<Desc/Clms Page number 1>
" i'erfectionnements apportés aux moyens pour le forage de trous de mines dans des puits ou galeries, notamment dans les exploitations minières ".
L'invention, due à Monsieur VIAL (Joseph), est relative aux moyens pour le forage de trous de mines dans des puits ou galeries, et elle concerne plus particulière- ment, parce que c'est en leur cas que son application paraît devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, parmi ces moyens, ceux pour le forage des trous de mines descendants, au fond de puits d'exploitations minières, à l'aide de marteaux perforateurs et de perforatrices rota- tives.
<Desc/Clms Page number 2>
Elle a pour but, surtout, de rendre tels, les- dits moyens, qu'ils répondent mieux que jusqu'à présent aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste principalement, pour établir les moyens du genre en question, à assujettir solidement, mais de façon amovible, sur les parois du puits (ou de la galerie) à approfondir, un robuste bâti muni d'au moins un bras orien- table dans le puits, et à monter sur ce bras le support (berceau ou avanceur) de l'outil de forage, par l'intermé- diaire d'un dispositif d'attache propre à permettre l'orien- tation et le positionnement de cet outil.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, notamment :
Une deuxième disposition, plus particulièrement relative aux dispositifs d'attache (selles) des supports d'outils de forage sur un bras ou analogue, et consistant à faire comporter à ce dispositif des moyens propres à assurer un arc-boutement dudit support entre la roche et le bras, avant la mise en marche du moteur de l'outil, et une troisième disposition relative aux ou- tils de forage proprement dits comportant un support (ber- ceau ou avanceur) le long duquel se déplace le chariot du moteur (électrique, pneumatique ou autre) d'entraînement du fleuret, et consistant, ladite disposition, à agencer de manière telle, ledit chariot et son mode d'attache sur le support,
qu'il puisse, à l'arrêt, être escamoté latéralement de façon à amener le moteur hors de l'axe du trou de creuse- ment, ce à l'effet, par exemple, de changer de fleuret.
<Desc/Clms Page number 3>
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs mettant en oeuvre les moyens du genre en question et comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spéciaux propres à leur établissement, ainsi que les ensembles, outillages et installations, fixes ou mobile s, comprenant de semblables dispositifs.
Elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins ne sont donnés, bien entendu, qu'à titre d'indication.
Les figs 1 et 2, de ces dessins, représentent respectivement une élévation (portions arrachées) et une vue de dessus d'un dispositif de forage de trous de mines établi conformément à l'invention dans un puits vertical vu respectivement en coupe selon I-I fig. 2 et II-II fig. 1.
Les figs 3 et 4 sont respectivement, et à une autre échelle, une vue de dessus de la partie centrale du dispositif, et une coupe de cette même partie selon IV-IV fig. 3.
La fig. 5 représente en élévation un outil de forage et son support montés sur un bras du dispositif en question.
Les figs 6 et 7 sont, respectivement, une vue de profil et une coupe partielle selon VII-VII fig. 6 de son dispositif d'attache.
<Desc/Clms Page number 4>
Les figs 8 et 9 sont respectivement, à une autre échelle, une vue partielle en élévation et une coupe selon IX-IX de ce même outil, figures illustrant le méca- nisme d'escamotage latéral et de verrouillage du chariot moteur.
Les figs 10 et 11 sont, respectivement, une vue extérieure, portions coupées selon X-X fig. 11, et une coupe selon XI-XI fig. 10 d'une selle d'attache d'outil de forage sur un bras de support, selle établie conformément à l'invention.
La fig. 12 est une vue en coupe longitudinale d'un outil de forage à avanceur pneumatique à course multi- pliée établi selon une disposition particulièrement avanta- geuse de l' invention.
La fig. 13 est une vue partielle de cet outil, à plus grande échelle.
Les figs 14 et 15 sont respectivement des coupes selon XIV-XIV fig, 13 et XV-XV fig. 3 de ce même avanceur.
La fig. 16 est formée de deux demi-coupes effec- tuées respectivement selon XVI-XVI fig. 12 pour la partie droite, et selon XVIa-XVIa fig. 12 pour la partie gauche.
