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SOUTENEMENT-EN PLUSIEURS.PARTIES POUR-LES EXPLOITATIONS'MINIERES.
La présente invention est relative aux soutènements pour exploi- tations minières souterraines et, plus particulièrement, aux cadres de sou- tènement pouvant prêter pour soutènement de galeries et étais de mine.
Depuis peu de temps, on utilise, pour le soutènement des galeries, en grande quantité, des fers profilés en forme de gouttière qui se montent les uns dans les autres à frottement par leurs extrémités empiétant l'une sur l'autre,de telle manière que les cadres se compriment sans déformation permanente, lorsque la pression venant du toit ou du front de taille augmen- te.
Le but de la présente invention est de constituer un soutènement en fer pouvant prêter, en utilisant des profilés de différentes formes, en particulier des rails et des profilés en U normaux, le fléchissement ne de- vant cependant pas étre obtenu uniquement par l'effet d'arrêt dû au frotte ment,ou par des cales en bois de genre usuel disposées entre les parties du cadre en contacto
La caractéristique essentielle de l'invention réside dans le fait que, dans l'intervalle où agissent les forces entre le cadre et les parties du soutènement,on dispose une pièce métallique de préférence plate, soumi- se à des efforts de cisaillement et qui, lorsque la pression augmente outre mesure ou que les parties du soutènement se rapprochent, se trouve cisaillée.
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Une autre caracté istique iznpo tanteces l'invention réside dans le fait que l'on dispose la pièce métallique qui doit être cisaillée de tel- le manière qu'elle subisse pendant le- cisaillement un effort de traction.
Ces dispositions' conformes à l'invention peuvent être réalisées de différentes manières.
On utilise, de préférence, comme pièce à cisailler une pièce mé- tallique plate découpée-., en forme de T ou d'I, par exemple une plaque de tô- le, que l'on.. dispose entre les extrémités des parties du cadre empiétant de
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préférence l'une sur l'autre, de telle manière que, lors de la compression du cadre, les bords en saillie de la pièce à cisailler soient cisaillés dans la direction à partir du milieu de celle-ci vers les extrémités élargies, et éventuellement de plus grande épaisseur, et vers l'extérieur progressive- ment ou par degrés.
La pièce à cisailler peut, selon l'invention, être reliée de ma- nière fixe à une extrémité avec l'une des parties du soutènement, par exemple à l'aide d'agrafes, clavettes, vis ou de toute manière appropriéeo Dans cet- te disposition le cisaillement se produit dans la direction de l'extrémité libre .de la pièce métallique.
On place, de préférence, la pièce à cisailler entre les parties du cadre tournées l'une vers l'autre par leur pied ou leur base plate, les deux parties du cadre étant selon l'invention serrées de manière amovible dans la région de ladite pièce à cisailler par des'agrafes ou organes analo- gues, de préférence subdiviséso
Selon une autre forme d'exécution avantageuse on dispose, entre les extrémités en regard des parties du cadre, ou des parties analogues, des pièces intermédiaires divisées, en forme de pattes ou d'éclisses qui em- brassent les extrémités de cesd parties du cadre et sont conformées de telle manière que les extrémités puissent se déplacer par rapport à la pièce de liaisono La pièce à cisailler est alors disposée dans cette pièce de liai- son et, par exemple,
elle est mise sous' pression entre les deux moitiés de la pièce intermédiaire divisée. L'invention peut aussi être utilisée pour l'établissement d'étais de mine.
Un avantage essentiel de l'invention réside dans le fait que l'on peut établir en pratique un soutènement pouvant prêter, en fers profilés, d'un genre quelconque. La plupart des exploitations de mines disposent, par exemple, de réserves considérables de-rails ayant servi et qui ne sont plus propres au transport. En reliant de manière déplacable ces rails avec inter- position d'une pièce à cisailler comme décrit ci-dessus, on obtient des ca- dres de soutènement pouvant prêter, qui sont largement supérieurs à ceux de types divers utilisés jusqu'à présent, tant au point de vue de la force por- tante que des caractéristiques d'absorption des pressions et qui, en outre, sont de construction beaucoup moins chère et ne nécessitent pas de profilés spéciaux.
