les parois du puits au moyen du matériel de forage supporté par une plateforme de forage pouvant se déplacer le long du guide, et à effectuer le chargement en explosif, ledit procédé étant caractérisé par le fait que l'on effectue une manipulation manuelle en liaison avec les phases de percement et de chargement, comme par exemple un actionnement du matériel de forage et un chargement des trous forés, à partir d'une plateforme d'opérateur séparée de la plateforme de forage et pouvant être déplacée le long du guide indépendamment de ladite plateforme de forage et à l'aide d'un moyen d'entraînement séparé. Selon la présente invention également, on atteint ledit objet à l'aide d'un matériel de creusement de galeries dans la roche, par exemple pour creuser des cheminées, ledit matériel comprenant un matériel de forage pour forer des trous dans une paroi rocheuse sur une grande étendue et vers le haut, particulièrement les parois d'une galerie pilote en liaison avec le creusement de la cheminée, et une plateforme d'opérateur et de service pouvant se déplacer le long d'un guide qui s'étend vers le haut le long de ladite paroi rocheuse et qui est fixée parttcss rement & une des parois de ladite galerie pilote, le matériel de creusement de galeries dans la roche étant caractérisé par le fait que ledit matériel de forage est supporté par une plateforme entraînée par un câble et comprenant des moyens destinés à la guider le long du guide, ladite plateforme entraînée par un câble pouvant être déplacée le long dudit guide indépendamment de la plateforme d'opérateur et de service qui comportent des moyens d'entratnement séparés. Grâce à la présente invention, le poids du matériel de forage désiré est donc seulement limité par le dimensionnement de l'entratnement par câble; étant donné que le guide seul doit supporter les forces nécessaires pour guider la plateforme entraînée par un cible dans la direction de la galerie. Tout travail manuel, comme par exemple un changement des fleurets de forage, l'actionnement des machines de forage, le chargement en explosif des trous forés, et d'autres opérations analogues, est effectué à partir de la plateforme d'opérateur et de service qui peut aussi etre utilisée pour le transport jusqu'au lieu de travail et à partir de ce lieu. La plateforme d'opérateur et de service peut être d'un type classique pour plateforme grimpantepourcheminée modifiée uniquement pour être adaptée aux fins envisagées. La présente invention permet également d'améliorer les conditions de travail sur les lieux de travail, étant donné que l'on peut facilement munir la plateforme d'opérateur et de service d'une cabine insonorisée qui est en outre protégée vis d-vis des vibrations.engendrées pendant le forage, étant donné que la plateforme pour le matériel de forage et la plateforme pour les opérateurs sont séparées l'une de l'autre. On va maintenant décrire ci-apres de façon plus précise la présente invention en se référant à un mode de réalisation représenté sur les dessins, parmi lesquels la figure l montre schématiquement un matériel de percement de cheminée selon la présente invention, ce matériel étant placé dans une cheminée représentée en coupe longitu- dinale; la figure 2 est une yne de côté à échelle agrandie de la plateforme entraînée par câble et incluse dans la figure l;et la figure 3 est une vue en plan de la plateforme selon la figure 2. Sur la figure l, les parois d'une cheminée à forte inclinaison sont désignées par la référence 2. Sur la paroi supérieure inclinée, est fixé un guide 4. Le guide 4 est composé d'une pluralité de sections disposées à la suite les unes des autres et reliées à l'aide de moyens d'assemblage à vis, non représentés, chaque section de guidage est fixée à la paroi rocheuse à l'aide de fersde fixation, non représentés, et chaque section repose en outre à l'aide de son extrémité inférieure sur l'extrémité supérieure de la section de guidage immédiatement en-dessous. Chaque section de guidage est composée d'un élément de guidage 6 proprement dit, se présentant sous la forme d'une poutre munie d'une crémaillère à dents ou à picots, et de conduits tubulaires indiqués en 8.Ces conduits tubulaires sont destinés à transporter les fluides moteurs, par exemple de l'air et de l'eau, d'une part jusqu'à un matériel de percement de cheminée, non représenté, au moyen duquel la cheminée a été percée tout en montant successivement le guide 4 et, d'autre part, jusqu'au matériel représenté sur les dessins annexés et décrit de façon plus précise ci-apres. Le matériel utilisé pour percer