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PROCEDE 'D'EXTRACTION 'DE CHARBON DANS 'LES TAILLES
Par le dégagem.ent du charbon dans les taillesl'appui que.la veine subsistante oppose aux pressions agissant dans les épontes, d'sparait.
De ce fait, ces pressions font pénétrer les épontes dansl'espace libéré par le charbon. Le remblai introduit ne présente, dans tous les case qu'une compression et qu'une résistance moindre que la veine extraite- Par des mesures précises, il a été constaté que même dans les veines de charbon sub- sistantes, les épontes (toit et mur) se meuvent l'une vers l'autre et se déplacent par rapport à la veine de charbon dans le sens de la progression de l'abatage; l'importance de cesmouvements et déplacements décroît lors de la pénétration dans le charbon non encore extrait. Au front de taille même la pénétration des épontes dans les tailles provoque une compression du charbon. Suivant la texture de celui-ci l'abatage peut être rendu plus ou moins difficile.
C'est une des raisons pour lesquelles il est fait usage, de préférence aux étançons en bois qui cèdent trop facilement., d'étançons en- fer qui cèdent seulement lorsque de très fortes pressionss par exemple 60 à
80 t., sont dépassées et qui, jusqu'à ce moment, restent rigides.
Une considération très juste vise, de ce fait, à.dépouiller les pressions.. provoquées par les épontes en relation avec l'abatage du char- bon, non seulement de leur influence nuisible sur l'extraction du charbon., mais, en outre, d'utiliser ces pressions pour obtenir une extraction plus facile du charbon.
On sait, d'après la vieille expérience minière, que la direction de la taille du charbon doit être orientée dans le sens des failles et que, sous l'influence de la pression des terrains il se forme des couches de pression et des fissures -de pression Cependant;,) dans de nombreux cas il n'est plus possible de faire usage de ces fissures de pres- sion par suite de l'emploi des machines d'extraction et des moyens de trans- ports actuels, étant donné que 3'.on serait forcé, éventuellement, de ne plus disposer les parois de charbon verticalement, mais bien en plan incliné par rapport aux voies de taille parallèles.
Lors de la progression des tailles disposées enplan incliné vers la voie, on serait forcé de déplacer le moyen
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de transport dans le sens longitudinal des tailles lors de l'inversement journalier, ce qui serait très peu commodes
La base de l'invention est constituée par une conception de l'action de pression des épontes sur la veine de charbon et sera expliquée à l'aide des dessins annexés.
La fig. 1 représente une coupe verticale des tailles et du charbon subsistant. A partir de la paroi de charbon c, le toit a s'est abaissé, le mur b s'est élevé. Une action en tenaille agit sur le charbon subsistant et tend à écraser ce dernier.
A l'aidé de la fig. 2 qui représente la déformation d'un cylindre en caoutchouc homogène qui est soumis entre deux plaques horizontales à une charge verticale et dont le plan central présente la plus forte vous- sure, on fera mieux comprendre les modifications de la texture et les fissures de pression ainsi réalisées dans les veines de charbon.
La fig. 3 représente le comportement d'un corps d'essai cylindrique soumis à des essais de pression. Peu avant la destruction totale du corps, un double cône f, présentant un rétrécissement maximum au centre, s'est formé par l'éclatement des parties voisines du plan central de la paroi exté- rieure, déjà détachées du dit corps et tombées sur le fond en e,
Les figs. 4a., 4b et 4c représentent la façon dont la pression en te- naille des épontes provoque des fissures de pression g qui partent du toit (fig. 4a) et des fissures de pression h qui partent du mur (fig. 4b); lorsque le toit et le mur agissent par compression identique, des fissures de pression suivant la fig. 4c sont provoquées.
Si l'extraction du charbon doit être facilitée par la création de telles fissures de pression, il y a lieu de favoriser la tendance du char- bon à se fendiller le long de ces fissures de pression et à progresser, en concordance avec le mouvement relatif de charbon et épontes mentionné plus haut, en direction de la progression de l'abatage, dans le sens des tailles. Il faut veiller, en outre, que de telles fissures de pression se situent le plus possible à l'intérieur du charbon.
Suivant l'invention, ce résultat est obtenu par le fait qu'à proxi- mité du toit ou du mur, éventuellement également vers les deux épontes, le charbon est détaché plus tôt que dans les couches centrales et que les points d'attaque pour les pressions agissant en tenaille, soient avancés de cette manière en direction de la progression de l'abatage.
Un procédé simple et facile à réaliser pour atteindre ce but est constitué par le fait qu'une coupe est pratiquée dans le sens longitudinal de la veine et s'étend,dans cette direction, sur toute la taille ou, du moins, sur une partie importante de celle-ci, cette coupe étant pratiquée en biais et vers le haut et s'étendant jusqu'aux épontes du toit. De même, il est possible de pratiquer une coupe dirigée en biais et vers le bas s'étendant jusqu'aux épontes du mur. Le fait essentiel pour l'invention est que les cou- pes mentionnées soient très minces, par exemple, telles qu'elles seraient pro- duites par une scie circulaire ou une des scies à ruban connues.
