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Nouveau soutèhement par éléments locaux, isolés'ou accouplés pour chantiers de mines ou autres.
La présente invention a pour objet un nouveau soutènement par éléments locaux, isolés ou accouplés pour chantiers de mines ou autres. a ce jour le soutènement connu et appliqué le plus couramment comprend trois parties, à savoir : a) un garnissage formé normalement de planches plaquées au toit et destinées à empêcher le foison- nement du toit et la chute des éléments détachés.- b) un soutènement dit horizontal parallèle au toit reliant les différents éléments du garnissage et les supportant formé normalement de poutres en bois ou de palplanches métalliques. c) un soutènement dit vertical perpendiculaire au toit supportant le soutènement horizontal et trans- mettant les'pressions du toit au mur.
Ce soutènement est généralemnet composé d'étais en bois (buttes, carrés de traverses) ou métalliques ; ces derniers étant appelés étançons.
Le soutènement métallique est normalement récu- ! père alors que le soutènement en bois est normalement , perdu, sauf pour les carrés qui sont récupérés.
La récupération de soutènement métallique est .,.normalement difficilement réalisable ; celle des é - tançons entraîne des pertes assez nombreuses, celle des éléments horizontaux entraîne des pertes prohibi-
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tives. Dans les chantiers les engins de desserte du charbon sont généralement séparés du massif par une ligne d'étais verticaux. Leur déplacement demande donc un démontage par éléments de faibles dimensions et un remontage après transport des éléments, ce dé- placement est par suite très onéreux.. Afin de re - place ces frais on est conduit à déplacer l'engin de desserte d'une distance assez grande chaque fois.
Ceci entraîne l'obligation de garder dans les chantiers un vide important d'où des frais de soutènements (sou- tènement renforcé, remplacements d'éléments brisés) et des frais de "reculage" des produits à évacuer in- finiment plus grands.
Un tel déplacement de l'engin de desserte con - ditionne la récupération des étais verticaux, la con- duite du foudroyage des chantiers et du travail au chantier et entraîne l'obligation de réserver un ou plusieurs postes au déplacement de l'engin de transport et à l'exécution du foudroyage réduisant ainsi les pos- sibilités d'abatage.
Chaque foudroyage entraîne une réaction du toit sur le massif et en disloque une épaisseur variable avec la dureté propre de ce massif. Le travail d'aba- tage est de ce fait d'autant plus important que la Drofondeur du fouroyage et par suite que la distance de déplacement de l'engin de desserte est plus grande.
D'autre part le soutènement actuel en constituant un ensemble très enchevêtré se prête à une disloca - tion étandue lors d'un effondrement local du soutène - ment, d'où difficultés de récupération de ses éléments.
Pour obvier à ces inconvénients, il est apparu nécessaire de concevoir un nouveau soutènement par unités locales autonomes et simples. Chaque unité comprenant : 1 ) un élément qui réalise à la fois le garnissage et le soutènement horizontal.
2 ) un étançon.
Ainsi conçu, ce nouveau soutènement comporte es- sentiellement : une pièce métallique dénommée "lume" dont le profil est tel qu'il résiste aux pressions des terrains jusqu'à la Limite supérieure de la résistance de l'etan- çon. Elle présante une surface d'appui au toit telle que pour les densités normalement admises d'étançons, elle assure le garnissage ; sa largeur est donc en partie déterminée par la tenue du toit.
Après pose et serrage de 1'étançon, elle devient solidaire de ce dernier et forme avec lui une 'unité de soutènement complet extrêmement robuste. Elle peut être plaquée au toit sans l'aide d'un élément vertical, en prenant appui d'un côté sur le massif et de l'autre sur la plume précédente ou sur les plumes voisines et réalise ainsi, un soutènement provisoire du toit très solide (soutènement provisoire nécessaire pendant le travail d'abatage).
Chaque unité faux' et étançon" réalise un soutè- nement en "porte à faux" de la portion du toit compri- se entre les étais verticaux et le massif à abattre.
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De cette façon 1 engin de desserte peut être plaqué au
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massif et Ls reculagedes produits ]Qg,i t au mjnmcun.
La plume réalisant le soutènement provisoire du toit sans élément vertical, l'engin de desserte peut ,être déplacé en bloc sans démontage, très rapidement et sans frais, et rester constamment plaque au massif.
