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Procédé et dispositifpour le creusement de galeries et pour des travaux analogues dans l'exploitation des mines.
Le creusement de galeries dans l'exploitation des mines, de tunnels ou de passages analogues se fait en général de telle manière que l'on introduit dans le front de taille des charges d'explosif et qu'après l'explosion on évacue les roches détachées. Il est à cet effet nécessaire de forer les
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trous pour les charges d'explosif dans le front de taille et à cet effet on a employé déjà des charpentes, également des chariots roulants, pour les perforatrices. Pour l'évacuation des déblais on emploie des appareils de chargement et de transport de diverses constructions.
Si on emploie une charpente de forage fixe, son montage et son enlèvement lors de chaque mise à feu de mines, c'est- à-dire à chaque explosion indiviquelle, nécessite une dépense considérable de temps et de travail. On a par conséquent déjà, proposé d'employer des charpentes de forage roulantes qui sont destinées à réduire cette dépense de temps et de main d'oeuvre. Mais également en cas d' emploi de ce chariot de forage il faut dépenser un temps considérable et un travail important car dans la plupart des cas la matière abattue doit être amenée à la main sur une bande de transport ou un appareil analogue.
On a déjà, par conséquent proposé des dispositifs dans lesquels une charpente de forage et un moyen de transport sont réunis en un ensemble roulant. A l'aide de celui-ci le creusement de galeries ne peut toutefois pas être accéléré et facilité à cause de la nécessité d'employer les deux parties de ce groupe simultanément, seulement ou ensemble au front de taille.
Mais même avec un dispositif déjà connu, qui sert il est vrai seulement pour le creusement au moyen d'un havage et qui consiste en deux appareils séparés, savoir une machine à haver montée sur roues et une bande de transport circulant sur la même voie, on ne peut donner au creusement de galerie le caractère économique et progressif poursuivi, car on doit toujours introduire également les deux appareils individuels ensemble.
Au contraire la présente invention propose pour le creu-
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sèment ae galeries et de passages analogues un nouveau procédé qui consiste essentiellement en ce qu'une charpente roulante pour le forage de trous de mine et un moyen de transport de préférence pourvu/d'un dispositif preneur automatique, pouvant circuler indépendamment de la charpente, sont introduits de telle ma- nière dans la galerie que les deux appareils peuvent travail- ler sans se gêner mutuellement, simultanément, l'un après l'autre ou alternativement devant le front de taille.
L'appa- reil de forage roulant peut se trouver non seulement pendant le forage des trous de mine mais également pendant l'opération de transport, entre le front de taille et le dispositif de transport et ce dernier peut, sans être gêné par l'appareil de forage, être rapproché du front de taille également pour la réalisation des travaux de transport. Il est en outre possible dans le procédé suivant la présente invention de retirer déjà. la, charpente de forage du front de taille et cela sans gêne de la part du moyen de transport, et d'éli- miner avec celui-ci la matière abattue restant éventuelle- ment.
On a en outre suivant la présente invention la possibi- lité, immédiatement après la mise à feu des mines - lors de laquelle les deux appareils sont reculés de façon appropriée- d'avancer d'abord avec le moyen de transport seul et d'évacuer à. l'aide de celui-ci sans gêile de la part du chariot de forage une partie considérable de la matière abattue par les mines, de sorte que la partie supérieure du front de taille est dégagée de façon accélérée;
ensuite on peut sans retard faire avancer de nouueau le chariot de forage et entreprendre le travail de forage et cela sans gêne de la part du moyen de transport qui, en même temps, élimine le reste de la matière abattue de sorte que par la coopération des deux appareils
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les mines suivantes sont préparées de façon accélérée.
Un dispositif faisant l'objet encore de l'invention convient. particulièrement pour la réalisation du procédé et consiste en un groupe qui est formé par un moyen de transport pourvu avanta- geusement d'un dispositif preneur automatique et par une char- pente de forage et qui peut circuler de telle manière sur des voies coaxiales que la charpente de forage peut passer complé- tement par-dessus le moyen de transporta Le moyen de transport est avantageusement établi depuis le côté de réception jusque l'endroit de débit de la matière transportée de façon à s'éle- ver par exemple comme un chenal à secousses et la charpente de forage roulante est pourvue d'une ouverture de passage pour le moyen de transport,
ouverture dimensionnée de telle manière qu'elle permet un recul complet de la charpente de forage par-dessus le moyen de transport.