La fig. 17 enfin, représente, de profil, un appareil établi selon l'une des variantes de l'invention pour le creusement de trous de mines horizontaux.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ansi que selon ceux des modes de réalisation de ses différentes parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se
<Desc/Clms Page number 5>
proposant d'approfondir un puits existant en y pratiquant des tirs de mines disposées par exemple dans des trous des- cendants, on s'y prend comme suit ou de façon analogue.
On dispose dans le puits à une hauteur conve- nable au dessus du fond un châssis I horizontal, et ce de manière à permettre son ancrage dans les parois 2 au moins pendant le temps nécessité pour le creusement des trous de mines.
On munit ce châssis de bras, par exemple au nombre de quatre, orientables autour de son centre, ces bras étant destinés à servir de supports aux outils de forage.
A cet effet selon un mode de réalisation avan- tageux, on fait comporter au châssis I, deux longerons 3 et 4 parallèles et relativement rapprochésylongerons entretoisés à leurs extrémités en 5, et munis de vérins à vis tels que 6, susceptibles par leur manoeuvre de prendre appui solide- ment sur le revêtement ou la paroi avoisinante 2 du puits.
On fait encore comporter à chacun des deux longerons 3 et 4 deux petits bras, 30 et 31 pour le bras 3, 40 et 41 pour le bras 4. Ces petits bras, montés de façon pivotante sur les longerons 3 et 4, sont terminés à leur extrémité libre par des bossages susceptibles d'être réunis l'un contre l'autre et solidement maintenus par un collier 7 coagissant par ses profils intérieurs avec les profils ex- térieurs analogues en forme de spirales des susdits bossages.
Ainsi, une fois réunis et maintenus, les bossa- ges en question permettent aux bras 30-31, 40-41 de jouer encore le rôle de deux entretoises médianes entre les longe- rons 3 et 4.
<Desc/Clms Page number 6>
On perce chacun des bossages terminaux des bras 32-33, 42-43 d'un trou conique dans lequel on engage un axe, conique également, (34-35, 44-45) solidaire d'une colonne horizontale (donc perpendiculaire à lui) : colonnes 36-37, 46-47.
On fixe l'orientation des colonnes 36-36, 46-47 en serrant l'axe conique dans son logement à l'aide de boulons tel que 38-39, 48-49.
Et, toujours conformément à l'invention, on assujettit sur chacune desdites colonnes 36-37,46-47 un. ou- til de forage comportant par exemple un support 8 et le mo- teur 9 entraînant un fleuret 10.
De préférence selon une autre disposition de l'invention on prévoit de supporter les quatre colonnes 36-37, 46-47 à leur extrémité libre en les munissant d'un vérin, avantageusement un vérin pneumatique, rapide et à course longue, propre à ancrer les susdites colonnes dans la paroi voisine du puits; la tenue de ces dernières est ainsi grandement améliorée.
On a de préférence recours pour monter les outils de forage sur les colonnes radiales à des selles d'un type classique ou autre permettant d'orienter ces outils autour de la verticale.
Les trous des mines peuvent ainsi être creu- sés dans des directions variables en des endroits déterminés approximativement en coordonnées polaires autour de l'axe du puits avec lequel les axes 34-35, 44-45 sont très sensi- blement confondus.
Une fois les trous des mines exécutés, le démontage du dispositif s'effectue d'une rnanièrerapide selon le processus suivant. '
<Desc/Clms Page number 7>
On démonte les outils de forage en ouvrant leur selle d'attache, on desserre les quatre boulons 38-39 48-49 ce qui permet de replier lesquatre colonnes radiales et on manoeuvre le collier 7 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour désolidariser les quatre bossages 32-33 42-43, puis on bascule ce collier autour de son anse II.
On peut alors replier le bras 40 (en premier lieu étant donné la forme particulière, établie dans ce but, du bossage 42) contre le longeron 4, puis successivement les trois autres bras contre leur longeron, on desserre les vérins 6 et on évacue l'appareil par exemple par l'un des trous de la plate- forme du travail permettant le passage des cuffats d'évacua- tion.
Une fois les mines tirées, on évacue les déblais et on remonte le dispositif à un niveau inférieur, de façon à avancer le travail.
