<Desc/Clms Page number 1>
Soutènement métallique flexible constitué de profilés légers en
X et V ou autres, pour mines et tunnels.
La présente invention se rapporte à un soutènement métallique pour mines, à section annulaire ou en forme d'arc.
On connaît des soutènements flexibles constitués de fers en U ou de profilés en forme de fers Zorès.
Les soutènements flexibles en fers U, tels qu'on les connaît, comportent, en vue de l'obtention d'une flexibilité limitée, aux endroits d'assemblage, des organes intercalaires en forme d'épée qui, constitués également en fers U et s'emboîtant l'un dans l'autre à la manière d'un télescope, sont munis de cales en bois tendre, y insérées. Ces organes intercalaires composés de fers U et de cales en bois tendre, sont maintenus, à leurs extrémités, par des colliers.
Outre la flexibilité insuffisante de ces soutènements en fers U présentant seulement de faibles coefficients de résistance qu'on essaie d'accroître en y soudant des plaques
<Desc/Clms Page number 2>
de fer - procédé assez coûteux - le dit soutènement accuse encore l'inconvénient que les bois tendres y insérés, en forme de coin, déterminent une augmentation de la résistance de frottement. Par suite de la dessiccation de ces cales, les joints commencent, sous la poussée des terrains, à céder par à-coups, ce qui détruit l'équilibre des terrains et y provoque des glissements.
On connait encore des soutènements flexibles construits de profilés analogues aux fers Zores, où la flexibilité est obtenue par le coulissement des profilés l'un au-dessus et le long de l'autre, et dont les extrémités sont tenues par des bandes de serrage. Entre ces profilés en forme de fers Zorès sont également insérées des cales en bois tendre. Dans ce genre de soutènements, les joints présentent rapidement des anglets qui compromettent la flexibilité ; lors de l'augmentation de la poussée, on ne saurait empêcher de fortes déformations ou même la rupture des organes. Si, par contre, les éléments de soutènement glissent l'un sur l'autre, les extrémités insuffisamment guidées par les bandes de serrage pénètrent tangentiellement dans le massif, s'y accro- chent et empêchent le soutènement de céder encore.
Enfin, il se produit souvent un flambage du profilé eu forme de fer Zorès, légèrement aplati, dont la capacité portante est ainsi complètement compromise. D'autre part, les extrémités peuvent aussi pénétrer dans la section libre des galeries et y gêner les travaux d'extraction.
Encore à l'heure actuelle, on estime que, par opposition à d'autres domaines où l'on utilise des profilés laminés légers, comme par exemple dans les constructions en acier au-dessus du sol, le soutènement métallique souterrain doit être basé sur des principes tout à fait différents. En raison des multiples charges auxquelles, dans les mines, doivent résister les dits proiilés et lesquelles, généralement d'ordre dynamique, varient fréquemment, il était jusqu'ici impossible d'employer des profilés légers, mais ce essentiellement par suite de la forme non appropriée des élé-
<Desc/Clms Page number 3>
ments utilisés avec des coefficients statiques nettement insuffisants dans les axes principaux.
Quant aux soutènements flexibles, on ne saurait nier la possibilité d'utilisation des profilés légers, à la condition que ceux-ci puissent, grâce à leur conformation, résister aux efforts de compression, de flexion, de traction et de flambage, qui se présentent dans les mines.
Un soutènement métallique flexible, constitué de profilés légers et accusant une répartition favorable de matière, est tout indiqué pour la tâche qui consiste à céder à la première pression des terrains, à s'y adapter au point de vue de sa forme, et ce jusqu'à ce que le massif se soit tassé et soit revenu à l'état d'équilibre.
Les profilés en X et V que l'invention préconise pour le soutènement flexible, à section annulaire ou en forme d'arc, accusent l'avantage - sans parler de leur faible poids - d'être supérieurs, au point de vue des coefficients de résistance, à tous les autres profilés à soutènement. Grâce à la répartition symétrique favorable de la matière, le profilé en X et les deux profilés en V qui, reliés à ce dernier, forment également un X, sont particulièrement indiqués comme éléments résistant au flambage qui accusent une forte capacité portante et peuvent être utilisés, avec de très'bons résultats, comme colonnes et supports, c'est-à-dire aussi pour contre-fiches et traverses.
Un autre avantage réside dans la grande face d'assise, des profilés suivant l'invention, qu'aucun des.profilés, de la même catégorie de poids, utilisés jusqu'à, présent dans le soutènement, n'a encore pu atteindre.
L'invention part du principe que les éléments de soutènement à grande surface d'assise qui, dans les mines, subissent de fortes pressions de terrains, surtout la poussée verticale, pénètrent moins dans le sol des galeries et conservent ainsi à la section des galeries l'ouverture nécessaire, sans qu'on doive'recourir à des bois ou fers d'appui qui accroissent le coût des soutènements.-
<Desc/Clms Page number 4>
D'autre part, un profilé pénétrant moins dans le sol des galeries peut être enlevé plus facilement. L'assemblage du profilé en X avec deux profilés en forme d'un V constitue la partie la plus forte du soutènement, de sorte que la pénétration du profilé en X sous charge, dans les deux profilés en V disposés latéralement, produit un renforcement additionnel considérable de tout le soutènement.
L'enfoncement tangentiel des profilés en X ou en V dans le massif, et leur pénétration dans la section libre des galeries, comme cela s'observe dans le cas de profilés en U ou en forme de fers Zorès, ne se présentent pas dans la réalisation suivant l'invention, du fait que le profilés en X est guidé parfaitement par les deux V disposés latéralement par rapport aux terrains, le profilé en V étant réuni au profilé en X par des boulons à crochet ou des étriers de serrage à boulons, qui en assurent un guidage à toute épreuve.
