Brevet FR2574850A1 — publié le 19860620

L'invention concerne un support d'outil pour ancrage de renfort en exploitation minière. Le soutènement par ancrage est, dans l'état actuel de la technique, un soutènement à coulissement restreint. L'état actuel de la technique, cela signifie: pratique couronnée de succès en exploitation souterraine de houille du soutènement par ancrage à l'aide de boulons totalement encastrés au lieu des boulons à coquilles d'expansion, section de galerie rectangulaire de préférence à la section cintrée, remplacement de l'ancienne protection des bordures de voies de desserte à l'aide de coffrages en bois par une protection à l'aide de remblais conjugués de galeries à portance rapide, prise en compte de la convergence dans les galeries en couche, ainsi qu'une théorie des corps fissurés devenant conforme aux conditions du fond de la mine pour le tracé et le dimensionnement du soutènement par ancrage.Les paramètres essentiels à ce sujet sont la profondeur, l'épaisseur de la couche, l'indice de roche au mur, l'indice de remblayage des bordures, la hauteur de galerie, la largeur de galerie, la longueur d'encastrement des boulons, l'influence du soutènement du fond, ainsi que l'étirage du revêtement ancré de la galerie. Dans leur ensemble, ces paramètres font aisément apparaître qu'une estimation erronée en particulier de la charge du soutènement peut conduire à des dégâts, et même à la rupture du soutènement. Les boulons d'ancrage ne sont extensibles avant rupture que sur 7 à 15% de leur longueur, selon la qualité de l'acier. Jusqu'à présent, on ne dispose d'aucun procédé qui permette dans des conditions simples de calculer à l'avance les allongements du revêtement ancré de la galerie. Ce fait a en particulier la conséquence suivante: un soutènement qui n'est supporté que par des boulons d'ancrage, et le revêtement par treillis en fil de fer qui lui est lié, doit être surveillé par principe et en permanence, à l'aide d'un dispositif de contrôle approprié. Pour la surveillance d'un allongement inadmissible du revêtement ancré de galerie des boulons témoins ont avant tout fait leurs preuves, lesquels ne sont encastrés que tout au fond du trou de forage et qui, sur leur longueur d'encastrement, pénètrent plus profondément dans la roche que les boulons de soutènement.L'extrémité du boulon, qui fait saillie du trou de forage par une douille tubulaire faisant corps avec l'entrée du trou de forage, est, de manière appropriée, garnie d'un repère lumineux à lamelle. Elle permet de savoir, même sans mesure, si le revêtement ancré de la galerie s'est allongé, ou non, dans une proportion admissible de 2,5 à 3% de la longueur du boulon. Si l'étirage admissible est atteint, des dispositions de renfort sont nécessaires. Comme dispositions de renfort, sont à considérer, le soutènement d'appui et l'ancrage de renfort. Dans l'ancrage de renfort, des boulons d'ancrage nouveaux et additionnels sont placés entre les boulons existants. Certes, en matière d'ancrage, on connaît des dispositifs utilisables, selon lesquels on réalise simultanément plusieurs trous de forage dans la roche; ces dispositifs sont toutefois inappropriés pour l'ancrage de renfort, en raison des boulons déjà posés. Ou bien l'emplacement des boulons déjà posés n'est pas compatible avec les contraintes du dispositif de réalisation simultanée de plusieurs trous de forage; ou bien encore, dans la zone concernée, un seul boulon additionnel est nécessaire. Il en est résulté que l'ancrage de renfort se pratique toujours avec des outils individuels de forage. Ces outils individuels de forage sont placés sur un affût, qui sert en même temps de support, et prend appui sur le sol pendant le fonctionnement, ctest-à- dire lors du forage. Au cours de l'opération de forage, en particulier lors du percement, lraffût est tenu à la main dans la position de forage considérée par plusieurs mineurs. Le travail est simplifié, dès que l'outil de forage a pénétré dans la roche d'une profondeur suffisante. Néanmoins, dans tous les cas, les nuisances dues à la boue provoquée par l'opération de forage aggravent la peine des mineurs. Les écoulements d'eau sont particulièrement éprouvants. Aussi l'invention a-t-elle pour objet d'améliorer les conditions du travail d'ancrage de renfort, en particulier de diminuer les nuisances pour les mineurs. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le support d'outil est manoeuvrable à la main et/ou est tenu par un pied, de façon pivotante et verrouillable. Grâce à sa configuration manoeuvrable, le support peut être de construction massive, de sorte que son emploi permet d'éviter de tenir l'outil à la main pendant le forage. Sa conception pivotante permet en même temps d'adapter l'outil de forage à I'inclinai- son correspondante requise. Selon un autre aspect de l'invention, le support est lui-même construit de façon pivotante. Cela ouvre deux possibilités. L'une d'elles est la multiplication des positions de pivotement, le cas échéant une position de pivotement réglable en continu. L'autre est une division des tâches, par exemple par la mise en place préalable du support par pivotement sur le pied, suivie d'un ajustement de la position par pivotement du pied. Pour le pivotement du support sur pied, on prévoit avantageusement un angle de pivotement de O à 130 degrés, et pour le pivotement pied, un angle de pivotement de 20 à 45 degrés. Selon l'invention, la distance entre l'axe de pivotement du pied, et l'axe de pivotement du support sur le pied, ne doit pas dépasser 50 cm. Pour le pivotement du support, aussi bien que pour l'ajustement de la position, on se sert de broches, par l'intermédiaire desquelles le pied s'appuie sur le sol. Les broches sont de préférence portées par des bras, les bras sont eux-mêmes montés sur le pied de manière à pivoter à volonté. On donne ainsi à l'outil de forage une extrême possibilité d'ajustement à toutes les inclinaisons désirées. Avec des possibilités de pivotement de O à 130 degrés, on peut également traiter au moins partiellement avec l'outil de forage l'autre côté d'une galerie, sans avoir besoin de tourner cet outil. Les bras qui tiennent les broches sont recourbés de telle manière, que les broches présentent entre elles une distance supérieure à la largeur du pied. Un outil de forage ainsi constitué a une tenue très stable, et peut être mis en oeuvre par télécommande. La télécommande selon l'invention est à une distance d'au moins 2 m, qui garantit que le personnel de service n'est plus exposé aux nuisances antérieures dues à la boue ou à l'eau. La figure représente un exemple de réalisation de l'invention. La référence 1 désigne un outil de forage, avec lequel on peut pratiquer des trous de forage dans la roche de manière connue. L'outil de forage 1 est monté sur un affût 2. L'affût 2 a, au choix, une hauteur de 2 200 ou 3 000 mm. L'affût 2 est fixé sur un support 3. Le support 3 comporte à son extrémité inférieure, non représentée, un oeil grâce auquel il est logé en pivotement dans un sabot 4. Le tourillon qui forme l'axe de pivotement est désigné par la référence 5. Le sabot 4 est monté sur une plaque 6, qui présente des dimensions à peu près carrées, avec des bords d'une longueur de 400 à 800 mm. A sa face inférieure, la plaque 6 est munie de griffes 7, qui, lors de l'exploitation, assurent une indentation avec le sol. On visse également sur le sabot 4, un logement 8 pour une roulette 9. La roulette 9 est assujettie d'une manière aussi proche que possible du sabot 4, de telle sorte que la distance entre l'axe de la roulette et l'axe de pivotement du support 3 soit inférieure à 50 cm. Sur le sabot 4, se trouve une série de trous allongés 10, dans lesquels peuvent être insérés des boulons, non représentés, qui constituent des points d'appui pour le support 3. C'est-à-dire que, dans la position de pivotement représentée en traits hachurés, un boulon a été inséré dans le trou allongé avoisinant 10, et le support 3 repose solidement sur le boulon, en raison du poids de l'ensemble de l'outil de forage 1, de l'affût 2 et du support 3. Tous les trous allongés 10 sont disposés en arc de cercle autour de l'axe de pivotement du support 3. La plaque 6 porte également un autre sabot 11. Le sabot 11 sert lui-même de logement, cette fois pour des bras 12, aux extrémités desquels des broches 13 sont montées pour tourner. Les broches 13 assurent un appui au sol. Les bras 12 sont