De même tout autre engin continu tel que la tuyauterie d'air comprimé peut être déplacé sans démontage.
Chaque unité de soutènement "plume et étançon" est indépendante des unités voisines. Son effondrement ne détruit en rien l'intégrité du soutènement contigu. '
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Chaque ,unjté n'intéresse qu'une faible i d toit e peut onc etre demontée et récupérée, 1 ''ouvrier se tenant à proximité immédiate grâce à la protection suf- fisante des unités voisines. La récupération des élé - ments de soutènement est ainsi facile, complète et sans danger.
Le déplacement facile et rapide des engins de chaatier, la récupération facile et rapide du soutènement permettant de conduire l'abatage par enlevures corres - pondant à la portion du massif disloqué par chaque foudroyage, de façon à réduire au minimum ce travail d aba- tage. Cette enlevure qui dépend des caractéristiques des épontes et de la dureté de la veine détermine la longueur de la plume.
La plume est relativement légère, elle est mise en place facilement lors du soutènement provisoire du toit en reposant d'un côté sur les plumes précédentes ou voi- sihes, de l'autre dans un trou creusé dans le massif à abattre. Elle assure immédiatement un garnissage et un soutènement suffisants du toit ; l'opération compliquée du soutènement et garnissage provisoires du toit, (opération souvent complexe comparable à la construction d'une charpente) et ainsi ramenée à la répétition d'une même opération simple toujours identi que a elle-même ; ceci permet de faire exécuter dans des conditions de sé- ru ri te élevée le travail délicat et dangereux de soutène- ment et d'abatage par des ouvriers de faible qualifica - tion professionnelle.
L'opération du foudroyage peut être exécutée sans qu'un étançon ait été placé sous la plume laissée en soutènement provisoire. Dès qu'une unité de soutènement est effmndree l'étançon correspondant est immédiatement remis en service sous la plume levée
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au massif. Les risques de pertes d' étarl par né gligeance sont donc'jula. Du fait que la"recuperation au moment au foudroyage est facile et complète, que la perte d'un'étançon entraîne l'arrêt du cycle normal de travail, le contrôle des élançons est autopatique, les frais considérables que ce contrôle entraîne sont ré - duits à zéro par la présente invention.
La présente invention permet d'obtenir un soutè - nement horizontal métallique très résistant et récupé- rable entièrement, elle entraîne donc une économie con- sidérable sur les méthodes actuelles par boisage non ré- cupérable ; elle améliore considérablement la sécurité des chantiers et supprime les frais de renforcement et remplacement du soutènement horizontal.
Cette invention réduit considérablement par rapport aux méthodes actuelles la distance entre massif et fou- droyage .
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Tout en conservant une densité élevée d'élançons au mètre carré, elle permet de réduire dans de grandes proportions le nombre d'étançons au mètre linéaire du iront et par conséquent le capital élançons engagé. Ce gain compense la partie l'augmentation de capital néces- saire pour équiper le chantier en plumes.
Cette invention diminue ainsi que nous l'avons vu les travaux .le reculage, abatage et soutènement provi - soire faits par le piqueur. Se gain est tel qu'il compense des travaux réduits eux-aûssi par l'invention, de déplacement des engins fixes de chantier, de foudroyage et de récupération du soutènement. Les piqueurs peuvent donc sans' augmenter la quantité de travail fourni, con- server et augmenter leur production tout en assurant, eux-mêmes tous les travaux improductifs du chantier, ce qui entraîne une augmentation considérable du rendement.
Les chantiers' ne sont plus assujettis réserver des postes pour le déplacement .les engins fixes, pour le foudroyage et la récupération du soutènement. De tels chantiers peuvent produire 24 heures sur 24,
La présente invention s'étend également à un cer- tain nombre de points particuliers tels que forme de la plume, liaisons'de la plume à l'étançon, liaison des plumes entre elles lors de la pose en soutènement pro- visoire, appui de la plume sur le massif.
Pour bien fixer l'objet de l'invention, sans tou- tefois le limiter dans les dessins annexés .
La figure I est une vue schématique à petite é - chelle et en coupe de soutènements établis selon l'in- vention et mis en place.
