Brevet FR2542370A1 — publié le 19840914

La présente invention se rapporte aux supports de toit de mine et concerne plus particulièrement des supports hydrauliques de toit de mine. Les supportshydrauliques de toit de mine sont bien connus pour servir à supporter le toit d'une mine à proximité du front de taille pendant l'ex- traction du charbon ou d'autres minerais par la technique du "mur long". En général, deux chemins mènent respectivement aux deux extrémités du front de taille pour permettre le mouvement des hommes et des matériaux vers et depuis le front de taille Entre les extrémités du front, en posi- tion immédiatement adjacente à ce front, est installé un trasporteur Une machine à abattre le charbon montée sur le transporteur se meut en un mouve- ment de va et vient le long du front en abattant une bande de minerai à chaque passe Le minerai abattu est déposé sur le transporteur et est acheminé à une extrémité du front en vue de son enlève- ment. Les supports de toit de mine sont disposés en ligne, côte-à-côte, en position adjacente au transporteur mais sur le côté du transporteur opposé au front de taille Chaque support de toit de mine comporte de façon classi- que une base en contact avec le sol et une structure en contact avec le toit liées ensemble par des vérins hydrauliques De façon idéale, les vérins sont espacés pour ménager un passage-piétons de sorte que les mineurs peuvent marcher le long d'un côté du transporteur, en passant entre les vérins de chaque support et sous la structure de protection en contact avec le toit. A chaque fois qu'une bande de minerai est abattue, le transporteur et la ligne suivante des supports de toit hydrauliques sont avancés à une nouvelle position. Une pratique généralement admise dans l'application des supports hy- drauliques de toit de mine est de présenter la structure en contact avec le toit par rapport au toit, de la mine suivant une approxi- mation de la position du toit, en prenant évidemment en considération la con- vergence éventuelle entre le toit et le sol qui peut gtre del'ordre de 4, 2 cm par mètre dans des veines ayant jusqu'à 1,52 m de hauteur et de 8,4 cm par mètre dans des veines ayant plus de 1,52 m de hauteur En d'autres termes, la structure en contact avec le toit et la base en contact avec le sol ne sont pas tout- à-fait parallèles. Il est évident que la structure en contact avec le toit doit s'étendre au-delà du bord menant de la base en contact avec le sol si elle doit sup- porter le toit au-dessus du transporteur. En raison de la construction de la structure en contact avec le toit, plus le dépassement devant les vérins de support est grand, plus grands seront l'effet de déséquilibre et la tendance de la partie menante de la structure en contact avec le toit à tomber sur le transporteur et à provo- quer des endommagements. Heureusement, pour la majeure partie de la longuer du front de taille, la structure en contact avec le toit ne doit dépasser en porte-à-faux que la largeur du transporteur, et l'effet de déséquilibre peut être toléré dans des constructions connues de support de toit, par exemple comme décrit dans le brevet GB-1 494 284, Cependant, ce dépassement vers l'avant est variable Par exemple, aux extrémités du front de taille un plus grand dépassement de la structure de base peut être nécessaire puisqu'à chaque extrémité du front, un mécanisme d'entraînement ou une tête à engrenages pour le transporteur est générale- ment installé sur le côté du transporteur qui est éloigné du front de taille. A cet endroit, les supports du toit ne doivent pas seulement couvrir le transporteur lui-même mais aussi le mécanisme d'entraînement ou la tête à engrenages. Ce problème est aggravé par le fait qu'il est difficile de position- ner les vérins près du mécanisme d'entraînement sans gêner la libre circula- tion des hommes vers et depuis le restant du front de taille. Jusqu'à présent, l'effet sévère de déséquilibre aux extrémités du front de taille était compensé par des vérins supplémentaires agissant à l'opposé des vérins de support, maintenant ainsi l'équilibre de l'en- semble, ou par un vérin supplémentaire installé sur le bord menant de la structure en contact avec le toit, c'est-à-dire entre le transporteur et le front de taille. La présente invention a donc pour objet un support hydraulique de toit de mine comportant un dépassement important vers l'avant de sa struc- ture en contact avec le toit en alignement avec sa base en contact avec le sol, un tel support étant stable en service et pouvant présenter sa struc- ture en contact avec le toit vis-à-vis du