Un autre but important de l'invention est de rendre superflue l'u- tilisation de-pièces à cisailler,spéciales.
Dans ce but, selon l'invention, on utilise avantageusement des fers profilés en forme de gouttière qui sont placés les uns dans les autres par paires ou par groupes et sont maintenus ensemble par des moyens de¯liai- son en forme dégrafes ou de pattes agissant transversalement à la direction de la pression. Aux extrémités des ailes du fer en forme de gouttière ou des demi-ceintures,que comportent éventuellement les ailes, est prévu un prolon- gement en forme de nervure, de préférence de section transversale plus peti- te, qui est cisaillé lors du rapprochement des fers profiléso
Le prolongement, soumis au cisaillement, du fer profilé en forme de gouttière peut être prévu sur les deux ailes de ce fer.
Selon l'invention on forme les prolongements soumis au cisail- lement, de préférence pendant le laminage des fers profilés. Toutefois, il est aussi possible de fixer ces prolongements auxdits fers ultérieurement d'u- ne manière appropriée par exemple par soudure, rivetage, etc...
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, on don- ne aux fers profilés façonnés en gouttière une forme telle qu'au rapproche- ment il ne se produise aucune action de coinçage- entre les profilés en gout- tière entrés l'un dans l'autre, ni de serrage par frottement dans la région des ailes de ces fers. Au contraire, ces profilés ne sont en contact que dans la zone des fonds des gouttières ce qui permet un guidage réciproque, de telle sorte qu'en pratique lors du rapprochement des parties du cadre, on n'a comme forces à dépenser que les forces de pression nécessaires au cisaillement,
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Ceci a une grande importance pour obtenir une caractéristique uniforme de l'ab- sorption des pressions.
Dans le cas où les forces de pression doivent être absorbées non seulement par cisaillement d'une pièce métallique plate, mais aussi en plus par frottement, on peut prévoir, entre les fers profilés qui entrent l'un dans l'autre, dans le voisinage des ailes, des garnitures de frottement qui ont avantageusement une forme. telle qu'elles présentent une grandeur constan- te de la surface de travail active,
L'invention peut aussi servir pour la fabrication de cadres de soutènement de galeries pourvus d'articulations entre des arcs susceptibles de pénétrer élastiquement les uns dans les autres et elle présente ici un avantage tout particuliero
Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple, représentent plu- sieurs formes d'exécution de l'invention,,
Sur ces dessins :
La fige, 1 est une vue de côté d'un cadre de soutènement de gale- rie conforme à l'invention.
La fige 2 est une vue en plan d'une partie de ce cadre de soutè- nement.
La fig. 3 est une vue en coupe transversale, à plus grande échel- le, d'un soutènement établi au moyen de rails.
La fige 4 est une vue en coupe transversale d'un soutènement éta- bli avec des fers en I.
La fige 5 est une vue d'une autre forme d'exécution du cadre de soutènement de galerie.
La figo 6 est une vue en coupe suivant VI-VI de la fig 5.
La figo 7 est une vue de côté d'un étai de mine établi selon l'in- ventiono
Les fige. 8 et 9 sont des vues en plan et de côté, respectivement d'une pièce à cisailler.
La fige 10 est une vue d'un cadre de soutènement construit en fers profilés en forme de gouttière avec des prolongements de cisaillement.
La fig. 11 est une vue en coupe, à plus grande échelle, suivant X-X de la fig.10.
Le cadre de soutènement de la fig. 1 est formé par plusieurs piè- ces en arc qui sont reliées, de manière à pouvoir se déplacer, par des arti- culations la Les différents arcs se composent de deux éléments de rails 2, 3, cintrés au rayon nécessaire et qui empiètent l'un sur l'autre à leurs ex- trémités placées en regarda
Entre les extrémités empiétant l'une sur l'autre des éléments en forme d'arc 2, 3, est disposée une pièce à cisailler qui, comme visible aux fige. 8 et 9, se compose d'une partie médiane 5 relativement étroite et d'extrémités plus larges 6, de telle sorte que cette pièce à cisailler pré- sente en vue extérieure la forme d'un 1.
