Brevet FR2655686A1 — publié le 19910614

L'invention concerne des ensembles de soutènement, notamment pour mise en oeuvre dans des galeries de mine, avec des unités de soutènement, accouplés au moyen d'un mécanisme marchant et déplaçables alternativement dans le sens de la progression, dont les vérins reliés à des chapeaux sont susceptible d'être déployés et rétractés. Les ensembles de soutènement, dans lesquels deux ou même plusieurs unités de soutènement placées les unes à côté des autres en parallèle sont couplées par des mécanismes marchants, de sorte à pouvoir être ripées en succession alternée et en se soutenant mutuellement, sont connus à titre d'ensemble de soutènement pour des fronts de taille ou même des galeries dans de nombreuses réalisations Dans la galerie, les ensembles de soutènement peuvent être mis en oeuvre, par exemple pour assurer la sécurité dans la zone d'avance des galeries, ou même dans les galeries de déblai, pour assurer la sécurité des extrémités de galeries dans la zone de départ des fronts de taille. Le but de l'invention est de configurer des ensembles de soutènement du type cité de façon que les unités de soutènement puissent être déplacées en position suspendue. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que le mécanisme d'avance qui est raccordé aux chapeaux des unités de soutènement voisines est couplé, au moins à l'un des deux chapeaux, de façon réglable en hauteur hydrauliquement. Selon l'invention, les chapeaux des unités de soutènement voisines sont donc couples par l'intermédiaire du mécanisme d'avance, de sorte que lors de la rétraction hydraulique des vérins, l'unité de soutènement concernée puise être déplacée sans qu'il 2 2655686 y ait contact avec le mur ou avec la sole de la galerie, donc en restant en suspension Il est alors possible en même temps de réaliser une descente du chapeaux de cet unité de soutènement par des voies hydrauliques, c'est-à-dire par sollicitation sous pression d'au moins un vérin de levage hydraulique qui puisse prendre appui sur le chapeau de l'unité de soutènement se trouvant à l'état pressé Grâce à la commande du ou des vérins de levage, on peut ainsi corriger la position en hauteur du mécanisme d'avance et ainsi la valeur dont doit être descendu le chapeaux de l'unité de soutènement à déplacer. Le mécanisme d'avance est de préférence couplé au chapeau concerné au moyen d'un dispositif à leviers ou analogue, à vérin hydraulique associé, le dispositif à leviers utilisé pouvant être réalisé avantageusement sous forme de transmission à lemniscate peu encombrante Les transmissions à lemniscate, également dénommées transmission à quatre points d'articulation, sont connues dans la technique du soutènement, en particulier dans ce que l'on appelle les boucliers à lemniscate ou les chevalements de soutènement stabilisés par des transmissions à lemniscate Dans le cas présent, ces transmissions à lemniscate sont utilisées pour le réglage en hauteur du mécanisme d'avance le long d'un chemin de déplacement sensiblement rectiligne et généralement vertical ou normal à la sole, la transmission à lemniscate devant être de petites dimensions La disposition est ici réalisée de façon adéquate de façon que le dispositif à leviers réalisé comme une transmission à lemniscate présente une bielle oscillante, agissant à une de ses extrémités sur le mécanisme d'avance et raccordée par l'intermédiaire de bras de guidage au chapeau de l'unité de soutènement concerné Le vérin hydraulique est raccordé de façon articulée, d'un côté au chapeau et de l'autre côté à la bielle oscillante. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme d'avance, qui est disposé au- dessous du niveau du chapeau, est accouplé à ce chapeau, par l'intermédiaire d'organes d'appui de longueur invariable, et à l'autre chapeau, de la manière connue réglable en hauteur hydrauliquement. Ceci permet, pour une réalisation simple des ensembles de soutènement, de procéder au dplacement de ses unités en restant en position suspendue avec les chapeaux abaissés. Le mécanisme de déplacement couplant les unités de soutènement des ensembles de soutènement peut présenter différentes configurations A cet effet, on peut utiliser les dispositifs à mécanisme d'avance connus sous différentes formes dans la technique du soutènement Le mécanisme d'avance se compose avantageusement d'un vérin d'avance hydraulique à double action et d'au moins une tige de guidage lui étant parallèle A cet effet, le dispositif est réalisé de façon adéquate telle que la tige de guidage est reliée par l'intermédiaire des organes d'appui de longueur invariable au chapeau de l'une des unités de soutènement, tandis que le vérin d'avance est relié, par son cylindre, de façon réglable en hauteur hydrauliquement au chapeau de l'autre unité de soutènenent et raccordé en extrémité, grâce à sa tige de piston, à la tige de guidage Il est recommandé que le cylindre du vérin d'avance soit reliée à des pièces de guidage guidée sur la tige de piston Les pièces de guidage sont reliées à la bielle oscillante du dispositif à leviers à lemniscate En outre, de façon appropriée, le vérin d'avance est disposé au-dessous de la tige de guidage. Les unités de soutènement peuvent également être de réalisation différente Elles présentent de façon appropriée chaque fois au moins deux vérins hydrauliques raccordés de façon articulée à un chapeau commun On peut au reste accoupler également plusieurs unités de soutènement pour former des ensemble de soutènement Par exemple, on peut adopter une disposition dans laquelle une unité de soutènement présente chaque fois deux chapeaux, accouplés par une pièce de liaison transversale, prenant chaque fois appui sur des vérins, couplés chacun par l'intermédiaire d'un mécanisme d'avance du type cité à un chapeau d'une unité de soutènement voisine. Dans ce cas, les ensembles de soutènement présentent trois unités de soutènement. Comme mentionné, les ensembles de soutènement selon l'invention sont conçus de préférence pour être mis en oeuvre dans des galeries de mine, ici surtout comme soutènement d'extrémité de galerie Ils peuvent être utilisés ici de façon à assurer la sécurité de la zone de départ du front de taille dans une galerie de remblai et assurer la reprise en sousoeuvre du soutènement de galerie proprement-dit qui peut être ouvert au début du front de taille. L'invention est expliquée ci-dessous plus en détail à l'aide des exemples de réalisation représentés sur le dessin, dans lesquels: Les figures 1, l A et 1 B représentent un ensemble de soutènement selon l'invention, vu dans le sens de progression, à l'état appuyé des deux unités de soutènement (figure 1), ainsi que lors de l'avance des deux unités de soutènement (figure l A et 1 B); la figure 2 représente une vue de dessus de la figure 1; la figure 3 représente un mode de réalisation modifié de l'ensemble de soutènement selon l'invention, vue dans le sens de l'avance; la figure 5 représente une vue de dessus de la figure 3; les figures 5 et 5 A représentent un troisième mode de réalisation de l'ensemble de soutènement selon l'invention, â l'état appuyé, respectivement lors du ripage, en vue dans le sens de progression, ou la direction longitudinale de la galerie; la figure 6 représente une vue de dessus de la figure 5. Les ensembles de soutènement représentés sur les figures 1 et 2 présentent deux unités de soutènement I et Il disposées étroitement l'une & côté de l'autre et couplés parallèlement par l'intermédiaire d'un mécanisme d'avance 2 Chaque unité de soutènement présente deux vérins hydrauliques 3 et un chapeau 4 commun Les vérins 3 peuvent prendre appui sur le mur, respectivement sur la sole de la galerie, à l'aide de pieds 5 Au sein de chaque unité de soutènement I et II, les vérins 3 qui sont disposés dans le sens de la progression, espacés les uns derrière les autres sur la sole, c'est-à-dire sur leurs pieds 5, peuvent également être reliés grâce à un patin horizontal, comme cela est connu en soi Les vérins 3 sont raccordés dans les articulations de tête 6 situées sur les chapeau 4 La figure 2 montre que l'espacement entre vérins dans l'unité de soutènement I est supérieur à celui de l'unité de soutènement II L'unité de soutènement I fait la reprise en sous-oeuvre de l'unité de soutènement de galerie 7 qui n'est indiquée que schématiquement et qui se