A = massif à abattre disloqué par le foudroyage
B = massif vierge La figure 2 est une vue en plan correspondante à la figure I (le tracé en traits pointillés représente une plume placée en soutènement provisoire).
La figure 3 est une demi-vue en coupe d'un élé- ment avec tirette de liaison en T.
La figure 4 est une vue de face et extérieure d'un élément avec tirette de liaison en T, le tracé en traits mixtes représente un autre élément en ap - pui sur le premier,
La figure 5 est une demi-vue en plan extérieure et correspondante 4 la figure 4.
La figure 6 est une demi-vue en coupe d'un élé- ment svec tirette de liaison en I.
La figure 7 est une vue de face et extérieure d'un élément, avec tirette de liaison en 1
La figure 3 est une demi-vue en plan extérieure et correspondante à la figure 7.
Les figures 9 - 10 - II montrent un élément avec tirette en engagée dans la plume .
La figure IIbis montre une plume placée en soutè- nement provisoire, la tirette de la plume arrière
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s'engageant dans, un logement préparé à cet effet da.ns la plume placée en soutenement provisoire.
Les figures 12 - 13 - 14 montrent d'autres formmes de réalisations.
La figure 15 est une vue d'ensemble et schématique utilisant les éléments comme illustré par les figures 12 - 13- 14.
La figure 16 montré un réglage de la hauteur de la tirette de liaison par clavetage longitudinal.
Les figures 17- 18 correspondantés montrent un rè- glage de la hauteur de la tirette de liaison pa.r clave - tage transversal.
Les différentes vues de la planche IV montrent à petite échelle et en coupe différentes sections des élé- ments.
La forme des plumes peut varier suivant la nature du toit de façon à obtenir le prix de revient minimum compatible avec la sécurité.
A titre d'exemples les différentes figures montrent des modes d'exécution qui diffèrent entre eux par lepoids au mètre le prix de fabrication, la résistance par cm2,
Four une forme de réalisation avantageuse la section de la plume à la forme d'un à larges ailes. Cette forme peut être réalisée par la combinaison de divers profiles normaux soudés entre eux et de tôle, par tôle emboutie ou pliée renforcée par goussets et nervures, par laminages.
Dans une autre forme, la plume peut être formée d'un T à ailes larges, d'un tube cylibdrique, carré ou rec tangulaire surmonté d'une tôle, renforcée ou non par gous- sets, faisant surface d'appui au toit.
Les dimensions du profil seront déterminées dans chaque cas particulier par les caractéristiques du toit ainsi que nous l'avons vu. Il faut que la poutre ainsi constituée résiste aux efforts maximum que peut supporter l'étançon accouplé pour constituer comme nous l'avons dit in élément de soutènement.
La largeur de la plume doit être telle que la sur- face d'appui au toit soit suffisante pour assurer le gar- nissage et une bonne stabilité transversale,
La longueur de la plume est déterminée ainsi que nous,l'avons expliqué par les caractéristiques du toit et la dureté du massif à abattre.
La plume doit cependant rester maniable. La posi - tion de l'étançon sous la plume doit assurer une sta- bilité longitudinale satisfaisante et laisser du côté massif un porte à faux entre étançon et massif tel que l'engin de'transport utilisé puisse passer. La pression transmise au toit par la portion de plume située entre étançon et foudroyage à la suite du détachement d'un bloc sur l'autre portion ou sur une plume placée en sou- tènement provisoire doit être inférieure à la pression produisant l'écrasement du toit immédiat.
La portion située entre étançon et foudroyage ne doit pas être trop grande pour que la plume ne se déforme pas lorsqu'elle se trouve en bordure du foudroyage et reçoit les effets
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de celui-ci, elle doit cependant être suffisante
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pour protéger l'àtançon du talus f':':Cl1l8 'par les 6bcll- lis.
. titre J 3X3mp-e a) une plume de I m 10 de '.on 0 m 30 de largeur avec une fixation de l' é tan çon à 0 m 35 et O m 75 des extrémités convient bien pour un transporteur d'encom- brewent de 0 m 70 en largeur, un toit moyennement bon et un massif assez dur. b) une plume de 1 m 30 de longueur, 0 m 30 de largeur avec une fixation de l'étançon à 0 m 40 et 0 m 90 des extrémités convient bien pour un transporteur d'un en- combrement de C m 70 en largeur, un toit moyen et un massif de dureté moyenne.