Ladite pièce à cisailler peut être obtenue, par exemple, par dé- coupage d'une plaque de tôle ayant des caractéristiques de résistance et des dimensions appropriées,
Les deux éléments en arc 2,3 sont maintenus ensemble par des agrafes ou organes de serrage 7. qui sont fixés par paires à la pièce 2 et à la pièce,2 par des visa Comme on le voit sur la fige 3, la disposition est telle que les deux éléments de rail s'appuient par leur pied sur la pièce à cisailler / placée entre eux.
Une paire de telles agrafes 2, est fixée (voir fig. 1) à l'extré- mité de chacun des éléments en arc 2,3 comme montré en 2 et 10. Les deux
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paires d'agrafes sont disposées alors près l'une de l'autre à l'intérieur de la région occupée par la partie étroite 5 de la pièce à cisailler.
Si maintenant les deux éléments en arc 2,3 sont poussés l'un vers l'autre avec une forte pression, les agrafes et 10 cisaillent les bords en saillie des parties 6 de la pièce à cisailler, tandis que la partie médiane de cette pièce est soumise à une traction.
L'avantage particulier de ce mode d'effort agissant sur la pièce à cisailler consiste en ce que celle-ci peut être établie relativement légère et être, par exemple, réalisée sous la forme d'une bande mince de métal, pair- vue de saillies ou autres éléments en forme de nervures qui sont cisaillés.
Selon les proportions, le cisaillement se produit à l'une ou à l'autre des extrémités 6 de la pièce à cisailler. On peut, en fisant la piè- ce à cisailler à l'un ou à l'autre élément en arc 2 ou.1, par exemple à l'ai-
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de d'éléments d.'agra:.f.'age3,aQ#n prisa avec la pièce 1, déterminer à quelle ex- trémité de la pièce à cisailler devra se produire le cisaillement. Cependant, il est aussi possible d'établir la pièce à cisailler de telle manière que les deux parties extrêmes 6 soient cisaillées dans la même proportion ou dans un rapport quelconque.
La fige 2 représente l'exécution de l'invention au moyen de pro- filés en I normaux 11, utilisés en tant qu'éléments en arc.
La pièce à cisailler 12 est alors construite conformément à la figa 30
La fige 4 montre, en outre, que l'on peut étendre les agrafes ou pattes 13 de liaison éventuellement tout autour de l'autre élément ou arc.
Dans la forme d'exécution de la fige 5, les arcs 14 construits en profilés quelconques sont reliés aux sommets, par exemple par un élément de liaison 15 divisé en forme d'éclisse. Cet élément en forme d'éclisse peut comme le montre la moitié gauche de la fige 6 en 16, être établi d'une forma telle qu'il suit la surface extérieure du fer profilé et est serré contre la partie médiane de celui-ci.
Au lieu de cela cependant on peut constituer la pièce intermé- diaire en deux parties 16a reliées par des éclisses spéciales 17. Les pièces 16 et 16a peuvent aussi pour le serrage être pourvues, par exemple, d'oreil- les 180
Entre les parties 16 de la pièce de liaison sont, dans ce cas, serrées des pièces à cisailler 19 à peu près en forme de T qui font saillie dans la région du mouvement des fers profilés 14, de telle sorte que les bords des pièces 19 qui dépassent sont soumis au cisaillement au moment du rapprochement des parties de cadre 14.
A la figo 7 on voit comment on peut appliquer l'invention, en particulier la forme d'exécution de la fige 1, également dans le cas d'un étai de mine composé de deux parties 21,22. La réunion des parties 21 et 22 est faite ici par des pattes 23 correspondant à celles 9, 10 de lafig.