En ce qui concerne plus particulièrement la selle d'attache de l'outil de forage sur les colonnes horizontales à vérins, encore qu'il soit possible d'utiliser une selle d'un type classique il semble préférable de mettre en oeuvre une autre disposition de l'invention utilisable, le cas éché- ant isolément, disposition selon laquelle on fait comporter à ces organes des moyens propres à permettre en même temps qu'un serrage rapide, un arc-boutement du porte-outil entre la roche (sol) et le châssis de support (tel par exemple que ci-dessus décrit).
A cet effet et supposant utiliser des outils de forage du genre perforatrice rotative, on leur fait comporter des supports 12, de préférence cylindriques de révolution, qu'on engage dans un collier 13 prolongé latéralement par deux éléments affectant ensemble la forme d'un tronc de cône
<Desc/Clms Page number 8>
fendu selon son axe (voir fig. 5,6,7) et on engage ces deux éléments dans un logement approprié de forme analogue ménagé dans un bossage 14 présenté par un collier 15 à charnières venant entourer la colonne, par exemple la colonne 37 ; collier 15 est serré sur la colonne 37 par le même boulon 16 qui force les portions de tronc de cône du collier 13 à pénétrer dans leur logement.
Ainsi il est possible, à la fois et par la manoeu- vre du seul boulon 16 ; - de régler la longueur active du support 12, - d'orienter ce support par rapport à la tige 37, - et, enfin, de serrer le collier 15 sur ladite tige 37.
Conformément à l'invention on met à profit ce dispositif avantageux pour arc-bouter le support 12 entre la tige 37 et le sol ou la roche où l'on fait pénétrer l'ex- trémité, convenablement taillée, de ce support.
Cette disposition conduit à permettre l'utilisa- tion de la presque totalité de la longueur active des forets 17 et assure, d'autre part, une meilleure tenue du support lui-même.
Bien entendu cette disposition est susceptible de nombreuses variantes selon le type d'outils de forage employé et le genre de son support (colonne ou tige en bout).
C'est ainsi que dans le cas d'un outil devant être assujetti à l'extrémité d'une tige de support, on peut avoir recours à un dispositif d'attache tel qu'illustré aux figures 10 et 11 et toujours établi conformément à l'inven- tion.
<Desc/Clms Page number 9>
On fait comporter à ce dispositif un bossage 18 susceptible de pénétrer ou d'être assujetti sur le bras.
19 de support, bossage dans lequel on ménage un trou conique à axe perpendiculaire à celui du susdit bras 19.
On engage dans ce trou l'extrémité 20, conique égal ornant, d'une pièce 21 de forme spéciale présentant sur l'une de ses faces un dégagement tronconique partiel dans lequel peut-être reçue l'extrémité d'un organe 22, cylin- drique et fendu selon un plan diamétral, présentant préci- sément une tête 23 analogue à celle d'une vis à tête .frai- . sée.
On complète la pièce 21 en lui rapportant une autre pièce 24 présentant elle-même un dégagement tronco- nique partiel destiné à engager la tête 23, et un prolon- gement 25 constituant pour cette pièce 24 un moyen de gui- dage dans une rainure appropriée 26 de la pièce 21. On perce les deux pièces 21 et 24 d'un trou en alignement dans lequel on enfile une' vis 27 ; à l'opposé de la tête de cette vis on enfile sur elle, d'abord une rondelle 28 puis un écrou 29.
En serrant l'écrou 29 sur la vis 27 on assu- jettit fermement le c8ne 20 dans le bossage 18 et, d'autre part, on tend à faire se rapprocher les deux parties de la tête 23 de'l'organe 22 ce qui à pour effet de bloquer celui- ci en orientation'et de serrer fortement la tige 50 dispo- sée dans le trou cylindrique terminant la fente ménagée dans cet organe.
Si cette tige 50 constitue le support de l'outil de forage, on conçoit que celui-ci peut être orienté dans n'importe quelle direction, respectivement autour des deux axes A-A, B-B et de plus ajusté en longueur utile par coulis sèment le long de son axe 0.
