Brevet FR2610986A1 — publié le 19880819

La présente invention concerne un chapeau télescopique d'un type nouveau, destiné à assurer le soutènement dans des mines souterraines. Elle concerne plus particulièrement,quoique non exclusivement, le soutènement dans une mine exploitée en dressant, c'est-àgdire lorsque la couche de minerai présentant un pendage proche de la verticale, est exploitée de bas en haut. On connaît, par exemple par le brevet français 2. 087. 724, des dispositifs de soutènement pour ce type d'exploitation en dressant. Pour cela, on prévoit de poser contre le front de minerai qui surplombe le chantier, un chapeau supérieur dont les extrémités prennent appui sur le sommet de montants télescopiques disposés contre les épontes. Le pied de ces montants prend à son tour appui sur le remblai du sol. Un tel dispositif connu présente l'inconvénient d'obliger à placer au sol les montants qui s'élèvent contre les épontes sur toute la hauteur du chantier. Outre l'encombrement qui en résulte, cela augmente notablement le coût du soutènement de la taille. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en utilisant un chapeau de soutènement qu'il n'est pas nécessaire de supporter en prenant appui sur le sol du chantier, Un chapeau de soutènement selon l'invention, pour une mine souterraine exploitée en dressant, est prévu pour être posé sensiblement à l'horizontele contre la paroi inférieure du minerai qui constitue la partie supérieure du chantier entre les épontes, et il est caractérisé en cequ'il est formé d'un corps dans lequel coulisse une prolonge actionnée par vérin hydraulique de serrage qui prend appui sur le corps et sur la prolonge, les extrémités opposées du corps et de la prolonge portant par ailleurs chacune un patin d'appui, si bien que 1' allongement du vérin écatte les deux patins et les serre contre les épontes, ce qui suffit pour immobiliser solidement le chapeau et assurer le soutènement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une lame de ressort de rappel est prévue entre chaque patin et son support articulé ,ou corps ou prolonge du chapeau. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le corps et la prolonge comportent à leurs extrémités opposées chacun un deuxième axe sur lequel est articulé un touclier la téral dont le serrage contre tes épontes est assuré par un vérin accessoire le reliant au chapeau de soutènement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on intercale entre la face supérieure du chapeau et la paroi de minerai qui la surmonte, une couche d'appui en un matériau élastique. Suivant une autre caractéristique de l'invention le chapeau est conçu de façon symétrique, comportant un corps central de part et d'autre duquel un seul vérin de serrage fait coulisser deux prolonges télescopiques entre lesquelles il est situé, Suivant une autre caractéristique de l'invention, le chapeau peut en outre reposer pour améliorer la sécurité dans zone difficile à contrôler sur des montants prenant appui sur le remblai du sol. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra demieux comprendre les caractéristiques de l'invention. Figure 1 est une coupe transversale d'un chantier de mine exploité en dressant. Figure 2 est une coupe longitudinale suivant II II (Figure 12. Figures 3 et 4 sont des vues respectivement en plan et en élévation d'un chapeau de soutènement selon l'inven tison Figure 5 montre une variante à montants de sécurité. Figure 6 montre une variante à boucliers latéraux, ces derniers étant repliés sous le chapeau. Figure 7 est une vue analogue avec les boucliers déployés. Figure 8 montre une variante où le chapeau à boucliers des Figures 6 et 7 est complété par des montants. Figure 9 est une vue latérale d'une variante où le chapeau est équipé d'une rallonge d'extrémité. Figure 10 est une vue analogue ou le chapeau est réalisé de façon symétrique. Figure 11 est une variante où le chapeau est