Brevet FR2520799A1 — publié le 19830805

L'invention a pour objet un soutènement de toit de mines. On a mis au point récemment et utilisé des soutènements de toit de mines destinés à être employés aux extrémités des fronts de taille avec la méthode d'exploitation par longue taille (voir les demandes de brevets britanniques nOS 81 31969 et 81 31970). Ces soutènements sont, bien entendu, disposés aux extrémités des allées ou galeries qui s'étendent à partir des extrémités du front de taille lui-même. Dans de nombreuses circonstances, si ce n'est pas dans la majorité d'entre elles, la hauteur de la taille est inférieure à celle qui est nécessaire à l'allée ou à la galerie qui dessert la taille et les soutènements en question de départ de taille ou de galerie, du type marchant, servent alors à soutenir les couches dans le prolongement de la galerie avant que celle-ci soit creusée jusqu'd sa hauteur totale.La présente invention a son origine dans la recherche d'un soutènement amélioré des couches et d'une protection offrant toute sécurité en arrière du chapeau en contact avec le toit du soutènement de départ de taille ou des galeries de base ou de tête, c'est-à-dire principalement dans la région appelée zone de bosseyage ou d'avancement à la jonction entre la hauteur normale de la taille et la hauteur normale de la galerie. L'invention a pour objet une structure venant en contact avec le toit et ayant un élément arrière de soutènement qui est extensible et rétractable entre une position d'extension dans laquelle cet élément s'étend vers le haut au-dessus de la structure destinée à venir en contact avec le toit et une position de rétraction dans laquelle cet élément s'étend vers ie bas en dessous du niveau de la structure destinée à venir en contact avec le toit. L'invention a aussi pour objet un soutènement de toit de mines comprenant une structure définie ci-dessus. Un soutènement de toit de mines conforme à l'invention est par conséquent capable de soutenir les debris et de protéger contre ceux-ci en provenance du départ de la taille ou de la zone de bosseyage elle-meme, spécialement quand, ainsi qu'il est préféré, l'élément de soutènement arrière est extensible jusqu'à être substantiellement perpendiculaire vers le haut par rapport au toit du soutènement, en soutenant ainsi la zone de bosseyage. On appréciera en outre qu'une position de rétraction de l'élément arrière de soutènement dans laquelle il est substantiellement de niveau avec le chapeau en contact avec le toit apporte aussi une possibilité de soutènement et de protection de la surface inférieure de la zone de bosseyage lorsque le soutènement avance avec le front de taille, c'est-à-dire avant l'exécution des travaux de bosseyage jusqu'à la hauteur normale de la galerie immédiatement derrière le soutènement, en donnant aussi accès au front du départ de taille pour des opérations de forage, etc. I1 est préférable aussi, pour les travaux de bosseyage en arrière du soutènement, c'est-à-dire dans la zone de bosseyage, que l'élément arrière de soutènement soit rétractable en plus jusqu'à une position inférieure dans laquelle il protège contre l'entrée dans le soutènement de la matière extraite pendant les travaux de bosseyage. Dans ce qui suit on se réfèrera à un élément arrière de soutènement du type dit à trois positions, ces trois positions étant la position vers le haut, la position de niveau et la position vers le bas. L'emploi de moyens de manoeuvre à fluide sous pression, habituellement hydrauliques, est préférable pour les mouvements d'extension et de rétraction de l'élément arrière de soutènement. Un élément arrière de soutènement à trois positions est avantageusement articulé sur le chapeau du soutènement en dégageant l'arrière de celui-ci à l'aide d'un ensemble de leviers de pivotement articulés transversalement et réunis transversalement en arrière de la position de l'articulation. Un mode préféré d'articulation permet l'emploi d'un vérin agissant vers l'arrière et légèrement vers le bas.Quand on considère l'élément arrière de soutènement dans une position intermédiaire ou dans sa position de niveau, il présente un premier levier monté pivotant à une extrémité sur une patte s'étendant vers le bas de l'élément et à son autre extrémité autour d'un pivot inférieur d'une chape transversale ayant un autre pivot inférieur espacé pour l'accouplement d'un vérin et un pivot supérieur pour l'articulation de cette chape vers l'intérieur du chapeau par rapport à l'articulation dans son ensemble. Le déplacement autorisé de l'élément est de 1800 environ ou plus. Avantageusement, le