la cheminée peut être d'un type entièrement classique, par exemple du type décrit dans la demande de brevet français précitée 8105110. Le matériel représenté sur les dessins annexés comprend deux parties principales, à savoir un ensemble d'opérateur et de service. désigné d'une façon générale par la référence 10 et un ensemble de matériel de forage désigné d'une façon générale par la référence 12. Dans le mode de réalisation représenté, l'ensemble 10 est une plateforme grimpante classique pour percement de cheminée que l?on a représentée de façon uniquement schématique. Cette plateforme grimpante comprend une pateforme de travail 14 et une cage d'ascenseur 16 qui sont fixées a un bâti indiqué en 18. La plateforme de travail 14 est fixée de façon pivotante au b ti 18 d'une façon non représentée et peut être réglée dans une position horizontale indépendamment de l'inclinaison de la galerie à l'aide d'un moyen de réglage se présentant sous la forme de piedsde support télescopiques 20.La cage d'ascenseur 16 est destinée au transport du personnel jusqu'au lieu de travail dans la galerie et comporte une porte, non représentée, dans sa partie supérieure pour permettre de monter sur la plateforme 14. Un mécanisme d'entraînement pour le déplacement de l'ensemble 10 le long du guide 4 est indiqué en 22. La plateforme grimpante 10 peut, par exemple, être du type "Alimak STH-5L" qui est bien connu de l'homme de l'art et qu'il n'est donc pas nécessaire de décrire davantage ici. L'ensemble 12 comprend une partie 24 formant plateforme supportée par un bâti. Le bâti comprend une partie longitudinale 26 de bâti s'étendant transversalement au plan de la plateforme 24. A partir des extrémités de la partie 26 de b ti s'étendent des supports supérieur et inférieur 28 et 30, respectivement, en direction de la plateforme pour supporter celle-ci. A chaque extrémité, la partie 26 de bati supporte également un élément 32 en forme de chape. A chaque élément 32, les branches de la chape supportent des roues de guidage 34 qui portent sur les deux côtés du guide 6 et servent de ce fait à guider l'ensemble 12 le long dudit guide. Sur son côté inférieur, la plateforme 24 supporte deux elements 38 de fixation I axe par l'intermédiaire d'un plateau tournant 36 muni d'un arc gradué. Entre les éléments de fixation 38, une flèche de forage 40 est supportée de façon pivotantepar un axe indiqué en 42. Un vérin hydraulique 44 agit entre le plateau tournant 36 et un élément de fixation 46 se trouvant sur la flèche de forage 40.A l'aide du vérin hydraulique 44, on peut faire pivoter la flèche de forage 40 autour de l'axe 42, comme indique a l'aide de lignes 47 en traits mixtes sur la figure 2, A son extrémité inférieure, la flèche de forage 40 supporte un rail de guidage 50 pouvant pivoter autour d'un axe 48, ledit rail de guidage 50 supportant une poutre 52 d'alimentation de foreuse et servant de guide à cette poutre. A l'aide d'un vérin hydraulique 54 agissant entre la flèche de forage 40 et le rail de guidage 50, on peut faire pivoter ce rail de guidage 50 autour de l'axe 48 qui s'étend perpendiculairement à l'axe 42.Pour le déplacement longitudinal de la poutre 52 d'alimentation de foreuse dans le rail de guidage 50, on se sert d'un vérin hydraulique 56 agissant entre ces deux éléments. La poutre 52 d'alimentation de foreuse supporte, d'une façon classique, une machine de forage hydraulique 58 dont le fleuret est indiqué 'en 60. La poutre 52 d'alimentation de foreuse comporte, en outre, un support avant 61 et un vérin de support arrière 62 à l'aide desquels on peut fixer la poutre 52 contre les parois de la galerie pendant le fonctionnement. Le matériel de forage 50, 52, 56, 53, 60 peut être d'un type classique. C'est ainsi que la machine de forage 58 peut, par exemple, être du type "Alimak AD 160". Sur son cté supérieur, la plateforme 24 supporte un ensemble 63 génerateur de force motrice comprenant une pompe hydraulique et un moteur d'entraînement électrique pour cette pompe. L'ensemble 63 de génération de force motrice, que l'on utilise pour actionner le matériel de forage 40,60 ainsi que d'autres matériels actionnés hydrauliquement, peut être d'un tlpe classique.Un exemple d'un tel matériel est le matériel du type "Alimak PEA 45". En 64, on a indiqué un moteur destiné à faire tourner la flèche de forage 40 par l'intermédiaire d'un engrenage, non représenté, coopérant avec le plateau tournant 36. De plus, le moteur 64 peut être un moteur hydraulique alimenté à partir de l'ensemble 63.La plateforme 24 supporte, en outre, un réservor 66 