muni sur ses faces de contact avec le toit et les épontes, d' une couche de matière élastique Figure 12 montre cette variante après mise en place, les faces d'appui contre le minerai et les épontes étant munies d'une couche en matière élastique. Figures 13 et 14 montrent une variante supplémentaire à patins d'ancrage simples avec coussin supérieur en matière élastique. Le chapeau télescopique illustre sur les dessins est utilisé pour soutenir la couronne 2 (figure 1) du gisement en prenant appui par serrage hydraulique sur les épontes 3. La figure 1 représente une coupe transversale d'un chantier d'exploitation en dressant et sur la figure 2 on voit la répartition longitudinale des chapeaux de soutènement 1. On distingue sur la partie de la figure 1, les chapeaux 1 en serrage, au milieu, la partie 4 du gisement, exploitée au cours d'une phase d'abattage et en bas le remblai 5 mis en place après chaque abattage. En figure 2 on distingue (flèche 6) le chapeau 1 qui sera enlevé par une machine 7 qui le stocke et le remet en place après abattage (flèche 8) en partie supérieure contre la couronne 2. Le chapeau 1 illustré sur la variante des Figures 3 et 4 comprend - un corps 9 qui porte à une extrémité un patin d'appui 10 maintenu en position par un ressort 11 - une prolonge 12 qui coulisse dans le corps 9, et porte à son extrémité un patin d'appui 13 maintenu aussi par une lame de ressort 14. - un vérin hydraulique central 16 accroché d'une part au corps 9 par un axe 17 et d'autre part à la prolonge 12 par un axe 18. Le fonctionnement est le suivant Avant la mise en place du chapeau 1, la prolonge 12 est rentrée dans le corps 9 par l'alimentation de la petite face du vérin hydraulique 16. Cette alimentation est assurée par un raccordement rapide sur circuit provenant d' une centrale hydraulique portée éventuellement par l'engin de manutention 7. A la mise en place, l'engin de manutention 7 plaque le chapeau 1 sur la couronne 2 en contact par sa face supérieure 19 ( flèche 8) ; ensuite , la grande face du vérin 16 est alimentée pour faire sortir la prolonge 12 jusqu'à venir en contact , par l'intermédiaire des patins 13 , avec les épontes ; dans un deuxième temps , le patin 10 prendra contact avec les épontes 3 . 'efr't .de;serragesur les les épontes est contrôlé par un ensemble de clapet et valve de type connu non représenté. Pour améliorer la sécurité , il est possible de mettre en place sous le chapeau 1 ( figure 5) un ou plusieurs montants ou étançons 19 . Il leur est relié à l'aide de pattes d' accrochage 20 , prévues à sa;pWrtie inférieure. Le chapeau peut porter des accessoires supplémentaires , pour améliorer la tenue du toit et des épontes . Pour assurer un meilleur contact avec la couronne 2 ,la partie supérieure du corps 9 et de la prolonge 12 peut être recouverte par un coussin 21 , 22 ( figure 12 , 14) constitué par une couche de matière élastique ( caoutchouc , mousse , polystyrène) . Une amélioration de la tenue des épontes 3 est obtenue par la mise en place aux extrémités du corps 9 et de la prolonge 12 ,de deux boucliers latéraux basculants 26 , 32 (figures 6 et 7). Cette variante illustrée sur les fig. 6 et 7 comprend - un corps 25 qui porte à une extrémité un patin d' appui 10 du type précité , maintenu en position par un ressort 11 , un bouclier latéral 26 articulé sur le corps par un axe 27 et manoeuvré par un ou plusieurs vérins hydrauliques 28 accrochés d'une part sur le corps 25 par un axe 29 , d'autre part au bouclier latéral 26 , par un axe 30 - une prolonge 31 coulissant dans le corps 25 et qui porte à une extrémité un patin d'appui 13 maintenu par un ressort 14 , ainsi qu'un bouclier latéral 32 articulé sur la prolonge par un axe 33 et manoeuvré par un ou plusieurs vérins hydrauliques 34 , accrochés d'une part sur la prolonge par un axe 35 , d'autre part au bouclier latéral 32 par un axe 36 - un vérin hydraulique ventral 37 accroché d'une