Brevet FR2600116A1 — publié le 19871218

L'invention a pour objet e t une pile de soutènement mécanisé pour taiLles à remblayage pneumatique frontal utilisable notamment mais non exclusivement dans les exploitations en semi-dressants, au pendage. On rappeLlera qu'une exploitation au pendage s'effectue parallèlement à la ligne de plus grande pente du gisement. On connait déjà des exploitations minières dans lesquelles des pi Les de soutènement à progression mécanique sont associées a des moyens de remblayage pneumatique. Ces derniers moyens comprennent une conduite de remblayage qui s'étend en général sur toute La longueur de la taille, paral lelement au front de taille et en arrière des étançons des pi les de soutènement. Avec Le type de remblayage dit frontal, la conduite de remblayage est constituée par des portions successives conçues pour être accouplées et désaccouplées facilement. Quand on veut faire avancer une ou pLusieurs pi les de soutènement, on désaccouple des portions de la conduite au droit de ces piles.La progression de plusieurs pi les du soutènement libére alors L'ouverture de la conduite de remblayage à L'extrémité des portions de cette conduite qui sont portées par Les pi les restées en place. Cette disposition permet de souffler avec de L'air comprimé de La matière de remblayage dans la direction de l'axe de la conduite. Ce type de rembLayage est particulièrement favorable pour les expLoitations au pendage. Il existe des exploitations dans lesquelles le remblayage pneumatique est associé à des soutènements utilisant des pi les files. Ce type de pile a L'avantage d'être simple mais il est reLativement peu stable et ne peut, de ce fait, être employé dans les exploitations en semi-dressants au pendage, ayant un pendage supérieur à 15-20 degrés environ. On connaît aussi des pi Les à boucliers du type à lemniscate, utilisées dans des chantiers en semi-dressants, qui sont adaptées au rembLayage pneumatique. Ces pi les sont équipées, à L'arrière du bouclier, d'un chapeau à L'abri duquel est suspendue- La conduite de remblayage. Ce type de pile a l'inconvénient que Le chapeau arrière est fortement en porte-å-faux et n'assure pas un soutien suffisant des terrains, I' enc om breBent de ce chapeau ne permettant pas en outre un remblayage jusqu'au toit; en général Le coefficient pratique de remblayage est inférieur à 50 %. De plus, la conduite de remblayage est suspendue en arrière du bouclier dans une zone qui est difficile d'accès pour Le personnel et où les conditions de sécurité sont médiocres (protection par le seul chapeau arrière qui n' empêche pas forcement Les éboulements et Les chutes de pierres, présence de grisou dans un espace non ventilé, absence de visibilite). Le but Drincipal de l'invention est de proposer une oile qui apporte simultanément les avantages suivants : - etre utilisable dans des expLoitations qui présentent un pendage allant jusqu'à 45 degrés environ - permettre d'atteindre un coefficient de remblayage enlevé pendant que le toit est soutenu fortement au plus prés du remblai afin de diminuer le risq-ue de toudroyage des terrains et la convergence des épontes tout en évitant La présence d'un chapeau arrière encombrant, - améliorer Les conditions de travail du personnel en augmentant sa sécurité, en facilitant Les déplacements et les manipulations, - être plus Légère et moins encombrante que les pi les classiques à capacité comparabLe. On atteint ce but selon l'invention avec une pile de soutènement à portion raccordabLe et détachabLe d'une conduite pneumatique de remblayage frontal, qui comprend - un élément avant de soutènement ayant une embase, un moyen de soutien hydraulique porté par cette embase, un chapeau avant télescopique à partie principale soutenue par le moyen hydraulique et à partie coulissante; - un élément arrière de soutènement ayant une embase, un moyen de soutien hydraulique porté par cette embase, un chapeau arrière télescopique à partie principale soutenue par Le moyen hydraulique et à partie coulissante ; - les embases et Les parties principales des chapeaux avant et arrière sont séparées par un