Brevet FR2534309A1 — publié le 19840413

" Scie à charbon pour l'exploitation des mines de charbon dans des couches fortement inclinées et très fortement inclinées La présente invention concerne une scie à charbon pour l'exploitation de mines de charbon avec des couches fortement inclinées et très fortement inclinées, scie composée de plusieurs organes collecteurs munis d'outils de coupe à directions de coupe différentes et reliés par des moyens de traction, les organes de coupe reliés entre eux par des râbles, chaines ou analogues étant déplacés alternativement par un moyen -d'entrainement pour haver la base du front de taille de charbon. Pour exploiter le charbon dans des couches fortement inclinées et très fortement inclinées, on a utilisé pour la première fois il y a environ trente ans, des haveuses à câbles. De telles haveuses ont été utilisées dans l'ex- ploitation par chambres et piliers, l'exploitation- du charbon étant faite de façon flottante entre deux couloirs. L'entraînement de cette haveuse à câbles (encore appelée "rabot") était assuré par un double treuil placé dans la galerie de tête pour assurer la traction du câble autour du pilier. Au milieu des années soixante, on a utilisé dans les charbonnages du Nord et du Pas-de-Calais, une scie à charbon encore appelée "rabot" dans l'exploitation par piliers flottants de couches inclinées et moyennement inclinées. On a également utilisé une telle scie à charbon dans l'exploitation par piliers légèrement inclinés et descendants. L'organe-collecteur proprement dit de la scie à charbon était constitué par un corps tubulaire d'une longueur égale à environ 0,4 m et: d'un diamètre de 105 m. Cet organe était garni d'outils de coupe en orme de flèches. Six organes-collecteurs étaient accrochés à un cable de traction à un intervalle d'environ 2,5 m. Le treuil d'entraînement déplaçait le câble de traction à une vitesse de 1,16 m/sec au cours de l'opération de coupe et à une vitesse égale à 1,3 m/sec lors du retour. Le procédé d'exploitation utilisant une scie à charbon s'est avéré intéressant pour l'exploitation sans remblai de couches fortement inclinées et très fortement inclinées notamment dans l'exploitation par chambres et piliers avec déplacement flottant. Comme du fait de l'effet de la pesanteur, les organes-collecteurs 9e pouvaient que haver la base au niveau des parties abattues du front de taille, ce procédé d'exploitation suppose un charbon friable. La pression d'application des outils de coupe contre le front de taille de charbon dépend de la précontrainte du câble de traction. Dans le cas d'un charbon dur, cela influence le rendement et il faut le cas échéant utiliser un procédé d'imprégnation à haute pression pour ameublir le charbon. L'invention a pour but de perfectionner la scie à charbon pour assurer un rendement optimum de l'exploitation même pour du charbon dur et non friable. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que en-dessous des outils de coupe des organes-collecteurs de la scie à charbon, il y a des buses à liquide haute pression dont les jets de coupe sortent pratiquement dans la direction de déplacement et en ce que l'organe-collecteur respectivement avant ou arrière comporte en outre à l'avant et à l'carrière une buse de liquide haute pression dont la direction de sortie du jet est perpendiculaire à la couche vers le haut. Par l'utilisation de jets de liquide de haute pression en plus des outils de coupe à effet mécanique, o-n active l'exploitation et selon l'invention il n'est pas nécessaire que tous les outils de coupe compo-rtent des buses de liquide haute pression. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le diamètre des buses perpendiculaires à la couche tour nee vers le haut est beaucoùp plus grand que le diamètre des buses dirigées dans le sens de déplacement. Les organes-collecteurs comportent du côté opposé au front de taille du charbon, un épaulement en forme de patin. Cet épaulement s'appuie sur les produits abattus et assure ainsi une position stable, définie de l'organecollecteur par rapport au front de taille du charbon. Les organes-collecteurs et les épaulements en forme de patins peuvent être reliés de façon amovible selon l'invention. L'épaulement en forme de patin est avantage-usement réalisé par une plaque munie d'une extrémité en bourrelet. Cette surcharge en forme de bourrelet participe à-la stabilisation supplémentaire de l'organe-collecteur. Les organes-collecteurs et le moyen de traction sont reliés de façon amovible selon l'invention. Les outils de coupe sont interchangeables et peuvent être facilement remplacés en cas d'usure. Des conduites souples pour l'alimentation des buses de liquide haute pression des organes-collecteurs sont avantageusement placées derrière le moyen de traction, à "l'ombre" de celui-ci par rapport au côté du front de taille pour être protégées contre les produits qui glissent. Les conduites de liquide haute pression peuvent être munies d'une armature pour être protégées