<Desc/Clms Page number 10>
Bien qu'il soit possible de procéder simplement ainsi qu'il vient d'être décrit, il semble préférable do mettre encore en oeuvre d'autres dispositions de l'inven- , tion plus particulièrement relatives aux outils de forage, eux-mêmes essentiellement constituée 'd'un support (berceau ou avanceur) dtun'moteur'et'd'un fleuret, et consistant, cette disposition, à agencer de manière telle le dispositif de liaison du moteur au support qu'il soit possible au moins dans certaines positions, d'escamoter latéralement le moteur, notamment en vue d'un changement de fleuret.
A cet effet', on constitue avantageusement le sup- port de deux tiges parallèles, dont l'une est destinée à servir d'axe de pivotement au chariot moteur et dont l'au- tre, de préférence, comporte des moyens de verrouillage propres à interdire ce pivotement lors du fonctionnement ou dans des positions défavorables.
C'est ainsi que, en ce qui concerne l'outil de forage représenté aux figures 5, $ et 9 on adjoint au support principal 12 une tige parallèle 51 pouvant être de diamètre inférieur et s'étendant sur la presque totalité de la longueur du support 12 à partir de son extrémité inférieure.
On monte le moteur dans un bâti 52 comportant un fourreau 53 entourant la tige 12,et propre à permettre le pivotement autour de celle-ci, et un autre fourreau 54 muni d'une fente disposée selon une de ses génératrices, fente d' une largeur égale au diamètre de la tige 51 et située à une distance de 1' axe du fourreau 53 égale à la distance des axes des deux tiges 12 et 51.
<Desc/Clms Page number 11>
Ainsi il est possible de faire pivoter le bâti 52 autour de la tige 12 et de le ramener en position, cette position étant déterminée par la venue du fourreau 54 en une position telle que la tige 51 lui soit concentrique.
Mais il semble indispensable d'assurer le ver- rouillage du chariot moteur 52 dans cette position.
A cet effet on dispose sur la tige 51 un chariot 55 comportant un dispositif à réaction laissant libre la descente du chariot moteur selon la flèche F, mais interdi- sant sa remontée et on termine vers le bas ce chariot par le bossage circulaire 56 de diamètre supérieur à celui de la tige 51 et propre à pénétrer dans un trou de diamètre correspondant percé à l'extrémité supérieure du fourreau 54; ainsi une fois ce bossage 56 engagé dans ledit trou, le chariot moteur 52 ne peut plus être escamoté latéralement, par contre une intervention manuelle sur le chariot 55 per- met le recul de celui-ci, donc le dégagement'-du bossage 56, et l'escamotage du moteur.
Au lieu d'un avanceur de type classique, on peut avoir recours à un autre avanceur établi selon une autre disposition utilisable isolément de l'invention ; selon cette disposition., on fait encore comporter à cet avanceur un support formé de deux tiges parallèles, mais établies sous forme de tubes de façon à leur faire contenir le mécanisme d'avancement.
Ces deux tubes 57 et 58 sont enchâssés dans deux organes d'extrémité 59 et 60, et on dispose dans chacun des susdits organes d'extrémité creux, une poulie montée res- pectivement en 61 et 62 sur laquelle on fait passer- une chaîne 63, genre chaîne galle ou chaîne de bicyclette, dont les deux extrémités sont réunies par une pièce 64.
<Desc/Clms Page number 12>
On fait passer les deux brins de la chaîne res- pectivement l'un dans le tube 57 contre la paroi opposée au tube 58, l'autre dans le tube 58 dans lequel peut cou- lisser la pièce 64, laquelle est en outre munie d'un bos- sage traversant une fente longitudinale ménagée dans ce -cube vis-à-vis du tube 57.
On conçoit que le déplacement de la chaîne en- traîne le déplacement de cette pièce 54 dont le bossage en question sort par la susdite fente.
On monte ensuiteà l'intérieur du tube 57 de préférence coaxialement à celui-ci, un autre tube 65, de longueur égale environ à la moitié de celle du tube 57, et dans lequel peut se mouvoir un piston 66 dont la tige 67 est munie à son extrénitéextérieure d'un petit pignon 68 entrant en engrènement à la fois avec la chaîne 63 et avec une autre chaîne analogue 69, fixée dans le tube vis- à-vis de la chaîne 63 entre l'extrémité inférieure de ce tube 57 et l'extrémité du tube 65 jouant le rôle de cylin- dre.