intervalle de séparation;; - un organe de liaison est disposé dans l'intervalle de séparation entre Le chapeau avant et Le chapeau arrière et iL est réuni par une articuLation respectivement à chacune des parties couLissantes de ces chapeaux; - La portion de La conduite de rembLayage est supportée par un vérin au-dessus de L'embase de l'élément arrière de soutènement à proximité du moyen de soutien hydrauLique de La partie arrière principaLe du chapeau ;; - au moins un vérin s'étend dans l'intervalle entre Les embases avec Lesquelles il est articulé par ses extrémités, - un écran métaLlique est articuLé à L'extrémité arrière de l'élément arrière de soutènement pour s'étendre en sens substantieLlement perpendiculaire au chapeau arrière re au moins sur une distance égale à une fraction importante de La hauteur du soutènement, en arrière de la portion de la conduite de remblayage. De préférence, La portion de conduite de rembrayage est supportée en avant, dans le sens du dépLacement du soutènement, du moyen de soutènement de L'élément arrière de soutènement. Dans un autre mode de réalisation, cette portion peut etre supportée en arrière du moyen de soutènement. Selon un mode de réalisation de l'invention L'organe de liaison est articulé avec Les parties coulissantes des chapeaux au moyen de deux axes horizontaux permettant un débattement vertical relatif des chapeaux en empê- chan-t tout débattement latéral. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention donnée- à titre explicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe par un plan perpendiculaire au front de taille d'une pile selon L'invention, - la figure 2 est une vue de détail en coupe se ion II-II de La figure 1, - la figure 3 est une vue partielle de dessus des embases d'un soutènement à piles, selon l'invention en position de remblayage Une pile conforme à L'invention est constituée par un éLément avant de soutènement ï et par un éLément arrière de soutènement 2. Chaque éLément de piLe 1, 2 a une embase 3,4 respectivement qui supporte un moyen de soutien hydrauLique 5, 6 respectivement ; chacun de ces moyens hydrauliques 5, 6 porte La partie principale d'un chapeau télescopique 7,8 ayant une partie interne coulissante 9,10 respectivement. IL existe entre les embases 3,4 et Les chapeaux 7,8 des deux éléments de piLe 1,2 un intervaLle de séparation désigné par La référence 11. Au niveau des chapeaux, un organe de liaison tel qu'une bielle 12 est placée dans l'in- tervalle 11 et articuLée par ses extrémités opposées, au moyen d'axes horizontaux 13 avec la partie interne coulissante 9, 10 des chapeaux 7,8. Au niveau des embases 3, 4 un vérin de ripage 14 est pLace dans L'intervalle 11 et articulé par ses extrémités opposées avec chacune des embases. Du fait que Les pi les de soutènement sont utilisées en grand nombre côte à côte, il peut se faire que certaines d'entre elles (une sur deux par exemple) soient dépourvues de vérin de ripage 14 et que les autres pi les soient équipées de deux vérins de ripage 14 comme on peut le voir sur La figure 3.Chaque vérin 14 est à deux courses distinctes successives. L'éLongation totaLe correspond à deux passes de havage. Dans L'exemple décrit ici d'une pile de soutènement adaptée à un pendage élevé supérieur à 15", l'élément avant 1 est L'éLément qui assure le soutènement à proximité du front de taille par un moyen de soutien hydraulique du type à lem- niscate, à deux étançons 15 de haute portance. Cet élément avant 1 comprend dans sa partie avant le chapeau avant télescopique 7 permettant de maintenir Le toit juste après le passage de La machine de havage, un déflecteur de front teLescopique 16 apte à etre aLLongé pour s'appuyer, pendant L'utiLisation, sur Les rehausses 17, comme indiqué en trait mixteten prenant une position inclinée vers l'arrière du haut vers Le bas.Cette disposition sert à la création d'un compartiment charbon isolé du reste de La taille, autorise la circulation des haveurs en sécurité devant Les étançons et canalise la poussière le Long du front de taille. Ainsi qu'iL est connu, un vérin avant de ripage 18 permet de haLer L'élément