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PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES D'EXTRACTION MINIERES.
Des machines destinées à l'extraction du charbon et d'autres minéraux ont été antérieurement proposées qui sont propulsées par l'action d'une unité de propulsion hydrauliqueà cylindre et plongeur et qui compor- tent une tête porte-couteaux pourvue de deux ou plusieurs couteaux superpo- sés qui sont destinés à détacher le minéral à différents niveaux de la face verticale ou "front de taille" d'un gisement ou "couche", en agissant à la façon d'un coin, au cours de l'avance - effectuée par échelons - de la ma- chine le long de la dite face, les couteaux étant pourvus de tranchants qui sont - au moins approximativement - dans un même plan, et étant desti- nés à tailler suivant un plan situé derrière le front de taille et parallè- lement à ce front.
La présente invention concerne les machines de ce type antérieu- rement proposé dans lesquelles un des couteaux fait saillie à l'avant de l'autre ou des autres et est destiné à creuser sur le front de taille un sillon profond et à laisser à l'autre ou aux autres couteaux la tâche main- tenant plus facile de "dégarnir" ou détacher du front de taille le charbon ou autre minéral Testant en saillie au-dessus et (ou) au-dessous du sillon.
Par exemple, dans une construction antérieurement proposée de machine de ce type, il existe trois couteaux superposés ; c'est le couteau intermé- diaire qui fait notablement saillie à l'avant des couteaux placés au-dessus de lui, afin qu'il creuse sur le front de taille un sillon situé à un niveau intermédiaire.
Dans le fonctionnement des machines du type spécifié, il arrive quelquefois que la machine rencontre une masse de minéral plus résistante qui provoque son arrêt plus ou moins complet, l'unité de propulsion ordi- naire qui agit sur le bloc porte-couteaux étant incapable de surmonter la dite résistance d'une manière satisfaisante. Il n'est pas possible de résou- dre le problème du maintien d'une avance continue de la tête porte-couteaux sur toute la longueur de chacune des courses de travail par la méthode con- sistant à exercer sur la tête une poussée accrue chaque fois qu'un arrêt se
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produit, parce qi'il n'est pratiquement pas possible d'accroître la force exercée par la machine sur les points d'ancrage ou d'arc-boutement du vérin sur la sole et le ciel de la mine.
La présente invention comprend une machine d'extraction du type spécifié comportant une unité de propulsion auxiliaire hydraulique à cylin- dre et plongeur qui est interposée entre le couteau le plus avancé et le bloc porte-couteaux dont il fait partie et qui est placée sous le contrôle d'un robinet ou organe distributeur équivalent à l'aide duquel la dite unité peut être mise en action, par exemple lorsque l'unité de propulsion ordinai- re cesse d'avancer, afin qu'élle exerce sur le couteau saillant ou avancé une poussée concentrée ou localisée qui s'ajoute à la poussée propulsive exercée sur le porte-couteaux.
La construction peut être telle que, normalement, le couteau avancé bute contre une partie de la tête et se trouve projetée vers l'avant avec la tête comme s'il faisant corps avec elle, le dit couteau n'étant pro- jeté vers l'avant par rapport au reste de la tête que lorsque le robinet de commande ou organe équivalent est manoeuvré dans le but de provoquer la mi- se en action de l'unité auxiliaire.
De préférence, l'unité auxiliaire est alimentée d'un liquide hy- draulique provenant de la même installation hydraulique à haute pression que celui alimentant l'unité de propulsion principale, la disposition étant tel- le que si l'unité auxiliaire est mise en action pendant un arrêt de 1,'unité principale (état statique du dispositif d'alimentation de cette unité prin- cipale), le dispositif d'alimentation en liquide de l'unité auxiliaire ne prive le dispositif d'alimentation en liquide de l'unité principale d'aucu- ne quantité de liquide sous pression, de sorte que la haute pression régnant dans l'installation se trouve maintenue dans l'unité principale.
On décrira maintenant à titre explicatif un exemple de réalisa- tion de l'invention, en se référant aux dessins annexés dans lesquels : figure 1 est une vue en élévation d'une machine à extraire la houille à laquelle est appliquée l'invention; figure 2 est la vue en plan correspondante, avec coupe horizon- tale partielle; figure 3 est un schéma illustrant deux des unités hydrauliques à cylindre et piston plongeur et leurs robinets de commande.