d'huile pour circuit hydraulique avec les accessoires de ce réservoir. Trots pieds de support hydrauliques 68 sont de même alimentés à partir de l'ensemble 63. Ces pieds de support sont fixés à la plateforme 24 près de sa périphérie et sont destinés à venir porter contre la paroi 2 de la galerie pour contribuer à supporter la plateforme lorsque le matériel de forage est en fonctionnement. Sur son coté supérieur, la plateforme 24 supporte en outre un treuil 70 d'enroulement de câble destiné au soulèvement de l'ensemble 12 le long de la cheminée en étant guidé par le guide 6. Un cable s'étendant à partir du treuil 70, ledit câble étant indiqué en 72, est fixé à l'extrémité supérieure de la cheminée, par exemple à l'endroit où cette cheminée coupe une galerie de transport. Le treuil 70 peut être d'une conception classique que l'homme de l'art peut facilement imaginer et, par conséquent, il n'est pas nécessaire de le décrire de façon plus précise ici. Un exemple d'un treuil pouvant être utilisé dans la pratique est celui du type "Alimak HPG". Une partie 74 en forme de segment de la plateforme 12 est disposée de façon articulée de manière à pouvoir être réglée dans une position horizontale quelle que soit l'inclinaison de la cheminée. La partie 74 peut,de ce fait, servir de plateforme de service pour le matériel placé sur le dessus de la plateforme. On peut accéder du dessous à la partie 74 de la plateforme à l'aide d'une trappe 76. Le matériel 10, 12 décrit ci-dessus peut être utilisé pour creuser les cheminées du type mentionné au début du présent exposé. Le matériel de forage 40-60 est actionné par un opérateur placé sur la plateforme 14. A cette fin, la flèche de forage 40 supporte un groupe 78 de valvesqui est monté de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe indiqué en 80 en vue d'être actionné de n'importe quel cté. Ceci est indiqué sur la figure 2 par le fait que le groupe 70 de valves est repré senté en traits interrompus dans deux positions.Dans un réceptacle 82, la plateforme 14 supporte des tiges 84 d'extension qui sont, de même, montées et démontées par l'opérateur sur la plateforme 14 pendant le travail de forage, En plus de servir de plateforme à l'opérateur pendant le fonctionnement du matériel de l'ensemble 12, la plateforme 14 est destinée également à être utilisée pour les travaux de charge de trous et pour transporter jusqu'à l'ensemble 12 et à partir de cet ensemble 12 le personnel et le matériel. La flèche 40 de forage, comme cela apparaît d'après la description qui précède, peut pivoter, d'une part, autour d'un axe géométrique perpendiculaire à la plateforme 24 au moyen du plateau tournant 36 et, d'autre part, sur l'axe 42 de la façon indiquée sur la figure 2. On obtient ainsi des possibilités de réglage correspondantes pour la poutre 52 d'alimentation de foreuse, c' est-à-dire que l'on peut faire pivoter cette poutre de 3600 autour de l'axe géométrique du plateau tournant et, qu'en même temps, on peut la faire pivoter par rapport à cet axe géométrique autour de l'axe d'articulation 42.Sur la figure 2, l'vêlement 38 de fixation & axe et, de ce fait, la flèche de forage 48 et la poutre d'alimentation 52 ont été représentées après avoir pivoté de 900 par rapport à leur position de la figure 1. D'autres possibilités de réglage pour la poutre 52 d'alimentation de foreuse sont offertes par les vérins 54 et 56. L'agencement selon la présente invention n'est pas limité, bien entendu, au mode de réalisation décrit ci-dessus et représenté sur les dessins, mais peut être modifié dans le cadre de la présente invention. C'est ainsi que l'entraînement par cable de la plateforme 24 peut être réalisé à l'aide d'un treuil d'enroulement de cabre placé à distance au lieu du treuil placé sur la plateforme 24. Le câble peut donc être fixé à.la plateforme et s'étendre, en passant sur une pouliefixée à l'extremité supérieure de la cheminée, jusqu'à un treuil d'enroulement de cible placé dans la galerie de transport supé rieure. I1 n'est pas indispensable que le matériel de forage soit dU type hydraulique. La plateforme 24 peut supporter, en outre, des matériels de forage. D'une façon que ;'homme de l'art peut concevoir facilement, ceci pourrait être réalisé soit à l'aide de deux matériels de forage 40-60 placés côte à côte, soit par le fait que l'on agence une flèche de forage, similaire à la flèche de forage 40, de manière qu'elle supporte à son extrémité inférieure deux ensembles 50-60 placés côte à côte. On peut aussi concevoir de placer plusieurs matériels de forage supportés par la plate forme 