compose par exemple d'un cadre d'ouverture ou d'un cintre en acier, placé sur l'extrémité de galerie directement voisine, tandis que l'ensemble de soutènement II plus courte est disposée sur l'intérieur de la galerie. Les deux unités de soutènement I et II sont couplées sur leurs chapeaux parallèles 4 par l'intermédiaire du mécanisme d'avance 2 qui est disposé â distance au-dessous des chapeaux, suspendu entre les unités de soutènement Le mécanisme d'avance 2 est de réalisation identique dans tous les exemples de réalisation représentés Comme le montre en particulier la figure 3, le mécanisme d'avance 2 se compose d'un vérin d'avance hydraulique 8 à double action et d'une tige de guidage 23 lui étant parallèle, à laquelle est raccordé en extrémité, dans une articulation 24, la tige de piston 6 du vérin d'avance La tige de guidage 23 placée au-dessus du vérin d'avance 8 est raccordée par l'intermédiaire de plusieurs organes de raccordement ou d'appui 10 à la face inférieure du chapeau 4 de l'unité de soutènement I Les organes d'appui verticaux 10 peuvent être de longueur invariable Le cylindre 8 ' du vérin d'avance 8 est raccordé au chapeau 4 de l'autre unité de soutènement II par l'intermédiaire d'un dispositif à leviers 11 Ce dispositif à leviers 11 est réalisé à la manière d'une transmission à lemniscate (transmission à quatre points d'articulation) Il présente une bielle oscillante 12, qui est couplée par son extrémité inférieure au cylindre 8 ' du vérin d'avance 8, par l'intermédiaire de pièces de guidage 25 et 26 Le cylindre 8 ' est alors raccordé, par son fond, à la pièce de guidage 25, par l'intermédiaire d'une articulation 27 L'autre pièce de guidage 26 est reliée fermement au cylindre 8 ', à l'extrémité côté tige de piston de ce dernier Les pièces de guidage 25 et 26 se guident sur la tige de guidage 23 Elles sont réalisées en forme de segment annulaire et entourent par le bas la tige de guidage 23, en pouvant se déplacer sur les points de raccordement des organes d'appui 10 La bielle oscillante avec les pièces de guidage 25 et 26 lui étant fixées est raccordée à sa zone d'extrémité supérieure, par l'intermédiaire de bras de guidage 14 et 15, à la face inférieure du chapeau de l'unité de soutènement II Les articulations de raccordement des bras 14 et 15 sur le chapeau 4 et sur la bielle articulée 12 présentent des axes d'articulation qui s'étendent dans le sens de progression Dans l'exemple de réalisation représenté, la bielle oscillante 12 est couplée à ses deux extrémités, chaque fois par une paire de bras de guidage 14,15, 3 la face inférieure du chapeau 4 de l'unité de soutènement II. Entre le chapeau 4 de l'unité de soutènement II et la bielle oscillante 12 est disposé un vérin de levage hydraulique 16 qui est raccordé dans l'articulation 17 sur le chapeau 4 et dans l'articulation 18 sur la bielle oscillante 12 Cette dernière forme, avec les bras de guidage 14 et 15, ce que l'on appelle une transmission à lemniscate C'est pourquoi, lors du déploiement du vérin de levage 16, l'extrémité libre de la bielle oscillante 12, et par conséquent le mécanisme d'avance 2, se déplacent sensiblement vers le bas, sur une trajectoire de déplacement rectiligne, verticale, alors que lors de la rétraction du veû 1 in de levage 16, le mécanisme d'avance 2 se déplace vers le haut sur cette trajectoire de déplacement Ainsi, grâce au vérin de levage, la position en hauteur du mécanisme d'avance 2 est réglable par rapport au chapeau 4 de l'unité de soutènement II. La figure 1 montre les deux unités de soutènement I et II des ensembles de soutènement I à l'état pressé Selon la figure 1 A, les vérins hydrauliques 3 de l'unité de soutènement I sont rétractés hydrauliquement par sollicitation ne pression de leurs espaces annulaires intérieurs, de sorte que les pieds de vérin sont décollés du mur, respectivement de la sole de galerie Le vérin de levage 16 est déployé, de sorte que le chapeau 4 de l'unité de soutènement I délestée est descendu par rapport au chapeau 4 de l'unité II restant 3 l'état pressé. L'unité de soutènement I peut alors être déplacée dans le sens de la flèche S de la figure 2, avec les pieds de vérin 5 soulevés