toit sensiblement sur toute la longueur de la structure en contact avec le toit, pendant l'opération de mise en place du support de toit de mine. En conséquence, la présente invention fournit un support de toit de mine comportant une structure en contact avec le toit et une base en contact avec le sol, espacées par des moyens à vérin hydraulique extensibles, la structure en contact avec le toit et la base étant liées ensemble par un dispositif de tringlerie pivotant agencé de sorte que dans la plage des ses mouve- ments de travail, un point de pivotement de la tringlerie décrit le mouvement arqué maximum dans le sens vertical pour le mouvement arqué minimum dans le sens horizontal. De préférence, le support comprend des moyens pour le déplacer dans une direction sensiblement horizontale perpendiculaire aux axes de pivote- ment du dispositif de tringlerie pivotant. Les moyens pour déplacer le support peuvent comprendre un agencement à bélier agissant perpendiculairement'aux axes de pivotement du dispositif de tringlerie pivotant. L'agencement à bélier peut comprendre un vérin hydraulique d'avancement relié à la base du support et comportant des moyens pour sa liaison avec une butée, par exemple le transporteur ou son mécanisme d'entraînement ou tete à engrenages. Le vérin d'avancement peut être positionné entre des patins de la base, adjacents et en contact avec le sol. De préférence, le dispositif de tringlerie est une tringlerie du type à parallélogramme assurant que la structure en contact avec le toit conserve une orientation prédéterminée par rapport à la base, en résistant à toute tendance du bord menant de la structure en contact avec le toit à bascule vers le bas. De préférence, la tringlerie du type à parallélogramme comprend au moins deux bielles parallèles de longueur égale. De préférence, la structure en contact avec le toit et la base en con- tact avec le sol sont rigides. La structure en contact avec le toit peut présenter au moins une saillie dirigée vers le bas, et la base en contact avec le sol peut présenter au moins une saillie dirigée vers le haut, les bielles étant accouplées entre les saillies. De préférence, les bielles sont disposées de manière à réduire au mi- nimum l'effet du mouvement arqué décrit par le bord menant de la structure en contact avec le toit, et comportent des points d'articulation à ajustage étroit en vue d'assurer que le bord menant de la structure en contact avec le toit soit maintenu dans sa position élevée sous l'action des moyens à vérin extensibles en coopération avec les bielles. De préférence, les moyens à vérin extensibles sont disposés à l'arrière du support. De préférence, les moyens à vérins extensibles comprennent un vérin ou une rangée de deux ou plusieurs vérins, le ou chaque vérin étant monté à pivotement dans-la structure en contact avec le toit et dans la base en contact avec le sol pour permettre l'effet de mouvement arqué produit par la tringlerie en parallélogramme. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description détaillée qui va en être faite ci-après en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'un mode de réalisation du support de toit de mine selon l'invention, en position adjacente au front de taille et observé quand on regarde le long du front de taille; la figure 2 est uné&élévation arrière de ce mode de réalisation de l'invention; et la figure 3 est une vue en plan de ce mode de réalisation. Le mode de réalisation du support de toit de mine, selon l'invention est désigné par la référence 10 sur les figures Comme on le voit sur la figure 1, le support de toit est disposé, en service, à côté d'un trans- porteur 11 de la mine Le transporteur s'étend le long du front de taille en travail sur mur long Le front de taille n'est pas représenté sur la figure 1, mais est situé immédiatement à la gauche du transporteur 11. A l'extrémité du front de taille, un mécanisme d'entraînement 12 est fixé au transporteur. Après l'enlèvement de chaque bande d'un minerai, par exemple de char- bon, le transporteur 11 et le support 10 du toit sont avancés dans le sens indiqué par la flèche A. Le support 10 comporte une structure rigide 13 en contact avec le toit et une base rigide 14 Deux vérins hydrauliques espacés 15 et 16 sont montés entre la base 14 et la structure 13 en contact avec le toit La base 254 257 O 14 comprend un organe formant pont qui accouple entre eux des patins 17 et 18 en contact avec le sol Sous l'organe formant pont et entre les patins 17 et 18 passe un vérin d'avancement 19 qui est accouplé par une extrémité à la base et est également