'En particulier dans les espaces étroitement délimités des exploitations souterraines, l'emploi d'un chariot de forage et d'un moyen de transport en fonctionnement alternatif n'était possible que lorsque l' appareil de transport ou bien le chariot de forage étaient plus ou moins démontés. Un semblable montage et démontage fréquenta de ces appareils nécessitent toutefois tellement de temps et de main-d'oeuvre que l'avantage économi- que d'un chariot de forage était complètement supprimé.
La pré- sente invention permet au contraire, dans le creusement de galeries, l'emploi d'un charjot de forage en fonctionnement toujours alternant, en commun avec un moyen de transport sans que les deux appareils ou seulement un de ceux-ci nécessitent un démontage et un remontage dans une mesure quelconque. Le procédé suivant la présente invention ainsi que le dispositif suivant la présente invention produisent ainsi une accélération
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considérable et par conséquent une réalisation plus économique du creusement de galeries et de passages analogues.
La présente invention a pour but également de constituer le chariot de forage mentionné de telle manière qu'il permet une simplification considérable et une accélération des tra0 vaux de forage et de leur préparation et contribue ainsi à la réalisation plus économique des travaux de creusement de galeries. Ceci peut être réalisé suivant la présente invention par le fait que le dispositif de forage possède du côté antérieur une paroi verticale qui a la forme d'un treillis rigide approprié par son contour à la section transversale de la galerie et dont les barreaux servent au placement d'appareils de forage en des endroits appropriés de sorte que les trous de mine nécessaires peuvent être réglés et forés complètement, simultanément, en nombre voulu.
Un semblable treillis a d'a bord l'avantage d'un poids minime et par conséquent d'une circulation plus facile. Mais avant tout le chariot de forage suivant la présente invention permet de fixer différente appareils de forage au treillis aux endroits qui correspondent à la répartition prévue des appareils de forage sur toute la section transversale de la galerie de sorte qu'on est en état de préparer simultanément ou tout au moins en un temps court tous les trous de mine nécessaires pour une mise à feu, surtout que les appareils de forage fixés à la paroi en treillis peuvent être actionnés au moyen de dispositifs d'avancement mécaniques ou pneumatiques; il est ainsi possible d'employer complètement de façon économique les possibilités de rendement des appareils de forage.
Si l'on tient compte de ce que dans la section transversale de la galerie, un profil exact ne peut être conservé pratiquement sur une minime longueur, le
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contour du treillis est choisi de telle façon, suivant la présente invention, qu'entre lui et la paroi de la galerie, il reste libre un espace et que le treillis est pourvu de bras de support s'avançant dans cet espace pour des appareils de forage, bras qui peuvent être rabattus vers l'intérieur de la section de la galerie.
On rend ainsi possible d'une part un avancement du chariot de forage sans aucune gêno par les irrégularités de la section de la galerie et d'autre part aussi le placement de trous de mine dans la zone du bord du front de taille. L'invention consiste également en ce que les parties du treillis appartenant à la ligne de contour extérieure ,sont disposées de façon pivotante telle sur le treillis, que celuici peut circuler sans gène dans les parties rétrécies de l'espace libre de la galerie dans laquelle se trouvent placées surtout le plus souvent dans le voisinage du sommet - des conduites, des amenées d'eau, etc.. En outre suivant la présente invention, dans la paroi du treillis,
on peut enlever par pivotement une partie telle qu'il se forme une ouverture pour un moyen de transport coopérant avec le dispositif de forage.
Cette constitution est particulièrement importante pour l'emploi du nouveau dispositif de forage en commun avec un dispositif de transport pour la matière abattue provenant du minage.
Pour éviter l'amenée individuelle, difficile à surveiller et gênante, se produisant fréquemment, des fluides de service tels que l'air comprimé ou l'eau, vers chaque point d'utilisation du dispositif de forage, c'est-à-dire avant tout aux nombreux appareils de forage et aux moyende fixation et de pression, on peut prévoir pour chaque fluide de service une caisse de répartition ou une caisse analogue à partir de laquelle il est amené aux différents endroits d'utilisation et
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cela alors au moyen de conduites qui peuvent être fixées individuellement au treillis.