et le chapeau 4 abaissé Ceci s'effectue par sollicitation en pression du vérin d'avance 8 dans le sens de la pénétration Par la tige de piston 9 qui se rétracte, l'unité de soutènement I est en même temps entra 1 née par la tige de guidage 23 dans le sens de la progression Lors du processus de progression, l'unité de soutènement I prend appui à l'aide des organes d'appui 10 sur le mécanisme d'avance 2, contre la bielle oscillante 12 pivotée vers le bas. Après le ripage de l'unité de soutènement I, cette dernière est à nouveau pressée par sollicitation hydraulique de son vérin 3, le vérin de levage 16 étant au moins partiellement rétracte Si il faut ensuite avancer l'autre unité de soutènement II, on rétracte hydrauliquement ses vérins 3 Son chapeau 4 est abaissé par rétraction hydraulique du vérin de levage 16 Cet état est représenté sur la figure 1 B Même l'unité de soutènement II peut par conséquent être déplacée à l'aide du mécanisme d'avance dans le sens de progression S, en étant suspendu sur l'unité de soutènement I appuyé et avec le chapeau abaissé. Alors que dans le mode de réalisation selon les figures 1 et 2, les deux unitéss de soutènement I et II présentent des longueurs constructives différentes, les figures 3 et 4 montrent des ensembles de soutènement dont les deux unités de soutènement I et II se présentant comme des cadres sont de la même longueur. La couplage des deux chapeaux parallèle 4 des unités de soutènement I et II par l'intermédiaire du mécanisme d'avance 2, avec mise en oeuvre de la transmission à lemniscate et du vérin de levage associé, correspond à celui des figures 1 et 2, Comme également pour le mode de réalisation des figures 1 et 2, la bielle oscillante 12 se compose de deux bielles individuelles parallèles, qui sont reliées par l'intermédiaire d'une traverse 20 et reliées chaque fois par un bras de guidage 14 et 15 au chapeau 4 de l'unité de soutènement II Il est évident que plusieurs petites transmissions à lemniscate du type décrit peuvent être disposées dans le sens de progression, espacées les unes derrière les autres sur le chapeau 4 de l'unité de soutènement II, un vérin de levage 16 propre étant associé à chaque transmission à lemniscate. Les figures 5 et 6 représentent un troisième mode de réalisation dans lequel entre deux unités de soutènement extérieur I est disposé une unité de soutènement II réalisée sous forme de bâti de soutènement et comprenant quatre vérins hydrauliques 3 placés en rectangle Les deux chapeaux parallèles 4 de l'unité de soutènement II placée à l'intérieur sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'organe de liaison transversaux 13, qui sont raccordés dans des articulations 22 situées sur les chapeaux 4 Les chapeaux 4 des deux unités de soutènement extérieures I s'étendent en espacement serré, parallèlement aux chapeaux 4 de l'unité de soutènement intérieure II, en étant chaque fois couplés au chapeau 4 voisin de l'unité de soutènement intérieure, par l'intermédiaire du mécanisme d'avance 2 et la liaison du mécanisme d'avance qui se compose de la transmission à lemniscate Ces dispositions correspondent à celles des figures 1 à 4 Les figures 5 et 6 montrent les ensembles de soutènement à l'état pressé, dans lequel l'ensemble des huit vérins hydrauliques sont presses hydrauliquement Sur la figure 5 A par contre, l'unité de soutènement II est représentée à l'état de progression Ses vérins hydrauliques 3 sont rétractés, de sorte que les pieds de vérins 5 sont décollés de la sole de galerie 23 Les vérins de levage hydrauliques 16 sont rétractés hydrauliquement jusqu'à ce que le chapeau 4 de l'unité de soutènement II soit descendu de la distance souhaitée par rapport aux chapeaux 4 des deux unités de soutènement extérieures I C'est pourquoi, dans cette position, l'unité de soutènement intérieure II peut être avancée à l'aide du vérin d'avance progression hydraulique en restant suspendue. Une fois ceci effectué, les vérins de l'unité de soutènement intérieure I sont de nouveau pressés, à la suite de quoi on peut avancer de façon correspondante les deux unités de soutènement I, comme représenté sur la figure la. Au lieu des transmissions à lemniscate