L'objet de l'invention présente encore l'avantage particulier du grand nombre de surfaces de frottement, à savoir huit, dont quatre aux ailes de faible largeur et quatre aux âmes des profilés en X, ce qui permet d'utiliser au maximum le frottement de fer sur fer ; on n'emploie expressément pas de pièces intercalaires en bois etc. L'accroissement de la résistance par frottement, entre le profilé en X et les deux V, se réalise le plus simplement en diminuant la distance des deux profilés en V. L'invention n'est nullement limitée par son application aux soutènements flexibles pour mines ; les profilés en X avec les deux V pourront, grâce à leur forte résistance au flambage, aussi être utilisés comme buttes ou étançons rigides ou flexibles , pour ce faire, il suffit d'y prévoir un joint approprié.
L'importance de l'invention, au point de vue de l'économie nationale, réside dans le fait qu'en l'appliquant, on peut économiser une grande quantité d'acier. Cette économie d'acier peut être évaluée à au moins 20 %.
<Desc/Clms Page number 5>
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Fig.l montre, en coupe transversale suivant ligne a-a de la fig.2, un organe profilé. en forme d'X, suivant l'invention.
Fig.2 est une vue de dessus de l'assemblage à profilés en X.
Fig.3 est une coupe transversale suivant la ligne b-b de la fig.2.
Fig. 4 est une vue de côté, suivant les fig.l et 2.
Fig. 5 représente le profilé en X, suivant l'invention.
Fig. 6 montre le profilé en forme d'un V, suivant l'invention.
Dans ces figures, on désigne par
1 = le profilé principal en forme d'X. l' = le profilé principal en forme d'X, en tant que pièce d'écartement.
2 = le profilé secondaire en forme d'un V.
3 = les boulons de serrage à écrou d'assemblage, à filets à droite et à gauche.
4 = la proéminence en forme d'auge du profilé en V, servant d'appui à la tête du boulon et à l'écrou.
5 = le boulon d'assemblage des profilés en V, avec la pièce d'écartement 1', du profilé en X.
6 = l'alésage dans le profilé en V.
7 = l'alésage dans le profilé en X.
8 = l'évidement dans le profilé en V.
La fig.l représente, en coupe transversale, le profilé en X avec les deux profilés en V, suivant la ligne a-a de la fig.2 qui en montre une vue de dessus ; 3 désigne les boulons à crochet servant à l'assemblage, munis de filets à gauche et à droite. La fig.2 montre de quelle manière les boulons de serrage 3 sont garantis contre tout déplacement dans le sens longitudinal des profilés, du fait d'être disposés, à l'endroit d'assemblage entre .les profilés en X et en V, dans les évidements 8 pratiqués dans le profilé 2, en V. On y voit encore la proéminence en forme
<Desc/Clms Page number 6>
d'auge 4 qui, dans le cas de soutènements en forme de portail, se trouve à la partie inférieure du profilé en V, et dans le soutènement à section annulaire, au milieu de ce dernier.
Cette proéminence 4 comporte une ouverture 6 qui reçoit le boulon d'as- semblage 5. La fig. 2 montre encore la pièce d'écartement 1' se trouvant à l'extrémité inférieure du profilé pour soutènement en forme de portail. La fig. 3 est la coupe transversale suivant la ligne b-b de la vue de dessus, à travers les alésages 6 et 7 de la pièce d'écartement l'et des deux profilés en V, avec leurs proéminences en forme d'auge 4. La fig.b représente le profilé laminé en forme d'X ; les axes des charges sont désignés par X et Y. La fig.6 montre le profilé laminé en forme d'un v, où X et Y désignent également les axes des charges.
L'axe X est déterminé par deux profilés en V se trouvant à une certaine distance l'un en face de l' autre. Cet écartement est déterminé par l'insertion des profilés en X, 1 et l'. La fig.7 représente un exemple de réalisation d'un soutènement flexible en forme de portail, suivant l'invention. Il se compose de quatre organes principaux, à savoir de deux profilés courbés 1, en forme de X, et de deux organes droits constitués de quatre profilés en V (2). Au sommet se trouve le joint rigide 3, tandis que les joints 3 aux extrémités des pièces courbées assurent un assemblage flexible.
Aux extrémités inférieures, à la base de la galerie, des deux supports droits constitués, chacun, de deux profilés en V (2), ceux-ci sont reliés entre eux par l'insertion d'un profilé en X (1') de faible longueur, l'assemblage se faisant au moyen de boulons. Les pointillés représentent le soutènement ayant cédé jusclu'à la limite extrême. La fig.8 montre un exemple d'exécution d'un soutènement flexible de forme circulaire. Le soutènement se compose de deux profilés en X (1) et de quatre profilés en v (2). Les quatre points d'assemblage sont réalisés de manière à pouvoir céder.
Au milieu de leur longueur, les segments latéraux formés chacun de deux profilés en V, comportent, en vue de l'assemblage de ceux-
<Desc/Clms Page number 7>
ci, un profilé en X (l') de faible longueur, y assujetti par boulons. Le pointillé représente le soutènement flexible, de forme circulaire, après avoir cédé jusqu'à la limite extrême.
REVENDICATIONS.
1. Soutènement métallique, à section circulaire ou en arc, caractérisé, par l'utilisation de profilés spéciaux dont la section ressemble à un X ou à un V.