Brevet FR2559543A1 — publié le 19850816

Bouchon de fermeture pour injections de résine synthétique pour la consolidation de toits de galeries minières. L'invention concerne un bouchon de fermeture pour injections de résine synthétique pour la consolidation de toits de galeries minières, comprenant un corps tubulaire pouvant être élargi élastiquement, un dispositif consistant en un cône et un tube fileté en vue de comprimer et d'élargir le corps tubulaire, et un clapet de non-retour. On connaît par le document DE-U 83 il 426 un bouchon de fermeture destiné à la consolidation du toit de galeries minières. Le bouchon de fermeture comprend un corps de base élastique muni d'un profilage extérieur permettant de le monter dans le trou de mine par vissage à la machine malgré un diamètre plus faible que la largeur du trou de mine. Une douille de raccordement de lance pouvant être vissée sur le tube fileté agit sur une denture de manière a maintenir le bouchon è tat comprimé par l'intermédiaire d'une tête conique formée sur le tube fileté. Mais des problèmes peuvent se poser quand on retire la lance. C'est pourquoi on prévoit de retenir la douille de raccordement de la lance au moyen d'un outil spécial. I1 en résulte que le bouchon de fermeture fait saillie sur une certaine distance à l'extérieur du trou de mine et qu'il ne peut être introduit dans ce dernier que sur une profondeur permettant de fixer la douille de raccordement de la lance sans qu'elle tourne au moyen d'un outil. Quand on a recours à ce type de conformation pour le bouchon de fermeture, des inconvénients peuvent apparattre quand le terrain se trouvant sur la surface externe de la galerie est friable ou présente une résistance telle que pendant l'injection sous pression du produit, ou lors de la formation de la mousse de ce produit, des parties du terrain se détachent.Pour éviter cet inconvénient, on introduit le bouchon de fermeture relativement loin dans le trou de mine pour éviter des éboulis du terrain dès le début de l'opération d'injection. Mais dans ce cas le bouchon de fermeture ne convient pas toujours nécessairement. On cannait par le document DE-C 25 50 555 un bouchon de fermeture pouvant être placé dans le fond du trou de mine. Mais il est constitué par des pièces couteuses. Quand on utilise ce bouchon de fermeture, il peut arriver qu'on ne puisse obtenir la force de retenue nécessaire à l'injection au moyen d'un corps en caoutchouc comprimable. Le but de l'invention est de proposer un bouchon de fermeture pouvant être mis en place et rendu rapidement étanche dans le fond du trou de mine en utilisant la lance. La solution à ce problème consiste dans le fait que le corps tubulaire comprend à son extrémité tournée vers la sortie et en raison d'un alésage une section fermée, de forme circulaire et de paroi relativement mince, un élément d'écartement comprenant un cône disposé dans le tube fileté étant introduit- dans l'alésage1 une course libre étant prévue dans l'élément d'écartement pour le cône axialement mobile uniquement en vue d'appliquer une pression radiale sur la section à paroi mince pour empêcher le bouchon de fermeture de tourner dans le trou, et des disques de serrage en forme de plateaux et ayant un diamètre supérieur au diamètre du bouchon de fermeture étant disposés à l'extrémité du tube fileté qui est tourné vers le dispositif d'injection. On peut facilement introduire le bouchon de fermeture, qui se visse sur la lance, par sa tête dans le trou de mine et on peut le fixer dans ce dernier par un brusque mouvement en retour appliqué à la lance. La compression du corps tubulaire élastique s'effectue ensuite par un mouvement tournant de la lance. L'opération d'injection peut alors être réalisée quand l'étanchéité a été obtenue par compression du corps tubulaire élastique. Quand l'injection est terminée, on dévisse facilement la lance du bouchon de fermeture qui reste en place. L'essentiel pour l'invention est que le