part au corps par un axe 38 rt d'autre part à la prolonge 31 par un axe 39 ; pour d'importantes largeurs de couche , les chapeaux peuvent être équipés de rallonges supplémentaires 40 (figure 9) Dans le cas des figures 6 et 7, le fonctionnement est le suivant Comme dans la version de base, avant la mise en place du chapeau on rentre la prolonge 31 par l'alimentation de la petite face du vérin 37. Les boucliers latéraux 26 et 32 sont ramenés sous le chapeau (figure 6) par l'alimentation hy draulique de la petite face des vérins 28, 34. A la mise en place, l'engin de manutention 7 plaque le chapeau 1 sur la cou ronne 2. On procède comme précédemment au serrage sur les épontes 3 par l'intermédiaire des patins 10 et 13. Cette opé ration est suivie par le déploiement des boucliers latéraux 26, 32 en alimentant la grande face des vérins 28 et 34. Tous les vérins sont reliés à un circuit hydraulique comportant des cla pets et des valves de sécurité. Pour améliorer la sécurité, il est possible de mettre en place sous le chapeau 1,des étançons individuels 41 placés à la façon de montants, près des épontes 3 (figure 8). De même il est possible d'envisager sur le cha peau 1, sur le corps 25 sur la prolonge 31 et sur les boucliers latéraux 26, 32, l'installation d'un coussin 21, 22 , 50 et 51 constitué par une couche de matière plastique (figure 12). Dans la variante de la figure 10, le chapeau 1 peut être conçu de façon symétrique en oeirprenant - un corps central 42. - une prolonge 12 à chaque extrémité du corps 42 avec chacune un patin à ressort 13 - un vérin central 43 accroché à ces prolonges par des axes 44 et 45. Ce chapeau 1 peut être aussi équipé de boucliers latéraux du type décrit précédemment. Ce chapeau 1 symétrique (figure 10) fonctionne de la même façon que celui des figures 1 et 4. REVENDICATIONS 1 - Chapeau de soutènement pour une mine souterraine exploitée en dressant, prévu pour être posé sensiblement à 1' horizontale contre la paroi inférieure dé la couronne (2) du minerai entre les épontes (3), caractérisé en qu'il est formé d'un corps (9), (25), (42) dans lequel coulisse au moins une prolonge (12), (31) actionnée par un vérin hydraulique de serrage (16), (37) qui prend appui sur le corps (9), (25), (42) et sur la prolonge (12), (31), les extrémités opposées du corps et de la prolonge portant par ailleurs chacune Wn-tin d'appui (10), (13), ai bien que l'allongement du vérin (16), (37) écarte les deux patins (10), (13) et les serre contre les épontes (3),ce qui suffit pour immobiliser solidement le chapeau () et assurer le soutènement. 2 - Chapeau de soutènement suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une lame de ressort de rappel (11), (14) est prévue entre chaque patin (10), (13) et son support articulé, corps ou prolonge du chapeau (1). 3 - Chapeau de soutènement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (9), (25), (42) et la prolonge (12), (31) comportent à leurs extrémités opposées chacun un deuxième axe (27), (33) sur lequel est articulé un bouclier latéral (26), (32) dont le serrage contre les épontes (3) est assuré par un vérin accessoire (28), (34) le reliant au chapeau de soutènement (1). 4 - Chapeau de soutènement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on intercale entre la face supérieure (19) du chapeau (1) et la paroi de minerai qui la surmonte, une couche d'appui en un matériau élastique qui forme un coussin (21), (22). 5 - Chapeau de soutènement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que son corps (42) est conçu de façon symétrique, avec , à l'intérieur, un seul vérin de serrage (43) qui fait coulisser deux prolonges télescopiques (12) entre lesquelles il est articulé par des axes (44), (45). 6 - Chapeau de soutènement suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en outre il peut reposer sur des montants (19), (41) placés dans le chantier (3) et prenant appui sur le remblai (5) du sol.