circuit hydraulique du vérin de manoeuvre de l'élément peut être commandé à partir d'un endroit éloigné et peut être pourvu d'uné soupape de décharge pour compenser la surcharge dans ses positions de niveau et verticale L'invention peut être utilisée pour une voie de desserte principale ou pour une voie d'amenée du matériel. Dans sa position inférieure ltélément arrière du soutènement constitue un bouclier de dimensions appropriées. Dans une voie de desserte principale ces dimensions peuvent être telles qu'elles évitent l'engorgement du convoyeur de cette voie principale. Toutefois, dans une voie de queue ou dans une voie d'amenée, où il est encore plus important d'éviter l'entrée des débris et toute obstruction en général, l'élément du soutènement peut être dimensionné pour que, dans sa position inférieure, il s'approche du niveau du mur. L'élément de soutènement de l'invention peut servir aussi comme plate-forme temporaire pour des hommes mettant en place des cintres permanents d'une galerie mais, dans ce cas, un verrouillage mécanique doit être prévu afin d'éviter sa descente ou sa montée accidentelles pendant qu'il est en utilisation. On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un exemple d'un soutènement conforme à l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de cté d'un soutènement conforme à l'invention pour l'extrémité d'une taille - la figure 2 est une vue de bout selon la flèche II du soutènement de la figure 1. Un soutènement 10 pour une extrémité d'une taille a une base 12 reposant sur le mur, un chapeau 14 destiné à venir s' appuyer contre le toit, des étançons 16 agissant entre eux par des mouvements d'extension ou de rétraction pour mettre le chapeau en contact avec le toit ou pour le dégager de celui-ci. Le chapeau 14 est représenté avec un prolongement 14A vers le bas sur un cté qui est exactement le côté opposé au dernier des soutènements d'une rangée de soutènements s'étendant le long d'un front de taille. En fait, le soutènement 10 d'extrémité ouvre cette rangée de soutènements à une extrémité de celle-ci là où une galerie ou une allée doit être ouverte à mesure que le front de taille avance. La liaison mutuelle entre la base 12 et le chapeau 14 se fait au moyen de doubles leviers parallèles 20, 22 dits à lemniscate qui servent à maintenir la position désirée du chapeau au-dessus de la base sur la totalité de sa course fonctionnelle d'engagement et de dégagement du chapeau et de déplacement du soutènement quand il est dégagé, ces leviers ayant respectivement des extrémités montées pivotantes en 24, 26 sur le chapeau et en 28, 30 sur un bouclier ou un panneau dressé 32 fixé lui-même en 34, 36 à la base par l'intermédiaire d'un organe de soutien vertical 38. La base 12 présente, en dessous d'une plaque d'extrémité 42, un logement 40 destiné à recevoir un convoyeur circulant dans la direction du support 10 et d'une galerie afin d'évacuer la matière abattue provenant de la taille par l'intermédiaire d'un convoyeur de taille alimentant le convoyeur d'évacuation 44 (voir la figure 2). Le soutènement d'extrémité de taille 10 a, en conséquence, un élément arrière 60 de soutènement analogue à une plaque avec des pattes pendantes 62 montées pivotantes en 64 entre des oreilles 66 s'étendant à partir de la face inférieure du chapeau 14. L'axe de pivotement 64 se trouve en arrière de l'extrémité du chapeau 14 et permet à l'élément 60 d'être mis en extension jusqu'à une position verticale substantiellement perpendiculaire à la face supérieure du chapeau et d'être rétracté jusqu'à une position inférieure à laquelle il est représenté en trait interrompu sur la figure 1. Plus clairement, l'axe de pivotement permet au moyen d'un mécanisme approprié de faire pivoter l'élément 60 entre trois positions préférées. Ce mécanisme comprend un ou plusieurs leviers supplémentaires 68 qui s'étendent à partir de l'élément 60 jusqu'à un point de pivotement 70 situé en dessous et au -delà du point de pivotement 64 dans la position de rétraction représentée sur la figure 1. Au point de pivotement 70 est articulée une extrémité d'un premier levier 72 représenté avec son autre extrémité montée pivotante en 74 dans une chape 76 qui est elle-mme montée pivotante en 78 à l'intérieur d'un organe de suspension 83 fixé à la face inférieure du chapeau 14 et sur laquelle est articulée en 80 une tige de piston extensible 82 d'un vérin hydraulique 84 qui est lui-même articulé par son autre extrémité en 86 sur un moyen de fixation prévu sous le chapeau et constitué par une autre patte pendante 88. Ce mécanisme 68 à 88 