Une constitution particulièrement avantageuse du dispositif de forage suivant la présente invention consiste en ce que le treillis lui-même forme un réseau de tubes pour l'amenée d'un fluide de service, par exemple d'air comprimé, aux appareils de travail, en particulier aux appareils de forage. Etant donné l'état actuel de la technique de la soudure et le développement des joints de tuyau, il n'y a pas de difficulté à établir le treillis sous la forme d'un réseau de conduites étanches à l'air qui est utilisable de façon sûre dans toutes les conditions de fonctionnement résultant de l'exposé qui précède et qui simplifie considérablement le travail avec le dispositif de forage, le facilite et l'accélère.
La présente invention a pour but finalement de constituer le chariot de forage de telle manière que lors du roulement sur la voie il occupe un espace libre très minime seulement.
Ceci est réalisé suivant la présente invention par le fait que toute la paroi en treillis est disposée de façon à pouvoir pivoter sur le châssis de roulement du dispositif de forage autour d'un axe horizontal. Cet axe de pivotement est, suivant la présente invention, disposé à une hauteur telle que la paroi en treillis ayant pivoté dans un plan horizontal'laisse libre l'ouverture de passage pour un appareil de transport coopérant avec elle. En même temps presque toute la partie de la section de la galerie située au-dessus de l'axe de pivotement est libérée, de sorte que le dispositif de forage peut circuler sans gêne à l'intérieur de la galerie et également dans des tronçons de galerie situés en arrière.
On ne doit donc pas, avec un chariot de forage établi suivant la présente invention,
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tenir compte d'autres constructions rétrécissant la section de la galerie et il est en particulier possible d'amener le revêtement ou tronçon de galerie nouvellement creusé sans être gêné par la nécessité de laisser libre un espace suffi- samment grand pour la paroi en treillis placée verticalement; la présente invention permet au contraire de faire immédiate- ment le revêtement de la galerie à la suite de l'avancement.
Pour pouvoir maintenir également aussi minime que possible le développement latéral du chariot de forage, les supports horizontaux pour les appareils de forage fonctionnant au bord de la section de la galerie sont montés sur la paroi en treillis de façon à pouvoir coulisser vers l'intérieur et vers l'extérieur.
D'autres détails de l'invention ressortiront de la des- cription de quelques exemples de réalisation faits à l'aide du dessin sur lequel ils sont représentés aux différentes en figuresvvue de côté, en vue de dess-us et en vue de face.
Pour le forage des trous de mine dans le front'de taille on emploie dans l'exemple de réalisation suivant les fig.l et 2, une charpente de forage roulante 1 qui peut circuler sur une voie à grand écartement 2 et peut être immobilisée par rapport à celle-ci ainsi qu'au sommet de la galerie par des dispositifs de retenue ou de pression 3 et 4, actionnés par un fluide sous pression. La paroi frontale du chariot de forage est établie pour recevoir le nombre voulu de perfora- trices 5 qui sont également actionnées par un fluide sous pression.
En même temps que le chariot de forage, on emploie un appareil de transport 6 qui est établi par exemple sous la forme d'un chenal à secousses pourvu d'une pelle de charge0 ment 7 dépassant fortement en largeur et peut circuler sur une
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voie 8 à faible écartement située à l'intérieur de la voie 2.
L'appareil de transport 6 est également pourvu d'une pince pour le rail ainsi que d'un treuil 10 pour l'avancement. Au chenal à secousses 6 se raccorde un autre appareil de transport, par exemple une bande de transport 11 roulante,
La paroi antérieure du chariot de forage 1 a une forme telle que sa partie inférieure 12 peut être rabattue vers le haut (voir en particulier fig.l) de manière à établir une ouverture en forme de porte qui dégage l'espace libre pour l'appareil de transport 6.
Pendant le forage des trous de mine, le chariot de forage se trouve devant le front de taille, voir la position a à la fig.l. Après l'achèvement des trous de mine, le chariot de forage est ramené en arrière. S'il s'agit du premier tir de mine, au commencement du creusement d'une nouvelle galerie, il n'y a d'abord pas d'emploi pour l'appareil de transport 6 ce dernier se trouve donc loin en arrière dans la galerie.