prévues de préférence, on peut cependant aussi prévoir des dispositifs 3 leviers 11 d'un autre mode de réalisation, en liaison avec des vérins de levage hydrauliques 16 pour soulever et abaisser le mécanisme d'avance 2 et l'unité de soutènement lui étant accouplée mis en oeuvre dans le processus d'avance. Les ensembles de soutènement selon les figures 5 et 6 peuvent avantageusement être utilisés dans des galeries pour assurer la sécurité des deux extrémités de galeries REVENDICATIONS 1 Ensemble de soutènement, notamment pour mise en oeuvre dans des galeries de mine, avec des unités de soutènement, accouplées au moyen d'un mécanisme d'avance et déplagables alternativement dans le sens de la progression, dont les vérins reliés à des chapeaux sont susceptible d'être déployés et rétractés, caractérisé en ce que le mécanisme d'avance ( 2) qui est raccordé aux chapeaux ( 4) des unités de soutènement (I,II) voisines est couplé hydrauliquement au moins à l'un des deux chapeaux, de façon réglable en hauteur. 2 Ensemble de soutènement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d'avance ( 2) est couplé au chapeau ( 4) concerné au moyen d'un dispositif à leviers ( 11) à vérin hydraulique ( 16) associé. 3 Ensemble de soutènement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif à leviers ( 11) est réalisé à la façon d'une transmission à lemniscate. 4 Ensemble de soutènement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif à leviers ( 11) présente une bielle oscillante ( 12) agissant à une de ses extrémités sur le mécanisme d'avance ( 2) et raccordée par l'intermédiaire de bras de guidage ( 14,15) au chapeau de l'unité de soutènement concernée. 5 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le vérin hydraulique ( 16) est raccordé de façon articulée, d'un côté au chapeau ( 4) et de l'autre côté à la bielle oscillante ( 12). 6 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mécanisme d'avance ( 2), qui est disposé au- dessous du niveau du chapeau, est accouplé à un chapeau ( 4), par l'intermédiaire d'organes d'appui ( 10) de longueur invariable, et à l'autre chapeau ( 4), de façon réglable en hauteur hydrauliquement. 7 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce le mécanisme d'avance ( 2) se compose d'un vérin d'avance ( 8) et d'au moins une tige de guidage ( 23) lui étant parallèle. 8 Ensemble de soutènement selon la revendication 7, caract 2 risé en ce que la tige de guidage ( 23) est reliée par l'intermédiaire des organes d'appui ( 10) de longueur invariable au chapeau ( 4) de l'une des unités de soutènement (I), tandis que le vérin d'avance ( 8) est relié, par son cylindre ( 8 '), de façon réglable en hauteur hydrauliquement, au chapeau ( 4) de l'autre unité de soutènenent (II) et raccordé en extrémité, grâce â sa tige ( 9), à la tige de guidage ( 23). 9 Ensemble de soutènement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le cylindre ( 8 ') du vérin d'avance ( 8) est relié à des pièces de guidage ( 25,26) guidée sur la tige de piston ( 23). Ensemble de soutènement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pièces de guidage ( 25,26) sont reliées à la bielle oscillante ( 12) du dispositif à leviers à lemniscate ( 11). 11 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le vérin d'avance ( 8) est disposé au-dessous de la tige de guidage ( 23). 12 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les unités de soutènement (I,II) présentent chaque fois au moins deux vérins hydrauliques raccordés à un chapeau ( 4) commun. 13 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérise en ce que deux dispositifs à leviers ( 11) réalisés sous forme de transmission à lemniscate présentent une bielle oscillante ( 12) commune à laquelle au moins un vérin de levage ( 16) est raccordé de façon articulée. 14 Ensemble de soutènement selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'une des unités de soutènement (II) présente deux chapeaux ( 4), accouplés par une pièce de liaison transversale ( 13), prenant chaque fois appui sur des vérins ( 3), couples chacun par l'intermédiaire d'un mécanisme d'avance ( 2) à un chapeau ( 4) d'une unité de soutènement (I) voisine.