avant 1 en tirant sur Le convoyeur blindé 19. L'embase 3 est de construction fermée pLate assurant une bonne répartition des pressions au mur. Quand i i n'est pas en service Le déflecteur 16 est rétracté par un vérin interne 16A et rangé sous Le chapeau, paraLLèlement à ce dernier, comme représenté en trait plein, par pivotement autour d'une articulation de son extrémité avant avec L'extrémité avant du chapeau 7. IL existe aussi sur Le chapeau avant 7 des ai Les 20 et sur l'embase 3 un recentreur d'embase 21. La partie centraLe de L'élément avant 1 se compose d'un embieLLage à Lemniscate 22 qui assure la stabilité longitudinale et transversale de la pile, et d'un vérin de liaison chapeau-dossier 23. La partie interne coulissante 9 du chapeau telesco- pique avant 7 permet d'assurer La couverture du toit derrière La partie centrale, de La vaLeur d'une passe de havage. Le soutènement de La zone arrière de La taille est assuré par L'élément arrière 2 qui est du type caisson à un étançon 6 de forte portance permettant un soutien au plus près du remblai. Grâce à son chapeau téLescopique 8, qui peut coulisser pi Le serrée, et à La partie interne couLissante 9 de L'éiement avant 1, le soutien de cette zone arrière de la taille peut rester assuré pendant 2 passes de havage. Les parties internes coulissantes 9, 10 des deux chapeaux télescopiques 7, 8 sont déplaçables sous l'effet de vérins intérieurs 9A et 10A; la tige 9B du vérin 9A est visible sur La figure 2. Ces vérins 9A, 10A et Les vérins 14 servent au ripage de L'élément arrière 2 et contribuent en cas de besoin au ripage par poussée, de L'élément de soutenement de taiLle 1. L'élément arrière 2 supporte à l'arrière un écran métallique 2L à L'aide duquel on peut isoler compLètement la taille de La zone de remblai. Cet écran 24 est compose dans cet exemple d'un écran supérieur 24A qui est articulé par une extrémité L'extrémité arrière du chapeau arriere 8 pour pendre vers le bas, et d'un écran inférieur 24B qui s'élève à partir de L'extrémité arrière de L'embase 4. Ces deux écrans 24A, 24B se recouvrent partiellement de façon variabLe en fonction des variations de hauteur de la pi Le. Une portion 25 de La conduite de rembLayage de type frontal, est égaLement supportée par L'élément arrière 2 en avant de L'écran 24. Dans la disposition représentée sur La figure 1, cette portion est supportée par une consoLe 26, en avant de L'étançon 6, par un vérin vertical 27 qui autorise Le réglage en hauteur de cette portion 25. En variante, La portion 25 de La conduite de remblayage pourrait être supportée en arrière de L'étançon 6 entre ceLui-ci et L'écran 24. On peut constater sur La figure 1 que t 'éLément arrière 2 de i a p i e assure une Ligne g n e de soutenerllent continu du toit au plus près du remblai, ce qui reporte la Ligne de fracture possible du toit au-dessus de la zone déjà remblayée. Les vérins 9A, 10A et 14 ont des courses qui sont déterminées pour que l'on ne soit obLigé de faire avancer Les éléments arrière 2 que, par exemple, toutes les deux passes de havage. Pour effectuer une opération de remblayage, après avoir désaccouplé deux portions successives 25 de la conduite de remblayage (figure 3), on fait avancer Les éléments arrière 2 sur une certaine Longueur (correspondant par exemple à 5 piles), de manière que L'écran 24 vienne en avant de L'ouverture de La portion 25 de la conduite supportée par le dernier des éléments arrière non avancés. On peut alors souffler Le remblai dans l'axe de la conduite de remblayage derrière L'écran 24, dans la chambre ménagée par L'avancement des piles, comme indiqué par une flèche F sur La figure 3. Le remblayage frontal permet de profiter du pendage de la taille pour obtenir un meilleur tassement du remblai. La conception de la pile permet de remblayer jusqu'au toit. Le remblai est tassé contre L'écran 24 et ce dernier empêche L'éboulement lors du ripage suivant de ta pile 1. La figure 1 montre bien que Les haveurs qui tra vail-lent au niveau de l'élément avant de soutènement 1 sont nettement séparés de l'équipe de remblayage qui se déplace dans l'intervalle de