Brevet FR2655685A1 — publié le 19910614

L'invention concerne un engin pour exploitation minière (par exemple charbon) destiné à la manipulation de dalles, articulées ou monobloc, servant au soutien du plafond au-dessus d'une zone d'abattage. De telles dalles sont en particulier dans le procédé d'exploitation sous dalles, par enlevures descendantes et foudroyage contrôlé, qui est décrit notamment dans la demande de brevet européen 0.250.286 décrivant une invention du même inventeur. Ces dalles doivent avoir un mouvement contrôlé de descente de manière à maintenir les efforts de foudroyage à la fois localisés et inférieurs à un seuil limite. C'est le rôle de l'engin de manipulation précité de venir successivement sous chaque dalle pour l'accomplissement d'une opération d'abaissement. Un tel engin de manipulation, ou manipulateur, comprend principalement un socle en appui sur le 501, un plateau de géométrie appropriée en fonction des dalles et destiné à venir sous ces dalles, et des vérins verticaux adaptés à commander de façon amovible l'écartement en hauteur entre le plateau et le socle, tout en étant généralement sollicités en compression. Un problème se pose parfois à propos de ces manipulateurs lorsqu'on les fait travailler dans des veines inclinées : le mouvement descendant des dalles ne peut plus être vertical et il faut prévoir des moyens permettant d'appliquer une translation horizontale aux dalles au cours de leur descente. Une solution à cet effet a consisté à utiliser l'un des flancs de la veine d'extraction comme came pour le plateau supérieur éventuellement équipé à cet effet de guides latéraux. L'invention vise à apporter une solution plus générale à ce problème nouveau indépendamment de l'existence ou non d'un flanc susceptible de former une came. Elle vise en outre à permetttre une réorientation des dalles au cours de leur descente autour d'un axe au moins approximativement horizontal. A titre subsidiaire, elle vise à permettre une standardisation accrue de la fabrication des manipulateurs. Elle propose à cet effet un engin pour la manipulation de dalles de plafond dans une exploitation minière comportant un plateau destiné à venir sous une dalle, un socle d'appui au sol, un jeu de vérins globalement verticaux fixés à ce plateau et à ce socle pour en faire varier l'écartement en hauteur, et des moyens de déplacement de cet engin, caractérisé en ce que ce socle est formé de deux parties superposées affrontées selon un plan d'affrontement sensiblement perpendiculaire au jeu de verins, à savoir une plaque de base liée aux vérins et une semelle d'appui au sol, cette plaque de base et cette semelle étant attelées verticalement l'une à l'autre mais montées mobiles l'une par rapport à l'autre parallèlement à ce plan d'affrontement en rotation autour d'un axe approximativement vertical et en translation selon au moins une direction sous l'action de moyens de manoeuvre attelés à cette plaque de base et à cette semelle. On appréciera que le fait, selon l'invention, de dissocier le socle en deux parties superposées mobiles l'une par rapport à l'autre sous l'action de moyens de manoeuvre permet de rajouter une grande variété de composantes horizontales au mouvement de descente des dalles. En outre, cela permet de standardiser la construction des manipulateurs, en limitant les caractéristiques spécifiques à l'interface entre plateau et dalles, et surtout en n'adaptant que la partie inférieure du socle à l'application spécifique utilisée. Selon les caractéristiques avantageuses de l'invention, éventuellement combinées - les deux parties du socle sont attelées verticalement par un pivot lié à la semelle, traversant une ouverture oblongue de la plaque de base et terminé par un disque de retenue plus large que cette ouverture oblongue les moyens de manoeuvre comportant au moins deux vérins horizontaux indépendants liés en leurs extrémités à la plaque et à la semelle, respectivement, et disposés parallèlement de part et d'autre de cette ouverture oblongue, - cette ouverture oblongue est traversée par une plaque verticale coplanaire avec le pivot, soumise aux forces opposées de deux vérins alignés solidaires de la plaque de base, - le débattement en translation de la plaque de base par rapport à la semelle vaut entre 5 et 20 % environ de la dimension horizontale du socle parallèlement à l'ouverture oblongue, - le débattement angulaire entre la plaque de base et la