Après dégagement des moyens de fixation, le chariot de forage est ramené en arrière; la galerie est alors libre, la mise à feu peut se faire. Lorsque celle-ci a eu lieu, le chariot de forage et l'appareil de transport sont amenés devant le front de taille où les deux appareils peuvent fonctionner simultanément sans se gêner, vu que le chenal à secousses peut s'en- gager avec sa pelle de chargement par l'ouverture en forme de porte du chariot de forage.
L'appareil de transport ramasse donc au moyen de sa pelle 7 la matière abattue par les mines et la transporte vers l'arrière où elle est débitée sur la bande 11 et de celle-ci par exemple sur des wagonnets ou des engins analogues, tandis qu'en même temps au moyen du chariot de forage les trous sont forés pour les mines suivàntes. En-
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suite les deux appareils -éventuellement aussi l'un après l'autre- sont retirés du front de taille et à cet effet le chariot de forage peut circuler complètement au moyen de son ouverture en forme de porte par-dessus le chenal à secousses 6; le chariot de forage est représenté en traits de chaînette en b à la fig.l dans cette position par rapport au chenal.
Ceci est en particulier avantageux lorsque l'appareil de transport lui-même ne peut pas être ramené en arrière suffisamment loin à cause du manque de place dans la partie postérieure de la galerie. La partie de la galerie située devant le front de taille est alors déblayée pour la mise à feu suivante des mines ; celle-ci peut se faire et le travail décrit peut re- commencer sans retard.
Le chariot de forage suivant la présente invention peut servir pendant l'explosion des mines comme une sorte de bou- clier protecteur pour la partie située derrière lui de la , galerie et pour les appareils se trouvant éventuellement en cet endroit. Il suffit à cet effet de recouvrir sa paroi frontale par exemple de plaques de tôle ou de plaques analogues suspendues ou fixées de façon facilement détachable.
Dans un autre exemple de réalisation du aispositif de l'invention, qui est représenté à la fig.3 en vue de côté, à la fig.4 en vue de dessus et à la fig.S'en vue de face à plus grande échelle, un châssis 22 roulant sur une voie 21 à large écartement porte une paroi en treillis 25 placée dans un plan transversal, formée de barres verticales et horizontales, dont les barres marginales sont acaptées à la section trans- versale de la galerie en laissant libre un certain intervalle.
Dans le sens longitudinal la paroi en treillis 23 est appuyée sur le châssis 22 au moyen de contrefiches 24, Les barres
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verticales et horizontales du treillis 23 portent un certain nombre de perforatrices 25 actionnées par l'air comprimé, qui sont pourvues de dispositifs d'avancement. Les barres de la paroi en treillis consistent avantageusement en des tubes qui facilitent un pivotement des perforatrices autour de l'axe du tube qui les porte ainsi que leur déplacement en différents endroits de la paroi en treillis suivant la direction et la répartition des trous de mine. Dans ce but, le chariot de chaque perforatrice repose de façon à pouvoir pivoter sur une solide bride de tube 26 qui peut être serrée d'une manière simple et détachée.
Ces moyens de fixation permettent la mise en position de la perforatrice dans toute direction nécessaire.
Pour le forage de trous de mine dans la zône marginale de la section de la galerie, on a disposé sur les barres du bord de la paroi en treillis des bras 27,28, portant chacun une perforatrice, qui peuvent être rabattus vers l'intérieur latéralement avant la mise en mouvement du chariot de forage.
Pour adapter le contour de la paroi en treillis à un ré- trécissement de la section de la galerie par des tuyauteries placées dans le voisinage du sommet ou par des organes analogues, les parties 29 du treillis peuvent pivoter à la manière de battants de fenêtre autour de l'axe vertical, voir, fig.5 ainsi que les positions représentées en traits dechalnette aux fig.3 et 4. La charpente de forage roulante a en outre dans le voisinage du sol une partie 30 pouvant pivoter vers le haut sous l'axe horizontal et qui dans la position rabattue (voir fig.3) dégage une ouverture pour la pelle de chargement 31 d'un moyen de transport coopérant avec la charpente de forage pour la matière abattue.
