Brevet FR2572126A1 — publié le 19860425

La présente invention concerne un dispositif mécanisé pour l'abat- tage de minerai dans une taille. Il est avantageusement utilisé pour l'abat- tage de minerai en longue taille en couche ébouleuse. L'abattage du minerai en longue taille est généralement effectué soit par une haveuse, soit par un rabot. Les haveuses sont constituées de tambours munis de pics. Ces ha- veuses effectuent en général l'abattage sur toute la hauteur du front de taille. Ce procédé convient bien en couche de minerai dur ou mi-dur ayant une bonne tenue. Les rabots sont des masses munies de couteaux qui sont animées d'un mouvement de va-et-vient contrôlé par des guides parallèles au front de taille. De tels rabots sont par exemple décrits dans l'ouvrage Exploitation des Mines de Monsieur Victor VIDAL, Tome 1 a partir de la page 283. Les ra- bots sont utilisés pour pratiquer une saignée dans la couche de minerai à la sole. La saignée obtenue suffit pour obtenir un décollement naturel du mine- rai jusqu'à un niveau bien déterminé constituant la couronne sous laquelle prendront appui les chapeaux des piles de soutènement marchant. Le rabotage est bien adapté pour les couches minces, fortement pentées et pour les mine- rais pas trop durs. Dans la pratique, le dispositif d'abattage utilisé est associé à une série de piles de soutènement marchant alignées devant lesquelles, pa- rallèlement au front de taille, passe un convoyeur qui recueille la totalité du minerai. Ces deux procédés sont mis en défaut lorsque le front ou la cou- ronne ont tendance à s'ébouler en avant de la pile de soutènement. C'est par exemple souvent le cas pour des couches puissantes de charbon traitées par soutirage. Dans ces couches, les éboulements affectent plus particulièrement la couronne et ont tendance à se propager jusqu'au toit de la couche de mi- nerai. Pour exploiter de telles couches, on est amené à poser manuellement des cadres en bois de soutien en avant des piles de soutènement marchant. Cette opération demande que l'on dégage soit au marteau piqueur, soit par explosif, l'emplacement des bois et de l'étançon de soutien. Seule, une par- tie de la couche peut donc être abattue au rabot ou par haveuse. Cette opé- ration de boisage non mécanisée entraîne une forte baisse de la productivité par rapport à celle obtenue en zone saine non ébouleuse. De plus, elle est pénible et dangereuse. 72 126 Pour remédier automatiquement aux risques d'éboulis incontr8ôlés à front de taille, il a été proposé et essayé de donner au front de taille au moment de la coupe ou de lui laisser prendre par allongement des chapeaux une pente autostabilisatrice telle que aucune coulée de matériau pulvérulent venant du front ou de la couronne en avant de la partie soutenue par les chapeaux ne puisse déborder en l'absence du passage de la haveuse ou du ra- bot de sole dans le convoyeur blindé de dépilage situé devant les piles de soutènement. Les essais pratiques de ce procédé ont été des échecs en couche ébouleuse. La pente de talutage naturel est susceptible de descendre au voi- sinage de 35 pour du charbon pulvérulent. De plus, il faut tenir compte, pour la géométrie du système, de la pente longitudinale de la taille et de la pente, éventuellement montante, dans le sens de progression du front de taille. L'allongement des chapeaux nécessaire pour obtenir l'autostabilité réelle des talus d'éboulement serait tel que les piles risqueraient de bas- culer et qu'elles n'auraient plus une résistance mécanique suffisante. Le même type de problème a parfois été résolu dans les creusements de galeries souterraines en milieu ébouleux en fractionnant en deux parties sensiblement égales la hauteur du talus au moyen d'un plateau construit à front au fur et à mesure de l'avancement du chantier. On peut ainsi obtenir, sans allongement demesuré du porte à faux des chapeaux de soutènement de la couronne, deux demi-talus à pente autostabilisée. Le dispositif mécanisé selon la présente invention permet de méca- niser totalement l'abattage et le soutènement en taille quand la couche est ébouleuse. La présente invention a pour objet un dispositif mécanisé pour l'abattage de minerai dans une taille, comprenant au moins une pile de soutènement marchant, un convoyeur de desserte et un premier rabot associé à ce convoyeur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble de plateaux formant un plateau métallique, situé entre la semelle et le chapeau de la pile, à l'avant dudit dispositif, sur toute la longueur de la taille et un second rabot disposé à l'avant dudit plateau, chacun des plateaux formant le plateau métallique étant relié à la semelle qui lui correspond au moyen d'au moins un vérin. Les vérins sont avantageusement hydrauliques. Les fonctions remplies par le dispositif sont: - pour le plateau métallique: bloquer les éboulements éventuels venant de l'avant des prolonges des chapeaux du soutènement marchant, - pour le second rabot: permettre au plateau métallique d'avancer sous la poussée des vérins même si le minerai à front est dur. Chaque plateau est relié à la semelle de la pile correspondante par au moins un vérin ayant une course de préférence telle que le plateau métallique puisse avancer du pas du soutènement marchant. Avantageusement, le dispositif selon l'invention est tel que cha- que plateau est relié à la pile qui lui correspond, en plus d'au moins un vérin, par un vérin passif comportant, fixée sur son enveloppe extérieure, une extrémité d'un vérin de cabrage dont l'autre extrémité est fixée audit plateau. Cette disposition permet de modifier l'angle formé entre le plateau métallique et l'horizontale, et donc de modifier l'angle d'attaque du second rabot. L'ensemble des plateaux alignés parallèlement au front de taille et formant le plateau métallique porte avantageusement à l'avant un guide pour le mouvement de va-et-vient du rabot. Le rabot utilisé peut être tout rabot de type connu. On utilise de préférence un rabot àtourelle de façon à pouvoir abattre le minerai au niveau des chapeaux. - Selon la