bouchon de fermeture puisse être introduit sur une profondeur quelconque dans le trou de mine uniquement en fonction de la longueur de la lance. Ce résultat est assuré par un élément d'ancrage à effet purement mécanique et agissant en direction axiale, qui s'accroche dans le terrain à la suite du mouvement de recul du bouchon de fermeture, ainsi que du fait de la retenue mécanique assurée par le corps tubulaire élastique l'empêchant de tourner dans le trou de mine, qui constitue la seconde condition pour le processus de compression mécanique du corps tubulaire. Avantageusement, l'élément d'écartement comprend des dents de serrage, ces dernières étant munies d'un gradin, et l'élément s'appliquant par une surface relativement importante contre une surface correspondante de la périphérie du corps tubulaire, ce dernier étant supporté à l'intérieur par l'élément d'écartement, les dents de serrage et le cône. Le cône d'écartement comprend sur son côté extérieur des nervures qui peuvent glisser axialement dans les interstices compris entre les dents de serrage de l'élément d'écartement. L'invention sera maintena..t expliquée plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation et référence au dessin ci-annexé dans lequel: la Fig. 1 représente un bouchon de fermeture, la Fig. 2 est une coupe d la Fig. 1, les Fig. 3 à 5 représentelt le bouchon de fermeture de la Fig. 1 dans ses diverses positions de travail. Le bouchon de fermeture 1 est constitué par les parties suivantes: Un tube fileté 2 comport- It des filetages 3, 4, un écrou 5 d'un cône 6 pouvant être vissé sur le filetage 4, un élément d'écartement 7, une plaque 8, un corps de clapet 9 avec un filetage 10 et constitué par un clapet de non-retour 13 formé par une bille 11 et un ressort 12, un disque denté 14, une douille 15 sur laquelle peuvent se déplacer axialement des disques de ser: --ge élastiques 16 et un corps tubulaire en caoutchouc 17. L'élément d'écartement 7 'applique par une surface 20 contre une surface 21 du corps tubulaire 17. L'élément d'écartement 7 est disposé dans un alésage 22 de forme correspondant aux sections 23 a 25 de l'alésage, en direction axiale. L'élément d'écartement 7 comprend des dents de serrage 26 séparées latéralement les unes des autres par des intervalles 27. L'élément d'écartement 7 et les dents de serrage 26 s'appliquent par leur côté avant sur la paroi d'épaisseur variable du corps tubulaire 17. Le corps tubulaire 17 pr-sente dans une section 28 une épaisseur 29, dans une section 23 une paisseur 30, -dans la section 25 une épaisseur 21 et dans la secte 24 un cône 32. Une partie en gradin 33 des dents de serrage 26 s'applique contre le cône 32. Le cône 6 est solidaire de l'écrou 5. Entre le cône 6 et le filetage 4 est prévu un petit intervalle 35 (Fig. 2). Le cône 6 est guidé en direction axiale par des nervures 37 correspondant à l'intervalle 27 des rainures 36 comprises entre les dents de serrage 26 et peut donc être maintenu fixe en rotation dans l'élément d'écartement 7. Montage du bouchon de fermeture dans le trou de mine. On visse une lance 40 sur le corps 9 du clapet. On introduit le bouchon de fermeture 1 à la main dans un trou de mine 41 par l'intermédiaire de la lance 40. Quand on a atteint dans le trou de mine 41 la profondeur à laquelle on désire placer le bouchon de fermeture 1, on fait reculer la lance 40 vers l'arrière dans le sens de la fleche 34 sur une course libre 50. Les disques de serrage 16 dont le diamètre est supérieur à celui du corps tubulaire 17 s'accrochent de ce fait dans le terrain et fixent le bouchon de fermeture 1 en direction axiale. Ce dernier est donc fixé provisoirement en direction axiale par les disques de serrage.Simultanément et du fait du mouvement de recul, la section 25 de l'alésage est alors comprimée par l'intermédiaire du cône 6 et de l'élément d'écartement 7 sur une surface relativement importante contre la paroi 42 du trou de mine 41 et assure ainsi la fixation