est particulièrement compact ; il occupe un volume relativement faible permettant au vérin 84 d'agir vers l'arrière avec seulement une faible inclinaison vers le bas. La disposition en triangle des points de pivotement 74, 78 et 80 sur la chape 76 contribue substantiellement à la liberté de réalisation des trois positions limites désirées de l'élément, c'est-à-dire vers le haut pour protéger une zone de bosseyage, une position horizontale dans laquelle il constitue un prolongement de la surface supérieure du chapeau, une position vers le bas pour abriter l'intérieur du soutènement lui-même pendant les travaux de creusement pour l'extension de la galerie. Comme on peut le voir sur les dessins, un bloc 90 de commande hydraulique est disposé avantageusement par l'intermédiaire d'un support 92 sur une étagère 94 prévue à l'intérieur du prolongement vers le bas 14A du chapeau 14. Les étançons 16 sont fixés à la base par des blocs de retenue 9.6 et par des boulons et ils sont réunis au chapeau par l'intermédiaire de calottes 98 et de boulons ou de broches permettant la liberté désirée des mouvements. Une rehausse est prévue aussi sur les étançons du côté du convoyeur 44 ainsi que des moyens de retenue 102 pour des pivots 24, 26. REVENDICATIONS 1. Soutènement de toit de mines caractérisé en ce qu'il comprend un élément arrière (60) de soutènement qui est extensible et rétractable entre une position d'extension dans laquelle il s'étend vers le haut au-dessus de la structure (14) destinée à venir en contact avec le toit et une position de rétraction dans laquelle cet élément (60) s'étend vers le bas en dessous du niveau de cette même structure (14) destinée à venir en contact avec le toit. 2. Soutènement selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément arrière (60) de soutènement est mobile jusqu'à une position où il est dressé perpendiculairement au-dessus de la structure (14) destinée à venir en contact avec le toit. 3. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que l'élément arrière (60) de soutènement est rétractable jusqu une position dans laquelle il est perpendiculaire vers le bas par rapport à la structure (14) destinée à venir en contact avec le toit. 4. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les mouvements d'extension et de rétraction de l'élément arrière (60) de soutènement se font à l'aide de moyens de manoeuvre à fluide sous pression. 5. Soutènement selon la revendication 4 caractérisé en ce que les mouvements d'extension et de rétraction de l'élément arrière (60) de soutènement se font à l'aide d'un vérin hydraulique (84). 6. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'élément arrière (60) de soutènement est articulé par rapport à ce soutènement. 7. Soutènement selon la revendication 6 caractérisé en ce que les mouvements de l'élément arrière (60) de soutènement se font à l'aide de moyens d'articulation (62, 72, 76). 8. Soutènement selon la revendication 7 caractérisé en ce que le vérin (84) est articulé sur la structure (14) destinée à venir en contact avec le toit et avec l'un au moins des moyens d'articulation. 9. Soutènement selon la revendication 8 caractérisé en ce que le vérin (84) agit sur une chape pivotante (74). 10. Soutènement selon la revendication 9 caractérisé en ce que les moyens de pivotement comprennent un levier intermédiaire (72) disposé entre un premier point de pivotement (74) et l'élément arrière (60) de soutènement. 11. Soutènement selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens de pivotement comprennent un premier levier (72) monté pivotant par une extrémité sur une patte (68) s'étendant vers le bas à partir de l'élément arrière (60) et à son autre extrémité autour d'un pivot inférieur (74) d'une chape intermédiaire (76) ayant un autre pivot inférieur espacé (80) pour l'accou plement du vérin (84) ainsi qu'un pivot supérieur (78) pour son articulation sur le chapeau (14) du soutènement vers l'intérieur de ce dernier. 12. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 5 à 11 caractérisé en ce que le circuit hydraulique du vérin (84) est commandé à partir d'une position éloignée. 13. Soutènement selon la revendication 12 caractérisé en ce que le circuit hydraulique est pourvu d'une soupape de décharge. 14. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage mécanique de l'élément arrière (60) de soutènement. 15. Soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 caractérisé en ce qu'il comprend une structure (14) destinée à venir en contact avec le toit et des moyens séparés de manoeuvre de cette structure par rapport au toit.