contre les endommagements. Les conduites sont reliées de façon amovible aux buses de liquide haute pression pour permettre un remplacement facile de conduites défectueuses. L'alimentation des buses de liquide haute pression en liquide haute pression qui est par exemple de l'eau se fait à partir de la galerie de tête ou de la galerie de base; la conduite peut y être stockée de façon connue sur un tambour. Les jets de liquide haute pression peuvent sortir soit de façon continue, soit de façon pulsée selon l'invention. Une installation correspondante peut être prévue pour alimenter le dispositif. L'effet de coupe de l'eau émise à haute pression peut être renforcé par l'addition d'additifs. On peut ainsi utiliser des additifs chimiques qui améliorent le regroupement du faisceau d'eau et/ou des additifs qui donnent aux jets d'eau un effet abrasif. Selon une autre caractéristique de l'invention, parmi les buses prévues à l'avant et à l'arrière de chaque organe-collecteur, en-dessous de l'outil de coupe, seules celles qui sont chaque fois dirigées dans la direction de déplacement ainsi que la buse arrière dans la direction de déplacement, mais qui est perpendiculaire à la couche et dirigée vers le haut, sont alimentées en liquide haute pression en fonction de la direction de déplacement c'est- à-dire que les buses sont alternativement branchées et coupées, ce qui peut se faire par exemple à l'aide d'un mécanisme actionné par le moyen de traction. La mise en oeuvre et la coupure de la buse qui se trouve chaque fois à l'arrière dans le sens du déplacement et dont le jet est dirigé perpendiculairement à la couche peuvent également en variante être assurées par une conduite particulière pour une telle buse et venant de la galerie de tête ou de la galerie de base. Enfin, il peut être particulièrement avantageux de renforcer l'opération de détachement du charbon en faisant pivoter les buses de liquide haute pression dans un plan parallèle au front de taille, dirigées dans la direction de déplacement. Un exemple de réalisation de l'invention est representé schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue de-dessus de la mise en place d'une scie à charbon dans une exploitation par chambres et piliers. - la figure 2 est une coupe correspondant a la figure 1. - la figure 3 est une vue de côté d'un organecollecteur. - la figure 4 est une vue de-dessus d'un organecollecteur. Les figures 1 et 2 montrent une exploitation par chambres et piliers fortement inclines. Les couleurs 3 partent de la galerie de base 1 pour rejoindre la galerie de tête 2. Les piliers de charbon portent la référence 4. Le charbon est havé à l'aide d'une scie ou rabot à charbon en déplacement flottant (direction de la flèche). La scie à charbon se compose d'un grand nombre d'organes-collecteurs 6 reliés à l'aide d'un organe de traction 5 (câble, chaîne ou analogue). Un double treuil 7 placé dans la galerie de tête 3 assure le mouvement de travail de la scie à charbon c'est-à-dire le mouvement d'avance et de recul de la scie à charbon (dans l'exemple de réalisation cela se fait par un câble). Les organes-collecteurs 6 sont munis d'outils de coupe 8 et de buses à liquide haute pression 9 et 10 comme cela apparalt notamment aux figures 3 et 4. L'ali tentation des buses 9 et 10 en liquide haute pression par exemple en eau se fait par les tuyaux Il et 12 qui sont enroulés sur un tambour 13 placé dans la galerie de tête 2. Les détails de la scie à charbon composée de plusieurs organes-collecteurs 6 sont explicités aux figures 3 et 4. En-dessous des outils de coupe 8 interchangeables qui sont dirigés vers le front de taille X se trouvent les buses de liquide haute pression 9 dirigées dans le sens du déplacement. De plus, chaque fois le premier et le dernier outils 6 de la scie à charbon comportent en avant ou en arrière une buse de liquide haute pression 10 qui est dirigée perpendiculairement à la couche vers le haut, ces buses ont un diamètre beaucoup plus grand que celui des buses 9 dirigées dans le sens du déplacement du fait des débits de liquide haute pression plus importants. Les outils 6 comportent du côté opposé de celui tourné vers le front de taille du pilier 4, un épaulement 14 en forme de patin par lequel l'outil s'appuie sur les produits abattus. De plus, l'épaulement 14 en forme de plaque ou de patin comporte à son extrémité un renforcement 15 en forme de bourrelet pour l'alourdir. Selon cet exemple de réalisation, le bourrelet 15 est fixé par vissage. L'épaulement 14 peut être relié de façon amovible 17 à l'oeil 6 proprement dit. Les différents outils 6 sont reliés entre eux et au double treuil 7 par l'intermédiaire d'un câble de traction 5. Dans l'exemple de réalisation, le câble de traction est un câble en acier. La liaison du moyen de traction 5 et des outils 6 est avantageusement réalisée de façon amovible. Dans l'exemple de réalisation, le moyen de traction 5 est serré dans une garniture 16, 16'. Dans l'exemple de réalisation, la conduite 11 (tuyau