1. La plaque à cisailler 1 est indiquée par 24 à la fige 7.
La plaque à cisailler peut être d'épaisseur constante. Cepen- dant, il est aussi possible de faire varier la force ou épaisseur des par- ties à cisailler, par exemple des parties 6 (Figs. 8 et 9) progressivement comme en 26 (Figo 8), ou par degrés comme en 27 (Figo 9), en augmentant la section de la pièce à cisailler depuis son milieu ± vers ses extrémités.
Dans ce but on peut fixer, par exemple, des morceaux de tôle sur la pièce à cisailler, éventuellement par soudure.
On peut aussi disposer les pièces à cisailler éventuellement sur un seul côté aux endroits de liaison entre les pièces de soutènement qui peu- vent se déplacer l'une vers l'autre. Dans ce cas, une seule- des pattes ou agrafes 9, et 10 (figo 1) doit former un moyen de cisaillement et être établie en conséquence.
Enfin,on peut prévoir en tous les endroits de liaison, ou en
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quelques uns des endroits de liaison, du cadre de soutènement selon la figol des moyens pour rendre impossible ou difficile en un ou plusieurs points la pénétration, de telle sorte que le cadre prête en d'autres points déterminés sous la pression de la roche. Dans ce but, on peut, par exemple, utiliser des poutres en bois ou éléments analogues que l'on place entre les parties du cadre.
Le cadre de soutènement des figso 10 et 11 est composé de deux fers profilés 101, 102 en forme de gouttière qui sont emmanchés l'un dans l'au- tre par paire dans le cas de l'exemple représentée Les demi-ceintures 103 des fers profilés portent des prolongements 104 en forme de nervures, venus de laminage et de section transversale plus petite.
Sur les fers 101 sont fixés des pièces d'entretoisement 105, par exemple par des vis ou des rivets comme indiqué en 106. A l'extrémité des entretoises 105 est fixé un élément à cisailler 107 en.forme d'étrier, qui embrasse le fer profilé 102 et dont le bord aigu 108 se trouve dans le voisi- nage des prolongements 104 de. ce fero
Si les fers sont poussés l'un dans l'autre par pression venant du toit, les forces de pression sont absorbées par le cisaillement des prolon- gements 4.
Aussitôt que les prolongements ont servi à une extrémité du fer profilé 102 on peut retourner ce fer et alors soumettre au cisaillement les prolongements de l'autre extrémité.
On peut, en outre, ultérieurement mettre le fer 101 à la place du fer profilé 102 et soumettre les prolongements 104 de ce fer 101.au ci= saillemento Dans certaines circonstances on peut disposer dans l'intervalle
9 entre les ailes du fer en gouttière des éléments de chauffage, établis peur que la surface active- où a lieu le frottement reste toujours de même grandeuro
On donne, de préférence, aux fers en gouttière utilisés dans le cadre de soutènement le même profil, pour qu'on puisse selon les besoins les utiliser à l'intérieur ou à l'extérieure
On utilise, de préférence,, pour la liaison des profilés en gout- tière dans le cadre-de soutènement deux organes de serrage éventuellement en forme d'étrier,
dont l'un au moins comporte des arêtes coupantes pour exécu- ter le cisaillemento
Au lieu d'appliquer l'invention avec des fers profilés en forme de gouttière on peut aussi utiliser avec avantage d'autres genres de profils, par exemple- des profils en 1 ou en v.
REVENDICATIONS.
1.- Soutènement en plusieurs parties, pour exploitations miniè- res et, en particulier, cadre de soutènement pour galeries, susceptible de prêter en se contractant, sous l'action de la pression venant du toit ou du front de taille, par déformation d'une pièce disposée dans l'intervalle pù s'exercent les forces entre- les parties du cadre, caractérisé- en ce que dans l'intervalle où agissent les forces entre les parties du cadre ou du soutène- ment on dispose une pièce métallique, de préférence plate, soumise à des ef- forts de cisaillement qui, lorsque la pression augmente outre:mesure ou que- les parties du soutènement se rapprochent, se trouve cisaillée.