du corps tubulaire 17 lui interdisant de tourner dans la paroi 42 du trou de mine 41. Cette fixation (double) permet de visser le tube fileté 2 selon la Fig. 4 - dans. le sens de la flèche 43 - et d'élargir radialement l'élément d'écartement 7 au moyen du tube fileté 2 par l'intermédiaire du cône 6 et de la lance 40 dans la région des dents de serrage 26. La section à paroi mince 25 du corps tubulaire 17 peut alors être pressée encore plus fortement contre la paroi du trou de mine 41 selon le mouvement axial du cône 6. Pendant ce mouvement axial du cône 6, les sections 23 et 28 du corps tubulaire sont comprimées et écrasées par l'intermédiaire du gradin 33 des dents de serrage 26. Comme indiqué par les flèches 44 à la Fig. 4, le caoutchouc est pressé aussi bien contre la paroi 42 du trou de mine 41 que contre le tube fileté 2. On obtient ainsi un trou de mine dont la partie interne 45 est rendu étanche aux liquides sur sa périphérie. Lorsque la fixation mécanique qui vient d'être décrite est terminée, on effectue une injection dans l'espace 45 au moyen de la lance 40, du clapet de non-retour 13 et du produit injecté 46. Quand l'injection est terminée le produit injecté, ou le produit injecté formant de la mousse, repousse le clapet de non-retour 13 en position fermée, comme le montre la moitié inférieure de la bille îîa à la Fig. 5. On dévisse ensuite la lance 40 du bouchon de fermeture 1. On n'a besoin d'aucun outil additionnel pour retirer la lance 40 du bouchon 1. Le disque denté 14 est alors déterminant pour éviter l'entralnement en rotation du corps 9 du clapet. On a constaté qu'il était également possible de dévisser la lance sans problème du bouchon de fermeture 1 sans ce disque denté 14. Le corps tubulaire comprimé 17 retient le tube fileté 2 si fortement en ltempêchant de tourner que le couple de retenue exercé est plus important que le couple de fixation à surmonter entre la lance 40 et le corps 9 du clapet. La condition est que la liaison ne puisse pas se degager entre le tube fileté 2 et le corps 9 du clapet dans la région du filetage 3. REVENDICATIONS 1. Bouchon de fermeture pour injections de résine synthétique pour la consolidation de toits de galeries minières, comprenant un corps tubulaire pouvant être élargi élastiquement, un dispositif consistant en un cône et un tube fileté en vue de comprimer et d'élargir le corps tubulaire, et un clapet de non-retour, caractérisé en ce que le corps tubulaire (17) comprend à son extrémité tournée vers la sortie et en raison d'un alésage (22) une section (25) fermée, de forme circulaire et de paroi relativement mince, un élément d'écartement (7) comprenant un cône (6) disposé dans le tube fileté (2) étant introduit dans l'alésage (22), une course libre (50) étant prévue dans l'élément d'écartement (7) pour le cône (6) axialement mobile uniquement en vue d'appliquer une pression radiale sur la section à paroi mince (25) pour empêcher le bouchon de fermeture (1) de tourner dans le trou (41), et des disques de serrage (16) en forme de plateaux et ayant un diamètre supérieur au diamètre du bouchon de fermeture (1) étant disposés à l'extrémité du tube fileté (2) qui est tourné vers le dispositif d'injection. 2. Bouchon de fermeture selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'écartement (7) comprend des dents de serrage (26), ces dernières (26) étant munies d'un gradin (33), en ce que l'élément (7) s'applique par une surface relativement importante contre une surface correspondante (32) de la périphérie du corps tubulaire (17) et en ce que ledit corps tubulaire (17) est supporté à l'intérieur par l'élément d'écartement (7), les dents de serrage (26) et le cône (6). 3. Bouchon de fermeture selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cône d'écartement (6) comprend sur son coté extérieur des nervures (37) qui peuvent glisser axialement dans les interstices (36) compris entre les dents de serrage (26) de l'élément d'écartement (7).