semelle est d'environ 5 de part et d'autre d'une orientation relative de référence, - la semelle est à face parallèle, - la semelle est en forme de coin (avec un angle inférieur en pratique à 300), - les moyens de déplacement de engin sont des roues coaxiales montées dans des étriers solidaires du plateau, - ces roues sont disposées parallèles à l'ouverture oblongue, - les moyens de déplacement de l'engin comportent un tronçon de rail horizontal orientable monté pivotant sous une dalle autour d'un pivot vertical lié à cette dalle, un chariot adapté à rouler le long de ce tronçon de rail et des moyens de suspension de l'engin à ce chariot ayant une longueur réglable, - ces moyens de suspension comportent un câble reliant le chariot à l'engin et un treuil sur lequel s'enroule le câble, - le tronçon de rail horizontal comporte des galets de réaction roulant sous la dalle lors du pivotement de ce tronçon, - il comporte des organes de roulement entre la semelle et la plaque de base. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un engin de manipulation de dalles pour exploitation minière conforme à l'invention - la figure 2 est une vue de détail en représentant la partie inférieure - la figure 3 en est une vue de dessus du socle selon la flèche III de la figure 2 - la figure 4 est une vue de détail en représentant la partie supérieure supportant ici une dalle globalement plane - la figure 5 est une vue en élévation d'une variante de réalisation de cet engin de manipulation de dalles, en phase de déplacement ; et - la figure 6 en est une vue en élévation en fin de positionnement. Les figures 1 à 4 représentent un engin 1 adapté à manipuler des dalles 2 dans une veine de minerai 3 sous une zone d'éboulis 4, dans le cadre par exemple de la mise en oeuvre du procédé décrit dans le brevet européen 0.250.286. Il est rappelé qu'un tel engin est mis en oeuvre après qu'on ait extrait du minerai sous les dalles 2, pour abaisser celles-ci de façon contrôlée. Cet engin comporte principalement un plateau supérieur 11, un socle 12, des vérins 13 de réglage en hauteur du plateau supérieur par rapport au socle, et des organes de déplacement 14 permettant le mouvement au sol de cet engin 1. Tel que cela ressort en particulier des figures 2 et 3, le socle 12 de l'engin 1 est en deux parties superposées, à savoir une semelle d'appui 15 reposant sur le sol et une plaque de base 16 à laquelle sont fixées les extrémités des tiges 13A des vérins 13. Ces deux parties 15 et 16 sont affrontées selon un plan d'affrontement P dans lequel ils peuvent admettre un mouvement relatif sous l'action de moyens de manoeuvre représentés à la figure 3. La semelle d'appui 15 a ici la forme d'un coin de manière que, indépendamment de l'inclinaison relative entre les vérins 13 et le sol, le plan d'affrontement P soit perpendiculaire à ces vérins. Cette semelle comporte un fond 17 portant un pivot central 18, perpendiculaire au pian d'affrontement P et terminé par un disque de retenue 19, ainsi que deux supports d'articulation 20A et 20B. Dans l'exemple représenté à la figure 3, ce fond porte également une plaque verticale 21 dont le plan médian contient l'axe géométrique X-X du pivot central 18. Ce fond comporte en outre des entretoises et des bords dont les tranches supérieures définissent conjointement une surface de glissement pour la plaque de base, dans le plan P. Dans une variante non représentée, compte tenu des charges à supporter qui peuvent être très importantes (qui peuvent atteindre voire dépasser 500 tonnes par manipulateur) et induire des frottements énormes, des organes de roulement tels que billes, aiguilles ... peuvent etre interposés entre plaque et semelle pour en faciliter ie glissement relatif. La plaque de base 16 comporte un fond 22 dans lequel sont ménagées, une ouverture oblongue 23 traversée par le pivot central 18 et la plaque verticale 21, et des ouvertures 24A et 24B traversées par les supports d'articulation 20A et 20B. L'ouverture oblongue 23 a, dans sa portion encadrant le pivot central 18, une largeur à peine supérieure au diamètre de ce dernier de manière à ce que ses bords viennent sous la périphérie du disque de retenue 19 grace à quoi la plaque de base 16 et la semelle 15 sont attelées l'une à l'autre perpendiculairement au plan P. La plaque de base 16 comporte en outre des chapes d'articulation 25A et 25B, et des colliers de fixation 26A et 26B de part et d'autre de la