accouplé en 20 au mécanisme d'entraînement 12 du transporteur. La base 14 comprend également une structure 21 s'étendant vers le haut, et la structure 13 en contact avec le toit présente une structure 22 dirigée vers le bas Entre la structure 21 dirigée vers le haut et la structure 22 dirigée vers le bas, sont accouplées deux bielles parallèles 23 et 24 de longueur égale La bielle 23 relie un point d'articulation 25 à un point d'articulation 26 La bielle 24 relie un point d'articulation 27 à un point d'articulation 28 Les articulations sont fabriquées avec des tolérances étroites avec peu ou pas de risques de "débattements". Comme on le voit sur la figure 1, les extrémités supérieures et infé- rieures des vérins 15 et 16 forment des voûtes en 29 et 30 et ces extrémités formant voûtes s'emboîtent dans des logements (non représentés) ménagés dans la structure 13 en contact avec le toit et dans la base 14, de manière à permettre éventuellement un léger mouvement basculant des vérins. Dans un but de commodité, la structure 13 en contact avec le toit peut être effilée vers son extrémité avant, comme on le voit en 31, pour assurer un plus grand jeu au-dessus du transporteur 11. Pour améliorer l'accès à la zone d'exploitation de la mine, un passage- piétons ou une piste mobile est ménagé dans l'espace 32. En service, une bande de minerai est abattue devant le transporteur 11 pendant que le support hydraulique du toit reste fermement fixé en posi- tion entre le sol et le toit de la zone d'exploitation de la mine par suite de l'extension des vérins 15 et 16 Une fois que la bande a été enlevée, le transporteur 11 avec son mécanisme d'entrainement 12 avance vers le front nouvellement exposé sous l'effet de l'allongement du vérin 19 sur le support représenté, et les supports adjacents avec lesquels le dispositif sera utili- sé A ce stade de fonctionnement, chaque support de toit de mine reste dans sa position de soutènement du toit dans laquelle il est fermement coincé entre le sol et le toit Le stade suivant consiste à mettre à l'échappement le fluide sous pression dans les vérins 15 et 16, ce-qui a pour effet à libérer la structure 13 du toit En raison de la tringlerie en parallélo- gramme définie par les bielles 23-et 24, l'abaissement de la structure en contact avec le toit sera parallèle à son plan de support Une fois que la structure de support du toit a été abaissée à partir du toit, le vérin 19 est rétracté pour faire avancer le support du toit dans l'espace précédemment occupé par le transporteur et le mécanisme d'entraînement du transporteur. Une fois que la nouvelle position est atteinte, la structure en contact avec le toit est remise en position contre le toit de la mise par un nouvel allongement des vérins 15 et 16 Les supports du toit sont avancés un à un sur un mode classique. L'espace entre les patins 17 et 18 est conçu de manière à permettre d'évacuer la matière en vrac sur le sol ou de la laisser en place lorsque le support est avancé. On voit que la structure 13 en contact avec le toit doit couvrir une distance considérable-en porte-à-faux, entre son support menant, à savoir les vérins 15 et 16 et son bord menant Il en est ainsi parce que la struc- ture en contact avec le toit doit surplomber le passage-piétons dans l'espace 32, le mécanisme d'entraînement 12 et le transporteur 11 Cependant, la tringlerie en parallélogramme formée par les bielles 23 et 24 assure que lorsque la structure 13 en contact avec le toit se déplace vers le haut ou vers le bas, son déplacement doit avoir lieu sur un mode parallèle En d'autres termes, l'orientation de la surface supérieure de la structure en contact avec le toit reste constante Toute tendance du bord menant de la structure en contact avec le toit à s'incliner vers le bas est contre- carrée par l'action de la tringlerie en parallélogramme. Pour permettre à la tringlerie en parallélogramme de régler aussi étroitement que possible le mouvement de la structure 13 en contact avec le toit, les points d'articulation 26 sont réalisés avec un ajustage serré, comme précédemment mentionné. Bien entendu, une tringlerie du type à parallélogramme implique un mouvement arqué des bielles et ce mouvement arqué est transmis à un dégré limité à la structure 13 en contact avec le toit Pour réduire le plus pos- sible l'effet de ce mouvement arqué, en ce qui concerne un éventuel déplace- ment de la structure 13 vers la gauche ou vers la droite par rapport à la base 14, les bielles 23 et 24 sont disposées presquehorizontalement en faisant en sorte qu'elles s'étendent entre la structure 21 dirigée