Pour 1'immobilisation de la charpente de forage roulante par rapport à sa voie et au toit, on utilise
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des enrayages de rail 32 actionnés par l'air comprimé ainsi que des cylindres de pression 33 L'amenée d'air comprimé à ceux-ci ainsi qu'aux perforatrices se fait à partir d'une ou de Cieux boîtes de répartition 34 qui sont raccordées au moyen d'une seule conouite 35 à un réseau d'air comprimé 36 placé dans la galerie. De la boîte de répartition 34 l'air comprimé peu-t être amené aux différents appareils et dispositifs de la charpente de forage au moyen de tuyaux souples fixés à ceux-ci.
Si l'on construit la charpente ou la paroi en treillis au moyen de tubes, on peut également employer le treillis lui-même pour le transport de l'air comprimé ou (l'un fluide de fonctionnement, par exemple de l'eau, jusqu' aux points de consommation ou aux endroits de fixation aes appareils et raccorder ceux-ci au moyen de tuyaux flexibles 37 (voir fig.3). A une hauteur appropriée, on a disposé en- tre la paroi en treillis et les contre fiches 24 une plateforme 38 qui permet la manoeuvre des perforatrices disposées à la partie supérieure de la paroi en treillis et maintent la partie pivotante 30 de la paroi en treillis dans sa position déployée (voir fig.3)
D'autres détails apparaîtront dans la description de l'exemple de réalisation qui est représenté à la fig.6 en vue de face età la fig.7 en vue de côté avec les deux posi- tions limites de la paroi en treillis pivotante.
Sur une voie 41 à large écartement, placée dans la galerie à creuser, circule un châssis de roulement qui consiste en deux longerons 42 et en quatre poteaux 43 qui portent de leur côté un châssis 44 recourbé vers le bas à son extrémité pour une plateforme 45. Les roues de roulement 47 sont montées dans des supports 46 sur les longerons 42. Près de sa
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paroi antérieure le châssis 44 porte une paroi en treillis 48 qui est formée de barres longitudinales et transversales qui servent à la disposition de perforatrices 49 en des endroits appropriés.
Les barres de treillis sont formées avantageuse- ment par des tubes qui peuvent être soudés ensemble d'une manière simple et peuvent servir en outre au transport d'un fluide sous pression destiné au fonctionnement des perforatri- ces. Un tube horizontal 50, s'étendant sur toute la largeur de la paroi en treillis, est monté sur les parties coudées du châssis 44 dans des paliers 51 de telle-manière que l'ensemble de la paroi en treillis peut pivoter autour du tube 50 comme axe, de la position redressée dans une position horizontale qui est visible à la fig.7 en traits de chaînette.
Comme on peut le voir en outre à la fig.7, la partie inférieure de la paroi en treillis se place alors de telle manière sous le châssis 44 que la paroi en treillis prend une position à peu prèshorizon- tale dans laquelle elle permet au chariot de forage le recul mentionné se faisant sans entrave dans la galerie. La paroi en tre illis reçoit les mouvements de pivotement au moyen d'un secteur denté 52, fixé au tube 50 et mis en rotation par l'in- termédiaire d'une vis sans fin 53, d'une commande à chaîne 54 et d'un arbre 55 monté sur le châssis 44, au moyen d'une mani- velle à main 56 facilement accessible à l'arrière du châssis de roulement.
Dans sa position redressée, la paroi en treillis est retenue au moyen de brides 57, facilement détachables au moyen d'une poignée 58, qui sont fixées aux poteaux antérieurs 43. Pour diminuer le développement en largeur lors du recul du chariot de forage, les perforatrices 49 disposées au bord de la section à creuser sont fixées sur des bras de support 59 qui sont montés de façon à pouvoir coulisser vers l'intérieur et vers l'extérieur, ou à pouvoir se fixer aux barres horizon- @
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tales du treillis, voir fig.6 où ils sont représentés dans la position déployée. On n'a résenté au dessin, pour plus de clarté, qu'un petit nombre de perforatrices.