séparation 11 entre les deux éléments de soutènement avant 1 et arrière 2. REVENDICATIONS 1. Pile de soutènement à portion raccordable et détachable (25) d'une conduite pneumatique de remblayage caractérisée en ce qu'elle comprend, - un élément avant (1) de soutènement ayant une embase (3), un moyen de soutien hydraulique (5) porté par cette embase (3), un chapeau avant télescopique (7) à partie principale soutenue par Le moyen de soutien hydraulique (5) et à partie coulissante (9), - un élément arrière (2) de soutènement ayant une embase (4), un moyen de soutien hydraulique (6) porté par cette embase (4), un chapeau arrière télescopique (8) à partie principaye soutenue par Le moyen de soutien hydraulique (6) et à partie coulissante (10), - Les embases (3,4) et les parties pr'.ncipales des chapeaux avant (t) et arrière (8) étant séparées pa-r un intervalle de séparation (11), un organe de Liaison (12) étant disposé dans cet intervalle (11) et étant réuni respectivement par une -articulation (13) à chacune des parties coulis- santes (9,10) de ces chapeaux et un vérin (14) étant disposé dans le même intervalle (11) entre les embases (3, 4) et articulé avec chacune d'elle, - un écran métallique (24) étant articulé à L'extrémité arrière de L'élément arrière (2) de soutènement pour s'étendre pendant le remblayage en sens substantiellement per pendiculaire au chapeau arrière (8) au moins sur une fraction importante de La hauteur de cet élément arrière (2) de soutien nement, - la portion (25) de conduite de remblayage étant supportée par un vérin (27) au-dessus de embase (4) de 'éCé- ment arrière (2) de soutènement en avant de l'écran métalli- que (24). 2. Pile de soutènement selon La revendication 1 caractérisée en ce que les parties coulissantes (9,10) des chapeaux (7,8) sont articulées chacune avec une extrémité d'un vérin correspondant (9A, 10A) dont L'autre extrémité est réunie à la partie principale du chapeau (7, 8). 3. Pile de soutènement selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'écran métallique (24) est constitué par au moins un écran supérieur (24A) articulé par une extrémité à L'extrémité arrière de la partie principale du chapeau (8) de l'élément arrière (2) de soutènement et s'étendant vers Le bas. 4. Pile de soutènement selon La revendication 3 caractérisée en ce que L'écran métallique (24) comprend en plus un écran inférieur (24B) articulé par une extrémité à L'extrémité arrière de l'embase (4) de l'élément arrière (2) de soutènement et s'étendant vers lue haut, ces deux écrans supérieur (24A) et inférieur (24B) se recouvrant sur une partie de leur longueur en position d'utilisation. 5. Pile de soutènement selon La revendication 1 caractérisée en ce que La portion (25) de conduite de remblayage est montée sur une console (26) en avant du moyen de soutien hydraulique (6) de l'élément arrière (2) de soutènement, cette console étant portée par le vérin (27) et réglable en hauteur au moyen de ce dernier. 6. Pile de soutènement selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen de soutien hydraulique (5) de-l'éLément avant (1) de soutènement est du type à mouvement en Lemniscate à deux étançons hydrauliques (15). 7. Pile de soutènement selon la revendication 1 caractérisée en ce que Le moyen de soutien hydraulique (6) de l'élément arrière (2)de soutènement est du type caisson à un étançon hydraulique (6). 8. Pile de soutènement selon la revendication 1 caractérisée en ce que Le chapeau (7) de l'élément avant (1) de soutènement est équipé à son extrémité avant d'un déflecteur télescopique (16) qui occupe pendant l'utilisation une position incLinée vers l'arrière, du haut vers le bas, Lui permettant de s'appuyer sur les rehausses qui accompagnent la pile de soutènement 9. Pile de soutènement selon la revendication 1 caractérisée en ce que le vérin (14) placé dans L'intervalle (11) entre Les embases (3,4) a une course qui correspond a la profondeur d'au moins deux passes de havage et chacune des parties coulissantes (9, 10) des chapeaux avant (7) et arrière (8) a une course qui correspond à la profondeur d'au moins une passe de havage.