eux aussi bloqués dans la position de pivotement convenable par des boulons non représentés. Les boulons sont insérés dans des trous allongés 14. Les trous allongés 14 sont disposés en arc de cercle autour de l'axe de pivotement 15 des bras 12. A la différence du sabot 4 et du support 3, les bras 12 ne reposent pas sur les boulons, mais au contraire les boulons, à cause du poids de l'ensemble de l'outil de forage 1, de l'affût 2, du support 3, du sabot 4, de la plaque 6 et du sabot il qui s'exerce sur eux, reposent sur les bras 12. La charge à supporter de ce fait est relativement faible, 180 kg, dans l'exemple de réalisation, et permet un dimensionnement relativement faible des bras 12. La longueur des bras est comprise entre 1 et 2 m. Les bras sont réalisés dans leur partie dépassant du sabot 11, de telle manière que les broches 13 ont entre elles une distance supérieure à la largeur de la plaque 6. On donne ainsi à l'outil de forage une stabilité latérale considérable. Pour l'orientation de l'outil de forage 1 intervient d'abord une mise en place préalable par pivotement du support 3 dans le sabot 4. Une position d'ajustement est ensuite assurée par le réglage des bras 12 dans le sabot 11, et enfin une dernière mise en place à l'aide des broches 13. Dans l'exemple d'exécution, deux bras 12 sont prévus, et les sabots 4 et 11 sont formés respectivement de 2 tôles soudées verticalement sur la plaque 6, à distance appropriée l'une de l'autre, entre lesquelles le support 3 d'une part, et les bras 12 d'autre part, peuvent aller et venir. Après exécution du travail de forage, le support 3 est amené à une position de transport non représentée, dans laquelle il peut être évacué sans problème. Après quoi, le dispositif est soulevé à la main par ses bras 12, et poussé au moyen de la roulette 9 jusqu'à l'emplacement suivant de mise en oeuvre. Pour autant qu'à un endroit déterminé du soutènement, plusieurs boulons doivent être introduits les uns à côté des autres, le dispositif selon l'invention permet, contrairement au maniement antérieur de dispositifs de cette sorte, l'insertion du mandrin de serrage pour le boulon d'ancrage sans déplacement de l'ensemble de l'outil. Seul l'outil de forage est à faire pivoter avec le support 3, dans les proportions voulues pour accéder au trou de forage. REVENDICATIONS 1. Support d'outil pour ancrage de renfort, pratiqué en exploitation minière et construction de tunnels, caractérisé en ce que le support (3) est manoeuvrable à la main et/ou est tenu par un pied, de façon pivotante et verrouillable. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pied (4, 6, 11) est lui-même pivotant. 3. Support selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe de pivotement du support (3) sur le pied, et l'axe de pivotement du pied, présentent entre eux une distance qui ne dépasse pas 50 cm. 4. Support selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'angle de pivotement du support (3) s'étend de O à 130 degrés. 5. Support selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le pied, dans la zone de pivotement (5) du support (3), est muni d'une roulette ou roue (9). 6. Support selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le pied (4, 6, 11) s'appuie sur le sol, à son extrémité éloignée du support (3), par l'intermédiaire d'une broche réglable (13). 7. Support selon la revendication 6, caractérisé en ce que la broche (13) est fixée sur un bras (12). 8. Support selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bras (12) est lui-même fixé au pied (4, 6, 11) d'une manière pivotante. 9. Support selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les deux bras (12) qui, à l'extrémité comportent la broche (13), présentent entre eux une distance supérieure à la largeur du pied (4, 6, 11). 10. Support selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'angle de pivotement du pied (4, 6, 11) s'étend de 20 à 45 degrés. 11. Support selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par la présence de sabots (4, 11) pour le pivotement du support (3) et/ou des bras (12). 12. Support selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'outil de forage (1) est télécommandé, à une distance minimum de 2 m.