haute pression) assure l'alimentation des buses de liquide haute pression 9 qui se trouvent ous l'outil de coupe 8 et qui remettent le jet dans la direction de déplacement et de la buse LO intégrée à la scie, et qui est perpendiculaire à la couche en étant dirigée vers le haut.La seconde conduite 12 (tuyau haute pression) assure l'alimentation des buses 9 dirigées dans l'autre direction de deplacement et de la buse 10 perpendiculaire à la couche, dirigée vers le haut et faisant partie du dernier organe 6 (non représenté) La commutation du liquide haute pression pour alimenter les buses respectives des outils ou organes collecteurs peut se faire à l'aide de moyens connus et n'est pas représentée aux figures. R E V E N U I C A T I O N S 10) Scie à charbon pour l'exploitation minière du charbon dans des tailles fortement inclinées et des tailles en dressant, scie composée de plusieurs organescollecteurs (6) reliés par des moyens de traction (5) et comportant des outils de coupe (8) ayant des directions de coupe différentes, les organes-collecteurs (6) reliés entre eux par des cables, chaines ou analogues étant déplacés alternativement par un moyen d'entrainement pour haver le front de taille (4) du charbon, scie caractérisée en ce qu'en-dessous des outils de coupe (8), il y a des buses à liquide haute pression (9) dont les jets de coupe sort-ent pratiquement dans la direction de déplacement et en ce que l'organe-collecteur avant ou arrière (6) comporte en outre à l'avant ou à l'arrière une buse de liquide haute pression (10) avec une sortie du jet perpendiculaire à la couche, dirigée vers le haut 20) Scie à charbon selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diamètre des buses (lO) perpendiculaires à la couche et dirigées vers le haut est beaucoup plus grand que le diamètre des buses dirigées dans la direction de déplacement. 30) Scie à charbon selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes-collecteurs (6) comportent un prolongement en forme de patin (14) du côté opposé au front de taille (4) du charbon. 40) Scie à charbon selon la revendication 3, caractérisée en ce que les organes-collecteurs (6) et l'épaulement (14) en forme de patin sont reliés l'un à l'autre de façon amovible (17). 50) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que l'épaulement en forme de patin (14) est réalisé sous forme de plaque munie d'une extrémité en bourrelet (15). 60) Scie à charbon selon la revendication 1, carac térisée en ce que lorgane-collecteur (ó) et le moyen de traction (5) sont reliés l'un a' à l'autre de façon amovible. 70) Scie à charbon selon la revendication 1, caractérisée en ce que les outils de coupe (S) sont interchangeables. 80) Scie à charbon selon 1 'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que des conduites souples (11, 12) allant vers les buses de liquide haute pression (9, 10) dans les organes-collecteurs (6) sont placées par rapport au flanc de taille, derrière et à l'abri du moyen de traction (5)0 90) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les conduites allant vers les buses de liquide haute pression (9, 10) sont munies d'une armature. LOO) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications î à 9, caractérisée en ce que les conduites (11, 12) sont reliées de façon amovible aux buses de liquide haute pression (9, 10). 110) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'alimentation des buses de liquide haute pression (9, 10) en liquide haute pression se fait à partir de la galerie de tête (2) ou de la galerie de base (1) et les conduites sont susceptibles d'être enroulées dans la galerie de tête (2) ou la galerie de base (1). 120) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée par une installation qui génère un jet de liquide haute pression en continu ou de façon pulsée. 130) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que le liquide haute pression est chargé d'additifs. 140) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que parmi les buses (9. 10) prévues a l'avant et à l'arrière de cnaque organecollecteur (o), os l'outil de coupe (9), seules les buses (9) dirigées dans la direction de déplacement ainsi que la buse arrière (10) dans le sens de déplacement, et ayant une direction de jet perpendiculaire à la couche, dirigée vers le haut sont alimentées en liquide haute pression en fonction de leur direction de déplacement. 150) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à i3. caractérisée en ce que l'alimenta- tion en liquide de chaque buse (10) à direction de jet perpendiculaire à la couche, dirigée vers le haut, et qui se trouve à l'arrière dans la direction de déplacement est assurée par une conduite associée à cette buse et venant de la galerie de tete (2) ou de la galerie de base (1). 160) Scie à charbon selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisée en ce que les buses de liquide haute pression (9) peuvent pivoter dans un plan parallèle au front de taille,- et dirigé dans la direction de déplacement.