La liaison de l'étançon à la plume doit être faci- lement réalisée et dès que l'étançon est mis en serrage initial avec une pression, de l'ordre de 1 tonne cette liaison doit être'sûre, quel que soit l'angle formé par les deux éléments.
Les têtes des étançons possèdent normalement des ergots venus de fonderie. A titre d'exemple, si l'étan- çon est mis en serrage avec un extenseur une simple pla- ce soudée à la plume et portant des encoches dans les - quelles se logent les ergots de l'étançon suffit, sui - vant figures 4-3-7. Si l'étançon est mis en serra- ge en le redressant sous la plume a coups de masse après mise à longueur préalable, on pourra.
employer une plaque soudée à l'étançon présentant u.n plan incliné du côté foudroyage de façon à faciliter l'entrée de la tê- te de l'étançon, un arrêt fixe du côté massif, un arrêt mobile .laissant passer la tête de l'étançon puis la ver- rouillant du côte foudroyage eb une largeur telle qu'elle soit encadrée latéralement par les ergots de la tête de l'étançon (suivant figures par 13 - 14), La liaison des plumes entre elles et le point d'appui sur le massif peuvent être réalisés, à titre d'exemple, par une tirette mobile placée dans le creux de la plume ou sous la plume.
-Cette tirette qui constitue u- ne portée télescopique règlable suivant les besoins, peut être constituée suivant la nature du toit à soute- nir, le profil de la plume, par un fer en T, un fer en I, un fer r, un tube. Son extrémité libre sera renvoyés ou non, élargie pointue ou normale de façon à se présen- ter en appui au-dessous de la plume à accoupler ou de façon à penétrer dans un logement spécialement préparé de la plume à accoupler.
L intervalle existant entre la tirette et la plume à accoupler est rattrapé par une cale appropriée ou par le déplacement de la tirette provoqué par une clavette longitudinale ou transversale (suivant figures 16- 17 - 18). u côté massif la ti - rette pénétrera dans un trou préparé à cet effet dans le massif, son extrémité libre devra présenter une assi- se suffisante pour que la plume ainsi'levée en soutène- ment provisoire soif stable.
La liaison de la tirette avec la plume accouplée doit être telle qu'elle disparaisse sans effort au moment de l'effondrement de 1 unité "étançon et plume".
La longueur de la tirette sera la plus grande pos- sible en tenant compte de la longueur de la plume de
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façon à avoir une .portée dans le massif suffisamment grande si ce dernier est ébouleux ou présente des délits.
Les dimensions du profil de la tirette seront fonc- tion de la nature du toit et du poids plus ou moins grand que la plume posée en soutènement provisoire aura à sup- porter.
A titre d'exemple pour un toit moyennement bon un I de 45 x 45 x 6 est suffisant.
Exemple d'emploi des plumes .
Conditions d'emploi : toit moyennement bon se foudroyant bien, charbon dur, engins fixes du chantier comprenant un convoyeur à chaînes à raclettes de 70 cms de largeur, une colonne d'air comprimé de 8 cms de diamètre, puissance de la veine :I m 90, pendage de la veine 5 degrés, enlevu- res d'abatage 70 cms.
Plumes employées : longueur 110 cms, largeur 30 cms, haueur 9 cms, profil en # avec ailes élargies parues tôles de 4 m/m, soudées et renforcées par goussets, tirette en fer I de 45 x 45 x 6 x 700 fixée sous 1%µlame du côté massif - axe de l'étançon placé à 75 cms et 35 cms des extrémités.
Etançons employés : 1 m 80 - 1 m 02 Distance latérale entre plumes : 5 cms Distance entre extrémités de plumes correspondantes : 30 cms 3 lignes d'étançons et plumes placées en quinconcs.
Surface de toit non garnie, inférieure à 7 x 4 = 28 dm compatible avec la tenue du toit.
Le convoyeur étant au massif, le piqueur attaque le massif en face de la plume 3., voir figures I et 2 et dé- couvre le toit sur un espace juste suffisant pour placer la plume I' en soutènement provisoire. Cette plume 1' repose : côté plume 3 sur la tirette de cette dernière, côté massif sur sa propre tirette placée dans un trou creusé à .cet effet.