portion de l'ouverture 23 traversée par la plaque verticale 21. Entre les supports d'articulation 20A et 20B et les chapes d'articulation 25A et 25B, sont montés des vérins 27A et 27B, globalement parallèles à l'ouverture oblongue 23 et articulés autour d'axes verticaux. Dans les colliers de fixation 26A et 26B sont fixés les corps de deux vérins coaxiaux 28A et 28B dont les tiges viennent en appui de part et d'autre de la plaque verticale 21. Ces vérins 27A et 27B, 28A et 28B constituent des organes de manoeuvre commandant, en fonction de leurs allongements respectifs, la position longitudinale de la plaque de base 16 par rapport à la semelle 15 (parallèlement à la plaque verticale 21), et leur position angulaire relative autour du pivot central 18. La plaque de base 16 comporte en outre des logements 30, ici au nombre de quatre, munis de paliers 31, pour la réception des extrémités des tiges des vérins 13. Dans la plaque de base et dans la semelle sont en outre ménagées des échancrures 32, adaptées à se superposer dans une configuration relative de référence, et destinées à permettre le passage des roues constituant ici les organes de déplacement. Ces roues (dont celle de gauche a été omise à la figure 2) sont coaxiales, avec un axe Y-Y perpendiculaire aux vérins verticaux 13 et, dans l'exemple représenté, à l'ouverture oblongue 23. Les roues sont montées dans des étriers 34 fixés aux extrémités inférieures de poutres verticales 35 solidaires du plateau 11. Les vérins verticaux 13, au nombre de quatre, sont maintenus parallèles par une entretoise 36 en forme de croix fixée entre les poutres verticales. A la figure 1, le plateau comporte des rebords d'appui 38 destinés à venir sous les bords de la dalle 2 qui est ici en forme de toit déformable, dont l'écartement est réglé par un vérin 39. Dans la variante de réalisation à la figure 4, où des éléments similaires à ceux des figures 1 à 3 sont affectés d'un indice "prime", le plateau 11' est lui-même dissocié en un demi-plateau inférieur 11'A et un demiplateau supérieur 114B mobile par rapport au demi-plateau inférieur sous l'action de vérins horizontaux 40. Des vérins horizontaux additionnels 41 sont en outre attelés au demi-plateau inférieur 11'A, dont la tige est terminée par des flasques d'appui et de guidage 42. Ce plateau 111 supporte une dalle 2' monobloc partiellement évidée en sorte d'appuyer sur le plateau 11' par un rebord en U 2'A. En configuration de transport, les vérins 13 sont rétractés et les roues 14 viennent en saillie sous la semelle du socle 12 : l'engin peut alors circuler librement sur ses roues. En service, après que l'engin ait été posi tionné en un endroit approprié, l'extension des vérins 13 provoque d'abord l'abaissement du socle jusqu'au contact avec le sol, donc un escamotage des roues, puis un éventuel basculement de l'engin compte tenu de la forme en coin de la semelle, puis enfin un soulèvement du plateau jusqu'à prise en charge de la dalle. Les figures 5 et 6 représentent un autre engin de manipulation de dalles noté 51, qui distingue celui-ci des figures I à 4 par le fait que son socle 52 comporte une plaque de base 53 associée à une semelle plate 54 à faces parallèles. Le nombre de vérins verticaux 55 est ici de deux, suspendus au plateau 56. Le déplacement de cet engin est assuré par un chariot 60 roulant sur un tronçon rail orientable 61 monté sous une dalle 2" en étant pivotant autour d'un pivot 62. Ce dernier est attelé à ce tronçon de rail près d'une extrémité 61A de celui-ci, muni de galets de roulement 63 adaptés à rouler sous la dalle. Le chariot 60 est fixé à l'engin par un cable 64 lié à un treuil 65. Pour le déplacement d'une dalle à l'autre, les tronçons de rail 61 sont disposés en alignement avec d'éventuels tronçons fixés sous les dalles. L'engin 51, suspendu par son câble 64, est déplacé jusqu'à proximité d'une zone 100 de la dalle à soutenir sous l'extrémité du tronçon 61 approprié. On commande la rotation de ce tronçon orientable 61, le porte-à-faux dû au poids de l'engin étant repris par les galets 63. Une fois amené sous la zone 100 l'engin 51 est déposé par commande du treuil 65, on dégage le chariot du rail et on ramène celui-ci dans sa configuration de référence de la figure 5. On enlève le chariot et, par extension des vérins 55, on amène le plateau 56 sous la zone 100. Les roues 66 peuvent être ainsi supprimées, à moins de s'en servir sous le positionnement