On monte, d'autre part, le moteur dans un cha- riot 52 comportant de même un fourreau 53 propre à pivoter autour du tube 57 et un autre fourreau fendu propre à venir coagir avec le tube 58, en position de travail.
On entoure le tube 58 d'une bague 70 dans la- quelle pénètre le bossage extérieur de la pièce 64 et on ménage dans le support du chariot 52 et de chaque côté un dégagement 56, 56' dans lequel cette bague peut venir pénétrer sous l'effet du mouvement imprimé à la chaîne 63 (selon le sens de ce mouvement) et dans le but de verrouil- ler le porte-moteur 52; en position de travail lorsque l'a- vanceur est en fonctionnement.
<Desc/Clms Page number 13>
Le fonctionnement de l' avanceur, établi ainsi conformément à cette disposition de l' invention, est obtenu à l'aide d'air comprimé ou d'huile sous pression, (voire d'autres fluides) introduit sous le piston 66 et chassant celui-ci vers l'extrémité supérieure de l'avanceur. Dans ce mouvement la poulie 68 engrènant sur la chaîne fixe 69 fait subir à la chaîne 63 un mouvement à une vitesse double de la sienne propre.
On pourrait éventuellement faire agir le vide sur la face supérieure du piston ou même provoquer le dé- placement de la poulie 68 par des moyens mécaniques clas- siques.
Ainsi le déplacement du piston sur la moitié de la longueurde l'avanceur amène le chariot moteur- 52 à parcourir celui-ci en totalité.
Encore ici on peut arc-bouter l'avanceur entre son extrémité inférieure 60, molletée à cet effet, et sa selle de support en réglant la longueur de la partie du tube 57 qui prolonge vers le haut l'avanceur proprement dit et est précisément destiné à être engagée dans la selle d'attache.
Un avanceur établi conformément à cette dispo- sition présente entre autres avantages celui d'assurer une auto-protection du mécanisme d'avancement, lequel est enfer- mé dans le support creux ; ceci conduit à une construction robuste et économique.
Bien entendu ce qui précède n'est nullement limitatif et se prête à de nombreuses variantes relatives tant aux avanceurs eux-mêmes qu'à leur dispositif d'attache et au bâti-support sur lesquels ils sont montés en vue du perçage des trous de mine.
<Desc/Clms Page number 14>
Selon une variante relativement importante on établit un système conforme à l'invention pour le creu- sernent des trous de mines, mais destiné à l'approfondisse- memnt de galeries horizontales ou tout au moins non verti- cales.
A cet effet, on monte l'ensemble du châssis 1, 3,4 et ses colonnes 36-37, 46-47 verticalement et non horizontalement, et on assujettit ce châssis au moyen de vérins 6 entre sol et toit ou entre murs.
Selon encore une autre variante, on monte sur un chariot un châssis réduit à une ou plusieurs colon- nes 71, (fig. 17) comportant chacune, au moins un bras 72, orientable en direction et en inclinaison par exemple à l'aide d'un arc-boutement 73 et muni d'une ,selle- d'extré- mité 74 recevant le support, tel 8, d'un outil de forage à percussion ou rotatif.
Bien entendu dans ce cas on a soin d'ancrer ' convenablement le chariot sur son chemin de roule ment ou dans la galerie afin de lui faire jouer de manière satis- faisante le rôle de point d'appui d'arc-boutement.
En suite de quoi et, quel que soit le mode de réalisation adopté, on a établi des dispositifs pour le creusement de trous de mines dans des puits ou galeries, dispositifs dont le fonctionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insister à leur sujet et qui présentent, par rapport aux dispositifs du genre déjà existants, de nombreux avantages, notamment : - celui d'améliorer les conditions de fonctionne- ment des appareils de perforation, en particulier en ac- croissant la rapidité de manoeuvre et en diminuant les dif- ficultés inhérentes à ce travail.
<Desc/Clms Page number 15>
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux de ses modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spéiclament envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.