La plume I' n'est autre que la plume I récupérée au,foudroyage prédédent.
Lorsque le piqueur a placé plusieurs plumes, il dépile sans difficulté, avec un travail de reculage réduit à peu de chose, une enlevure de 70 cas dans un mas- sif de dureté faible car écrasé par la pression du toit.
Le piqueur dépose la colonne d'air comprimé sur le convoyeur. Il ripe l'ensemble sur le mur sur une dis - tance de 70 cms, contre le nouveau massif.
Le piqueur récupère successivement chaque unité plume et étançon, telle que2- a située côté foudroyage dans sa zone d'action et ceci sans difficulté puis - qu'il peut s'approcher tout en restant à l'abri, a 40 cms de l'étançon en cours d'effondrement.
Dès qu'une unité est récupérée, l'étançon a est remis en service immédiatement en a1 par le piquenr a- vant tout autre démontage. La plume est mise qu côté et remise en service en soutènement provisoire en 2' dès la reprise du dépilage.
Si un étançon ou une plume n'était pas récupéré son absence se ferait immédiatement sentir et la sur - veillance serait forcément alertée très rapidement.
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Pendant ces différentes opérations de récupération le toit se foudroie chaque fois par petites surfaces.
L'opération de foudroyage ne puât provoquer ainsi de grands mouvements de terrain ce qui facilite les tra - vaux de récupération., .
Pendant de temps, le toit dont le soutènement est modifié prend un nouvel équilibre. Il"charge" à la fois sur les étançons et le massif. Les étançons di - minuent de longueur et le massif s'écrase préparant un abatage facile pour la nouvelle enlevure de 70 cms.
Ce rajustement au toit se fait sans que la sécurité du chantier soit compromise grâce à .La grande solidite et la stabilité de l'ensemble étançon plume.
Dès que tous les étançons sont posés la colonne d'air comprimé est soulevée par les piqueurs et atta- chée dans sa nouvelle position.
Le cycle des différents travaux est achevé et un nouveau cycle peut reprendre immédiatement.
Dans un tel exemple, le vide maximum entre zone foudroyée et massif est.de 3 m 40, le vide minimum 2 m.70. La densité d'étançons reste au minimum de 1, 29 au m2 alors que la densité au,mètre de front n'est que 4, 39 au lieu de 6, minimum avec les métho- des sans plume.
Le nombré de plumes nécessaires est de 5,8 par mètre de front. Lé gain de 1,6 étançons équivaut à 2,3 plumes. La méthode nécessite donc un investisse- ment supplémentaire de 2,5 plumes. Cette dépense est rapidement compensée par le gain réalisé sur le soutènement horizontal et garnissage en bois, par le gain réalisé sur les pertes d'étançons et sur leur controle.
La production du piqueur restant au moins égale à celle des méthodes sans plumes, la suppression des équipes de"tourneurs" de l'engin de desserte de la dolonne d'air comprimé, des carrés s'ils existent, de foudroyeurs, apporte un gain total extrêmement impor- tant.
La production du chantier n'est plus limitée par ces dernières opérations et peut se poursuivre de fa- çon continue.
Les réalisations selon l'invention permettent : 1 ) le contrôle rationnel dutoit et celui du foudroya- ge dans son amplitude.
2 ) if, sous facile des produits en place dans le massif, sous l'influence au foudroyage dirigé.
3 ) la récupération facile, centnolée et complète du matériel employé pour le soutènement.
4 ) le travail de récupération accompli en toute sé - curité par le préposé, étant donné la faible surface du toit découverte chaque fois qu'il enlève une plume et l'étançon correspondant.
5 ) le déplacement d'un seul jet des engins fixes de desserte et du matériel accessoire du chantier.
6 ) l'emploi d'une main-d'oeuvre moins spécialisée qu'avec les méthodes de soutènement ordinaire, soit
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pour l'abatage des produits, soit pour la récupéraion du matériel. tif) la réduction considérable du personnel improductif.
8 ) une réduction importante du nombre d'étançons en service.
Comme il va de soi et comme il ressort déjà de ce gfi précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.