Lamachine est du type à double tête, comprenent principalement un corps ou bâti 4, 5, 6, 2, un chariot 8 et deux têtes ou blocs porte-cou- teaux 9, 10, aux extrémités opposées. Le bâti est composé de deux parois ex- trêmes transversales 4, 5, auxquelles sont assujetties les têtes 9, 10 et de deux barres de guidage longitudinales 6, 7, sur lesquelles coulisse le chariot 8¯,
Au chariot 8¯ est incorporé un appareil de propulsion hydrauli- que comprenant un vérin d'ancrage hydraulique vertical qui est composé d'un cylindre 11 pourvu d'un pied 12 et est verticalement mobile dans un support faisant partie du chariot et d'un piston solidaire d'une tête qui repose normalement sur le support.
Cet appareil de propulsion comprend aussi une unité à cylindre et plongeur composée d'un- cylindre horizontal 14 et d'un organe de poussée, appelé ci-après "plongeur", qui comporte un piston cen- tral 15 et une tige 16 s'étendant à partir des deux extrémités du cylindre et destinée à entrer en contact par ses extrémités avec les parois extrêmes transversales 4, 5 du bâti.
Pour propulser la machine, par exemple de gauche à droite, on fait d'abord fonctionner le vérin de manière à en faire descendre le pied 12 jusqu'à ce qu'il soit venu reposer sur la sole de la mine, puis on le fait fonctionner de manière à en soulever la tête 13 pour l'appliquer con- tre le ciel ou plafond B. Le vérin ainsi développé constitue une butée so- lidement ancrée. On manoeuvre ensuite l'unité à cylindre et plongeur de
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fagon que ce der Lier 19 16 fasse pression sur la paroi extrême µ et pousse le bâti vers la droite sur la sole de la mine, les barres de guidage 6, 7 coulissant à travers le chariot 8,, alors stationnaire. Il en résulte que la tête alors menante, 10, effectue sa course de travail.
On manoeuvre ensuite le vérin de façon à abaisser sa tête 13 et relever son pied 12, ce qui con- tracte le dit vérin et le libère du ciel et de la sole. Finalement, on man- oeuvre l'unité motrice 14-16 de manière à contraindre le plongeur 15, 16 à se mouvoir vers la gauche pour venir faire pression sur la paroi extrême arrière 4 et pousser le chariot 8. de façon qu'il coulisse vers la droite des barres de guidage 6,, 7, et vienne à une nouvelle position d'ancrage destinée à la course de travail suivante. Ceci termine le cycle des opérationso
Les deux têtes porte-couteaux sont, en général, de construction semblable et c'est pourquoi l'on ne décrira ci-après en détail que l'une d'elles, à savoir la tête de droite 10.
Dans le présent exemple, la tête 10 comprend un couteau menant
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Il (ou 17A) situé à un niveau intermédiaire, des couteaux de front 18. si- tués respectivement au-dessus et au-dessous du dit couteau 17, un couteau
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de sole 19 et un couteau de ciel z09 ce dernier étant situé au sommet de la tête. Les couteaux ont des tranchants situés tous presque dans le même plan vertical, et les couteaux de sole et de ciel comportent aussi des tranchants horizontaux. Le couteau de sole est combiné avec une rampe 21 servant à sou- lever le charbon à partir de la sole et à le dévier de côté, à l'écart du chemin suivi par la machine et préparatoirement à son évacuation.
Une machine du genre de celle représentée aux figures 1 et 2 a été décrite plus en détail, par exemple, dans les brevets belges Nos 493.816 et 4930817 tous deux demandés le 10 février 1950.
Les deux têtes ou blocs porte-couteaux comprennent des boîtes lourdes auxquelles tous les couteaux, à l'exception du couteau intermédiai-
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re Il de la tête 109 sont directement assujettis. Le couteau 17 est lui-même relié à la boîte lourde de sa tête 10, mais par l'intermédiaire d'une unité
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motrice hydraulique auxiliaire à cylindre et plongeur 22-24 porté par la dite boite.