final précis de l'engin. Cette solution des figures 5 et 6 permet un déplacement du manipulateur indépendamment de la planéité du sol. Ceci est particulièrement intéressant dans le cas de grandes dalles destinées à supporter de très fortes charges. Le poids de engin (quelques tonnes) est alors facilement supporté par les rails et donc les dalles. Pour un socle d'environ 0,9 m x 1,5 m, la structure de la figure 3 autorise un débattement en translation d'environ 10 à 15 cm (à peu près 10 % de la longueur de ce socle) avec un débattement angulaire d'environ 4 à 5 de part et d'autre de la configuration de référence représentée. Il sa de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi le nombre de vérins est à déterminer en fonction des applications. De meme ces vérins peuvent être disposés en X. D'autre part, on peut prévoir deux degrés de liberté en translation de la plaque de base par rapport à la semelle. REVENDICATIONS 1. Engin pour la manipulation de dalles de plafond dans une exploitation minière comportant un plateau (11, 56) destiné à venir sous une dalle (2, 2', 2"), un socle (12, 52) d'appui au sol, un jeu de vérins globalement verticaux (13, 55) fixés à ce plateau et à ce socle pour en faire varier l'écartement en hauteur, et des moyens (14, 60 à 65) de déplacement de cet engin, caractérisé en ce que ce socle est forme de deux parties superposées affrontées selon un plan d'affrontement sensiblement perpendiculaire aux vérins, à savoir une plaque de base liée aux vérins (16, 53) et une semelle (15, 54) d'appui au sol, cette plaque de base et cette semelle étant attelées verticalement (18, 19, 23) l'une à l'autre mais montées mobiles l'une par rapport à l'autre parallèlement à ce plan d'affrontement en rotation autour d'un axe approximativement vertical et en translation selon au moins une direction sous l'action de moyens de manoeuvre (27A, 27B, 28A, 28B) attelés à cette plaque de base et à cette semelle. 2. Engin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parties du socle sont attelées verticalement par un pivot (18) lié à la semelle, traversant une ouverture oblongue (23) de la plaque de base et terminé par un disque de retenue (19) plus large que cette ouverture oblongue, les moyens de manoeuvre comportant au moins deux vérins horizontaux indépendants (27A, 27B) liés en leurs extrémités à la plaque et à la semelle, respectivement, et disposés parallèlement de part et d'autre de cette ouverture oblongue. 3. Engin selon la revendication 2, caractérisé en ce que cette ouverture oblongue (23) est traversée par une plaque verticale (21) coplanaire avec le pivot, soumise aux forces opposées de deux vérins alignés (28A, 28B) solidaires de la plaque de base. 4. Engin selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce que le débattement en translation de la plaque de base par rapport à la semelle vaut entre 5 et 20 % environ de la dimension horizontale du socle parallèlement à l'ouverture oblongue (23). 5. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débattement angulaire entre la plaque de base et la semelle est d'environ 5O de part et d'autre d'une orientation relative de référence. 6. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la semelle (54) est à faces parallèles. 7. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la semelle (15) est en forme de coin. 8. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de l'engin sont des roues (14) coaxiales montées dans des étriers (34) solidaires du plateau (11, 56), donc escamotables. 9. Engin selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de déplacement de l'engin comportent un tronçon de rail horizontal orientable (61) monté pivotant sous une dalle (2") autour d'un pivot (62) vertical lié à cette dalle, un chariot (60) adapté à rouler le long de ce tronçon de rail et des moyens (64-55) de suspension de l'engin à ce chariot ayant une longueur réglable. 10. Engin selon la revendication 9, caractérisé en ce que ces moyens de suspension comportent un cable (64) reliant le chariot et l'engin, et un treuil (65) sur lequel s'enroule le câble. 11. Engin selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que le tronçon de rail horizontal orientable comporte des galets de réaction (63) roulant sous la dalle lors du pivotement de ce tronçon. 12. Engin selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte des organes de roulement entre la semelle et la plaque de base.