Pour le forage de trous de mine situés dams le voisinage du sol on a disposé également quelques perforatrices sur un support 60 qui est suspendu au moyen de coudes 61 aux longerons 42 du châssis de roulement du chariot, et qui est fixé à celuici de façon facilement détachable par des coins 62 Avant le recul du chariot de forage, le support 60 peut ainsi'être' en- levé d'une manière simple.
Sur le châssis de roulement du chariot de forage on a disposé avantageusement une boite de répartition (non représen- tée au dessin pour plus de clarté') qui est raccordée à une conduite d'amenée du ré seau pour chaque fluide de service, par exemple l'air comprimé et l'eau de nettoyage, et à partir de laquelle les différentes perforatrices sont alimentées au moyen de conduites placées sur le chariot de forage ou, dans lecas d'une paroi en treillis formée de tubes, au moyen de ces tubes.
Pour faciliter et accélérer, avant la circulation du chariot de forage, le rabattement de la paroi en treillis de la position verticale dans la position horizontale, on peut renoncer suivant la présente invention à la fixation à la paroi en treillis par rapport au faîte au moyen de dispositifs de pression, d'étrésillons, etc., et ancrer le chariot de forage simplement à la voie de la galerie par des pinces à rail particulières. Ces pinces à rail disposées sur le châssis de roulement du chariot de forage possèdent deux parties pouvant être serrées l'un.e contre l'autre, dont l'une prend appui sur le champignon du rail et l'autre contre une roue de roulement.
Le détail de la réalisation des pinces à, rail suivant la présente
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invention est expliqué à l'aide de l'exemple suivant, représen- téau dessin à la fig.8 en vue de côtéet àd la fig.9 en coupe transversale suivant IX-IX de la fig.8.
Les supports 46 des roues du châssis de roulement présentent dans chacune de leurs deux parois, au-dessus de l'essieu de roulement 63, un évidement à angles droits 64 dans lequel est guidé dans le sens vertical l'étrier 65 en forme d'U tandis que dans le sens transversal il est maintenu par deux doigts 66 montés sur chaque paroi de support de roue. Dans un écrou 67 monté sur l'étrier s'enfonce une tige filetée 68 sur laquelle est calée une poignée et qui s'engage par son extrémité inférieure, de façon à pouvoir tourner, dans une mâchoire 70 en forme de sabot de frein, laquelle peut prendre appui sur la roue de roulement 47. A chaque branche de l'étrier 65 est articulée une patte recourbée 71 s'engageant sous le champignon du rail 41, voir en particulier fig.9.
Chaque patte 71 comporte une fenêtre 72 à travers laquelle s'engage un oeillet 73 monté sur chaque paroi du support de roue, en vue de recevoir une clavette 74.
Lors de l'immobilisation du châssis de roulement du dispositif de forage, on abaisse au moyen de la tige filetée 68 ou de la poignée 69 la mâchoire 70 sur la roue de roulement 47 tandis qu'en même temps les deux pattes 71 sont pressées par le dessous contre le champignon du rail, position dans laquelle elles sont retenues par l'introduction des clavettes 74.
Par le serrage réciproque des pattes 71 et par consé quent de l'étrier 65 contre le rail 41 d'une part, et de la mâchoire 70 et par conséquent de la roue de roulement 47 d'autre part, le châssis de roulement qui est pourvu à chaque longeron d'une de ces pinces à rail, et par conséquent aussi le dispositif
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de forage et sa paroi en treillis sont maintenus de telle manière que les forces de réaction des outils de forage sont supportées avec suffisamment de sécurité par la voie placée dans la galerie et sont transmises par celle-ci au sol.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour le creusement de galeries et de passages analogues, caractérisé en ce qu'une charpente montée sur roues pour le forage de trous de mine et un moyen de transport pouvant circuler indépendamment de celle-ci, pourvu avantageusement d'un dispositif preneur automatique, pour la matière abattue sont introduits de telle manière dans la galerie que les deux appareils travaillent sans se gêner mutuellement, simultanément, l'un après l'autre ou alternativement devant le front de taille.
2. Procédé suivant la revendicatin 1, caractérisé en ce qu'avant la mise à. feu des mines, la charpente de forage et le moyen de transport sont ramenésen arrière du front de taille indépendamment l'un de l'autre et sans se nuire mutuellement.