vers le haut et la structure 22 dirigée vers le bas. Dans les supports classiques, il est usuel d'utiliser des moyens de retenue pour déterminer l'attitude des vérins 15 et 16, par exemple des coussinets en caoutchouc ou d'autres vérins hydrauliques Cependant, le présent mode de réalisation ne nécessite pas de tels moyens d'alignement puisque le réglage est exercé par la tringlerie en parallélogramme. Il va de soi qu'on peut apporter diverses modifications au mode de réalisation qui a été décrit sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Support de toit de mine, caractérisé en ce qu'il comporte une structure ( 13) en contact avec le toit et une base ( 14) en contact avec le sol, espacées par des moyens à vérin hydraulique extensibles ( 15, 16), la structure ( 13) en contact avec le toit et la base ( 14) étant liées ensemble par un dispositif de tringlerie pivotant ( 23, 24) agencé de sorte que dans la plage de ses mouvements de travail, un point de pivotement de la tringle- rie décrit le mouvement arqué maximum dans le sens vertical pour le mouve- ment arqué minimum dans le sens horizontal. 2 Support selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 19) pour le déplacer dans une direction sensiblement horizontale perpendiculaire aux axes de pivotement du dispositif de tringlerie pivotant ( 23, 24). 3 Support selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens ( 19)pourledéplacer comprennent un agencement à bélier agissant perpendiculaire- ment aux axes de pivotement du dispositifde tringlerie pivotant ( 23, 24) 4 Support selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'agence- ment à bélier ( 19) comprend un vérin hydraulique d'avancement relié à la base ( 14) du support et comportant des moyens pour sa liaison avec une butée. 5 Support selon la revendication 4, caractérisé en ce que le vérin d'avancement ( 19) est positionné entre des patins ( 17, 18) de la base ( 14), adjacents et en contact avec le sol. 6 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que le dispositif de tringlerie ( 23, 24) est une tringlerie en parallélogramme assurant que la structure ( 13) en contact avec le toit con- serve une orientation prédéterminée par rapport à la base ( 14), en résistant à toute tendance du bord menant de la structure ( 13) en contact avec le toit à basculer vers le bas. 7 Support selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tringlerie en parallélogramme comprend au moins deux bielles parallèles de longueur égale. 8 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la structure ( 13) en contact avec le toit présente au moins une saillie ( 22) dirigée vers le bas, et en ce que la base ( 14) en contact avec le sol présente au moins une saillie ( 21) dirigée vers le haut, la tringlerie ( 23, 24) étant accouplée entre les saillies ( 21, 22). 9 Support selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tringlerie ( 23, 24) comprend des bielles allongées qui, dans la plage de leur mouvement de travail, passent par une position horizontale. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caracté- risé en ce que la structure ( 13) en contact avec le toit et la base ( 14) sont rigides. 11 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caracté- risé en ce que le dispositif de tringlerie ( 23, 24) est disposé de façon à réduire au minimum l'effet du mouvement arqué décrit par le bord menant de la structure ( 13) en contact avec le toit. 12 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caracté- risé en ce que les bielles ( 23, 24) du dispositif de tringlerie sont munies de points d'articulation ( 25, 26; 27, 28) à ajustage étroit en vue d'assurer que le bord menant de la structure ( 13) en contact avec le toit soit maintenu dans sa position élevée sous l'effet des moyens à vérin extensibles ( 15, 16) en coopération avec les bielles ( 23, 24). 13 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caracté- risé en ce que les moyens à vérin hydraulique extensibles ( 15, 16) s'éten- dent sensiblement verticalement. 14 Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caracté- risé en ce que les moyens à vérin extensibles ( 15, 16) sont disposés-à l'arrière du support. Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caracté- risé en ce que les moyens à vérin extensibles ( 15, 16) comprennent un vérin ou une rangée de deux ou plusieurs vérins, le ou chaque vérin étant monté à pivotement dans la structure ( 13) en contact avec le toit et la base ( 14) en contact avec le sol, pour permettre l'effet de mouvement arqué produit par la tringlerie en parallélogramme.