Les couches de charbon situées entre cette coupe et les épontes et présentant approxima- tivement la section transversale d'un triangle rectangle, peuvent être faci- lement détachées ainsi qu'il ressort d'essais pratiques. Dans de nombreux cas, elles se détachent d'elles-mêmes. Il est possible d'extraire les dites couches de charbon facilement à l'aide de marteaux-pics ou d'autres outils. Les fis- sures de pression, placées maintenant plus en arrière, permettent un détache- ment plus aisé des couches centrales de charbon et, de ce fait, après leur extraction,la paroi de charbon est de nouveau approximativement verticale, A ce moment, de nouvelles coupes en biais sont pratiquées en profondeur dans le toit et dans le mur ou dans les deux épontes.
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Le type de soutènement,1 la texture du charbon,? les -moyens de trans- port utilisés, le type de remblai et les autres conditions dexploitation déterminent la succession dans le temps dans laquelle 1?extraction de la masse principale du. charbon dans les couches centrales des voies, d'une part, et la réalisation des coupes en biais supérieure et inférieure, d'autre part, doivent être effectuées.
Une autre partie essentielle de l'invention consiste dans le fait qu'après réalisation de la coupe en biais supérieure et de l'extraction du char- bon disposé entre le toit et cette coupe supérieure., le toit est soutenu par un chapeau d'exploitation chassante.
De manière analogue, après extraction du charbon disposé entre la coupe en biais inférieure et le mur, le moyen de transport devant servir au transport du charbon des couches centrales, lors de l'extraction de la mas- se principale fixe, doit être avancé dans 1-'espace libre., encore surplombé par les couches centrales du charbon.
La succession dans le temps dans laquelle les coupes supérieure et inférieure doivent être pratiquées et Inopportunité de l'emploi de 1-'une des deux coupes, dépend également de la texture du charbon, du type des épon- tes ainsi que des conditions de travail dans les tailles, c'est-à-dire, du soutènement utilisé, du moyen de transport, du type de remblai employé et la façon dont celui-ci est mis en place.
La fige 5a représente une coupe én biais i pratiquée dans le toit.
La fig. 5b est une coupe en biais 1 pratiquée dans le mur.
La fig. 5c représente simultanément des coupes en biais 1 dans le toit et j dans le mur.
Lors de l'utilisation des haveuses connues jusqu'à présenta des fentes de havage mesurant généralement plus d'un mètre de profondeur et re- lativement larges étaient découpées dans le charbon de manière que de grand.s espaces creux se formaient:; par contre,, les coupes décrites plus haut sont à réaliser de la manière la plus simple au moyen de scies circulaires ou de scies à ruban de façon que les coupes mêmes soient aussi minces que possible.
Suivant les expériences précitées, les fentes de havage, généra- lement horizontales pratiquées par les haveuses, annulent Inaction de pres- sion des couches des épontes, étant donné que les lignes de pression ou de force verticales entre le toit et le mur sont sectionnées directement.
Dans la pratique,, des coupes en biais vers le haut sétendant jusqu'aux épontes du toit, ont également été réalisées à l'aide de haveuses, dans ce cas cependant, leur but n'était pas de favoriser l'action de pression du toit,mais uniquement;, comme c'était le cas avec les hauveuses à cadre, d'extraire de gros blocs de charbon. La formation des grands espaces creux provoquée par les fentes de havage, exigent , ainsi que connu, une grande con- sommation d'énergie et un temps d'exécution- relativement long; par la. mise en oeuvre de 1?invention, il est possible de négliger totalement l'emploi de haveuses.
Le front de taille, libre d'étancons, par lequel un champ de tra- vail libre de 0,90 à 1,20 m est obtenu entre la paroi du charbon et la derniè- re rangée d'étançons de soutènement, permet l'emploi de scies circulaires et à ruban, rapides et, dans ce cas, la profondeur des coupes peut approximative- ment représenter la valeur de la distance entre la paroi du charbon et la ran- gée des étançons.
Suivant l'invention cependant, ces profondeurs de. coupes réalisées par des scies circulaires ou à ruban, doivent être adaptées aux longueurs des
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chapeaux d'exploitation chassante et ce soutènement du toit dépend à nouveau principalement et de manière connue du type des épontes.
Il faut donc exécuter dcais un minimum de temps, une coupe relati- vement mince d'une profondeur déterminée et, suivant la présente invention, l'exécution des coupes doit être suivie immédiatement de l'extraction du bloc central de charbon dont la masse est la plus grande.
La suite de travail de l'extraction de charbon suivant la fige 5a serait donc la suivante : Réalisation d'une coupe dirigée vers le haut - extraction du triangle supérieur détaché -mise en place du chapeau d'exploits.- tion chassante -extraction du bloc de charbon inférieur.