24 à des niveaux différents dans la direction de la cheminée. I1 n'y a bien entendu aucune limitation en ce qui concerne l'emplacement du guide 4. Au lieu d'être fixé à la paroi inclinée supérieure, il peut aussi être fixé à la paroi inclinée inférieure si l'on considère cette disposition comme. étant appropriée. A titre de sécurité, l'ensemble 12 doit être muni de façon adéquate d'un apparéil d'arrêt pour freiner la plateforme sur le guide si le treuil tombait en panne.En outre, on peut disposer un moyen de blocage pour être sûr que la plateforme ne vienne pas trop près de l'ensemble 10. REVENDICATIONS 1. Procédé pour creuser des galeries dans la roche, particulièrement pour creuser des cheminées ou puits, consistant a'percer une galerie de grande étendue vers le haut, à fixer un guide le long d'une des parois de cette galerie, à forer des trous dansles parois du puits au moyen d'un matériel de forage supporté par une plateforme de forage pouvant se déplacer le long du guide, et à charger en explosifs les trous forés, caractérisé par le fait que l'on effectue une manipulation manuelle en liaison avec les phases de forage et de chargement, par exemple un actionnement du matériel de forage et un chargement des trous forés, à partir d'une plateforme d'opérateur séparée de la plateforme de forage et pouvant être déplacée le long du guide indépendamment de ladite plate forme de forage et à l'aide d'un moyen d'entraînement séparé. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait quel'on utilise comme plateforme de forage précitée, une plateforme entraînée par un cable et guidée par ledit guide. 3. Matériel pour creuser des galeries dans la roche, par exemple pour creuser des cheminées ou puits, ledit matériel comprenant un matériel de forage (40-60) pour forer des trous dans une paroi rocheuse (2) sur une grande étendue vers le haut, particulièrement les parois (2) d'une galerie pilote en liaison avec le creusement de la cheminée, et une plateforme (10) d'opérateur de service qui peut se déplacer le long d'un guide (4) s'étendant vers le haut le long de ladite paroi rocheuse et fixé particulièrement à un des parois de ladite galerie pilote, caractérisé par le fait que ledit matériel de forage (40-60) est supporté par une plateforme (24) entraînée par un câble et comprenant des moyens (32,34) destinés à la guider le long du guide (4), ladite plateforme entraînée par un câble pouvant être déplace le long du guide indépendamment de la plateforme d'opérateur et de service qui comporte un moyen d'entraînement séparé. 4. Matériel suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite plateforme (24) entraînée par un câble supporte un treuil (70) d'entraînement de câble. 5. Matériel suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite plateforme entraînée par un câble peut étre reliée au moyen d'un câble à un treuil d'entraînement de câble situé à distance. 6. Matériel suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que ledit matériel de forage (40-60) est actionné hydrauliquement et que ladite plateforme (24) entraînée par un câble supporte également une pompe hydraulique (63) pour l'entraînement hydraulique ainsi qu'un moyen d'entraînement pour ladite pompe. 7. Matériel suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que ledit matériel de forage comprend au moins une machine (58) de forage de roche munie d'une poutre d'alimentation correspondante (52) supportée en-dessous de ladite plateforme (24)/entrainEe par un câblera l'aide d'une flèche de forage (40), des moyens (36,44,54) étant présents pour régler ladite poutre d'alimentation (52) par rapport à ladite plateforme entraînée par un câble. 8. Matériel suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit moyen de réglage comprend un moyen de pivotement (36,64) pour faire pivoter ladite flèche de forage (40) et, de ce fait, ladite poutre d'alimentation (52) autour d'un axe s'étendant dans la direction du guide (4). 9. Matériel suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé par le fait que ledit matériel de forage comprend au moins deux machines de forage munies de poutres d'alimentation correspondantes disposées à des niveaux différents et/ou latéralement par rapport à ladite plate forme entraînée par un câble. 10. Matériel suivant l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé par le fait qu'un groupe de valves (78) est fixé de façon pivotante audit matériel de forage au voisi nage de ladite poutre d'alimentation (52) et comprenant des valves pour la manipulation et l'actionnement dudit matériel de forage.