description qui précède, chaque plateau est rigide. Avan- tageusement, et selon une particularité de l'invention-, chaque plateau est formé de 2 parties et articulé dans le sens de la longueur de façon que la partie arrière puisse osciller autour d'un axe longitudinal. L'oscillation peut par exemple être de 200 vers le haut ou vers le bas sans que la direc- tion du rabot soit modifiée. La partie arrière de chaque plateau est de pré- férence légèrement biseautée de façon à donner une certaine souplesse d'ar- ticulation à l'ensemble des plateaux alignés formant le plateau métallique. Le dispositif selon la présente invention fonctionne de la façon suivante: le second rabot permet d'attaquer le front du gisement quelle que soit la dureté du minerai traité. Lorsque la couche de minerai est ébouleu- se, le plateau métallique retient l'éboulement qui ne peut pas atteindre le convoyeur de dépilage. Lorsque chaque plateau est articulé, on peut relever la partie arrière pour retenir l'éboulement en fermant sa sortie, ou l'a- baisser pour dégager au Contraire la sortie du minerai sans changer l'incli- naison du rabot. On a noté qu'il n'y avait pratiquement pas d'éboulement dans la partie du front de taille située entre le plateau et la sole. C'est pour cette raison que l'on peut mettre le plateau près du chapeau de la pile. 72126 Les figures en annexe permettront de mieux comprendre l'invention. La figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée d'une installation selon la présente demande. La figure 2 est une vue en coupe verticale d'une installation selon la présente demande. La figure 3 représente le mode particulier de réalisation dans laquelle le plateau est articulé (figure 3a: vue de dessus; figure 3b et 3c: coupes selon AA' et BB', respectivement). Sur la figure 1, l'installation comporte plusieurs piles de soutè- nement marchant alignées le long du front de taille. On voit sur la pile (1') que chaque pile est constituée d'une flèche (2), d'un chapeau (3) com- portant une prolonge (4), et de deux semelles (5),(5'). Les semelles (5) et (5') sont reliées au chapeau à l'aide de vérins (6), (6'), (6"), (6"') ali- mentés de façon non représentée par un réseau hydraulique. Dans le type de pile représenté sur la figure 1, le chapeau se compose d'un bouclier arrière muni de volets (7) par lesquels on peut re- cueillir le charbon soutiré entre le toit et la couronne et qui tombe sur le convoyeur de soutirage (8) (figure 2). Le charbon provenant du front de taille est recueilli sur un convoyeur de desserte (9) placé devant les piles de soutènement (1,1', 1",...) parallèlement au front de taille. Ce convoyeur(9) porte des guides (10) pour le premier rabot (11). Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, un plateau (12), portant à l'avant un guide (13) pour le second rabot (14), est reliè par les vérins (15), (16), (17), (18) aux semelles (5) et (5'). les vérins (16) et (17) sont des vérins de poussée. Le vérin (15) n'est pas actif. C'est en fait une simple glissière qui, avec le vérin (18), sert au cabrage du plateau. Il faut remarquer qu'il est possible de disposer autrement les vé- rins de poussée. Mais la triangulation constituée par les vérins (15) et (18) est indispensable si l'on souhaite pouvoir cabrer le plateau et raidir l'ensemble. En effet, le système plateau-second rabot + vérins ne repose que sur le charbon à l'avant du plateau et sur les ponts de pile (points marqués A et B sur la figure 2). Selon la figure 3 le plateau est articulé et comporte un caisson (19) et une partie plane (20) réunis de façon à pouvoir pivoter a l'aide d'un vérin (21). Le dispositif selon la présente invention est mis en oeuvre de la façon suivante: 2 72 1 26 Dans une première étape, on pratique une saignée à l'aide du second rabot porté par le plateau en avant de la pile peu au-dessous du niveau du chapeau. Dans une seconde phase, on sort les prolonges du chapeau audessus du plateau. On fait ensuite une saignée h la sole avec le premier rabot puis on fait avancer le convoyeur de soutirage. L'ensemble de la pile peut alors avancer d'un pas vers le front de taille. Si les chapeaux de pile ne comportent pas de prolonges, la seconde phase peut être supprimée, l'extrémité avant du chapeau de pile faisant alors sa place dans le charbon abattu au moment du ripage de la pile. REVENDICATIONS 1. Dispositif mécanisé pour l'abattage de minerai dans une taille, comprenant au moins une pile de soutènement marchant, un convoyeur de des- serte et un premier rabot associé à ce convoyeur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un ensemble de plateaux formant un plateau métallique, si- tué entre la semelle et le chapeau de la pile, h l'avant dudit dispositif, sur toute la longueur de la taille et un second rabot disposé à l'avant du- dit plateau, chacun des plateaux formant le plateau métallique étant relié à la semelle qui lui correspond au moyen d'au moins un vérin. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la course du vérin est telle que chaque plateau puisse avancer du pas du soutè- nement marchant. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que chaque plateau est relié à la pile qui lui correspond, en plus d'au moins un vérin, par un vérin passif comportant, fixée sur son enveloppe ex- tèrieure, une extrémité d'un vérin de cabrage dont l'autre extrémité est fixée audit plateau. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le plateau métallique porte, h l'avant, un guide destiné à recevoir le second rabot. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le second rabot est un rabot à tourelle. 6. Dispositif selon l'une des revendications i à 5 caractérisé en ce que chaque plateau est formé de 2 parties et articulé dans le sens de la longueur de façon à pouvoir osciller. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le mouvement d'oscillation est commandé par au moins un vérin reliant les 2 parties du plateau. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le plateau métallique est disposé près du chapeau de chaque pile de soutènement marchant.