Suivant la fig. 5b, la suite de travail est la suivante Réalisation de la coupe dirigée vers le bas - extraction du triangle inférieur détaché - avancement du moyen de transport - extraction du bloc de charbon supérieur.
Suivant la fig. 5c, les coupes supérieure et inférieure doivent être exécutées simultanément, à la suite de quoi les triangles supérieur et inférieur détachés sont extraits; ensuite le chapeau d'exploitation chas- sante est mis en place et le moyen de transport est avancé de manière à ex- traire alors le bloc central de charbon.
A présent,, l'extraction propre dans les tailles se limite à en- viron 8 heures, tandis que la veine reste abandonnée pendant le double de ce temps, soit 16 heures. Ceci provient du fait que pendant l'extraction du charbon, les travaux secondaires ne peuvent généralement pas être exécutés si- multanément en raison de la trop importante main d'oeuvre nécessaire. L'in- versement des moyens de transport et des conduites, l'interposition du sou- tènement et du remblai ou les préparatifs et les travaux secondaires pour l'é- boulement du toit lors de l'abatage par éboulement, et d'autres travaux né- cessaires sont exécutés à présent pendant les deux postes qui suivent le court poste d'extraction proprement dit.
La façon de travailler généralement utilisée jusqu'à présent pâtit du fait que les mouvements des épontes s'effectuent par à coups, étant donné que ces mouvements sont interrompus à chaque instant et fortement freinés.
Un déplacement sinueux des épontes sois Inaction de la pression désirable pour la facilité de l'extraction du charbon, ne peut donc pas être obtenu; au contraire, le processus de pression subit des interruptions dangereuses qui mènent à la formation de failles et de fendillements des épontes.
Suivant une invention complémentaire, il faut donc réaliser un rythme plus avantageux dans le temps pour l'exécution et l'action du proces- sus de pression sinueuse et ce, par le fait qu'il ne faut plus interrompre l'extraction. En exploitant . sciemment les pressions des terrains., le procé- dé suivant la présente invention permet l'exécution simultanée de tous les travaux, contrairement à la pratique usuelle.
L'extraction du charbon doit donc être poursuivie en permanence pendant les trois postes, c'est-à-dire que chaque fois un bloc de charbon dont l'importance correspond approximativement à la longueur- du chapeau d'ex- ploitation chassante doit être extrait dans un minimum de temps de façon que pendant les trois postes, tous les travaux secondaires tels que soutènement interposition du remblai, inversement du moyen de transport., etc... puissent être exécutés de manière continue.
De ce fait il doit être obtenu que l'extraction de charbon se fasse en permanence èt à la même vitesse d'avancement et que le soutènement et le remblayage suivent de façon continue cette progression du travail.
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Seulement dans ce cas, une onde de pression progressant uniformément et non par à coups est réalisée, ce qui permet d'utiliser au maximum le bénéfice du procédé d'extraction conforme à la présente invention, de manière à diminuer fortement ou même d'éliminer totalement les troubles provoqués par' les forces agissant dans les épontes avec les procédés d'extraction utilisés à présent.
., Suivant la présente invention., les temps de repos usuels doivent être évités, étant donné que le détachement du charbon doit s'effectuer de manière continue et.pas à pas en étapes successives qui correspondent approximativement aux distances entre les étançons. chassants de maniére que dans le même rythme de temps, tous les travaux secondaires puissent être exécutas.
En utilisant des élançons rigides dont la reprise de la charge est appropriée aux pressions des terrains et dont la pose est effectuée dans le rythme de temps de 1-'extraction, le coinçage des veines est évité et il est obtenu que les pressions en tenaille des épontes écrasent, suivant un plan déterminée les blocs de charbon détachés par les coupes des scies de façon qu'ils se détachent prêts à être chargés et transportés ou qu'ils peuvent être extraits facilement par des machines d'extraction d'un type quelconque.
Dans les cas où Inexécution des coupes en biais suivant les figs. 5a, 5b, 5c seraient difficiles ou impossibles à cause de charbons impursc'est-à-dire par suite de la présence de pierrailles dans la veine, il faut, suivant la présente invention, pratiquer, en outre, des coupes minces dans le charbon, suivant les figs. 6, 7 et 8 et ce à l'aide de scies cir- culaires ou à ruban, rapides., de manière à détacher également par Inaction des pressions des épontes, les blocs de charbon disposés au-dessus et endessous du coin de charbon découpée ou du moins à les extraire plus facilement.
EMI5.1
R E V E li D I C A T 1 0N S
1.- Procédé d'extraction du charbon dans les tailles dans lequel les pressions provoquées par le dégagement du charbon et agissant à partir des épontes sur la veine subsistante sont utilisées pour l'extraction de la veine en pratiquante à proximité du toit et/ou du mur, des coupes min- ces à l'aide, par. exemple dune scie circulaire ou d'une scie à ruban et ce, dans le sens longitudinal de la veine et profondément dans cette direc- tion; les dites coupes étant dirigées en biais vers le haut et/ou vers le bas ét s'étendant jusquau mur ou jusqu'au toit.