Dans le. présent exemple, à la boite lourde constituant le porte-
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couteaux 10 est assujetti un support en porte-à-faux portant l'unité mq- trice auxiliaire, dont le cylindre s'étend horizontalement vers l'avant. L'or- gane de poussée est composé d'un piston 23 et d'une lourde tige 24 qui s'é- tend vers l'avant, ces deux pièces étant fixées l'une à l'autre..La lourde tige 24 se termine par le couteau 17, qui est une plaque présentant un bord en forme de ciseau, laquelle plaque est inclinée vers l'avant et vers l'in- térieur de manière qu'elle soit capable de creuser profondément dans le front de taille un sillon intermédiaire.
Le chariot 8 est pourvu d'une installation hydraulique complète en soi comprenant une pompe à commande par moteur, 26,contenue dans un ré- servoir d'huile, 27, dans lequel débouchent des branchements d'aspiration
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28 et de retour 9 comme représenté schématiquement à la figure 3a Le cy- lindre 11 du vérin, le cylindre de propulsion 14 et le cylindre auxiliaire 22 sont tous branchés dans la même installation hydraulique, bien que, à la figure 3, les communications avec le vérin n'aient pas été.représentées et que, en ce qui concerne le cylindre 14, on n'ait représenté que celles des communications qui entrent en action lors de la propulsion de gauche à droi- te de la machine, la tête porte-couteaux 10 et les pièces qu'elle supporte étant alors utilisées.
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Celle des extrémités du cylindre 22, qui, à la figure 39 est la plus éloignée du couteau avancé présente une lumière 30, à laquelle est relié un tuyau souple 31 provenant d'un robinet de commande à deux voies 32. actionné manuellement. Ce robinet 32 peut être relié, par l'intermédiaire d'un autre robinet 31. au côté refoulement 4 de la pompe ¯26 et au côté é- chappement de l'installation hydraulique.
Le robinet 33 peut être placé, à volonté, soit dans la position représentée, dans laquelle un tuyau 35 pourvu
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de deux branchem nts 36, 37 est relié au côté refoulement 34 et un autre tuyau 38 pourvu de deux branchements 39, 40, est relié au côté échappement soit après une rotation sinistrorsum, dans une seconde position disposée à angle droit par rapport à la première, dans laquelle le tuyau à branche- ments 35 communique avec l'échappement alors que l'autre tuyau à branche- ments, 38, communique avec le refoulement. Les branchements 36, 39 aboutis- sent aux extrémités opposées du cylindre de propulsion 14. Les branchements 37, 40 conduisent, par l'intermédiaire du robinet 32 et du tuyau 31, à la lumière 30.
Le robinet 32 peut être amené à occuper trois positions, à sa- voir : - la position représentée, dans laquelle le cylindre 22 communique avec l'échappement, une position à angle droit (rotation dextrorsum) par rapport à la précédente, dans laquelle le cylindre communique avec le re- foulement. et une position dans laquelle le robinet est complètement fermé, l'huile que contient le cylindre 22 étant alors bloquée.
Bien que la figure 3 soit une vue schématique, les positions relatives représentées des cylindres 14 et 23 et des organes de poussée 15, 16 et 23, 24 reproduisent exactement une construction présentant une utili- té pratique.
En temps normal, les robinets 32, 33 sont placés dans des posi- tions telles que le cylindre 22 communique avec l'échappement, le piston 23 butant fortement contre l'extrémité du dit cylindre, de sorte que le cou-. teau saillant 17 avance rigidement avec la tête 10 sur toute l'étendue de chacune des courses de travail de cette tête.
On supposera que, au cours du fonctionnement de la machine, alors que la tête 10 avance ou tente d'avancer vers la droite, les couteaux de cet- te tête heurtent, par exemple, un corps de charbon dur qui arrête la dite tête ou l'empêche d'avancer. Le liquide hydraulique continue à exercer sans diminution son action à haute pression sur le piston 15 de l'organe de pous- sée de l'unité de propulsion principale, l'huile cessant toutefois de cou- ler en raison de l'arrêt de la tête. L'opérateur manoeuvre alors le robinet de commande 32, qu'il amène à la position voulue pour que, par l'intermédiai- re du tuyau à branchements 35 et du robinet 33, le cylindre 22 de l'unité auxiliaire soit mis en communication avec le côté refoulement,± de l'instal- lation hydraulique.
Comme résultat de cette opération, de l'huile sous une pression élevée est admise au cylindre 22, sans que l'approvisionnement en liquide hydraulique à haute pression momentanément statique du cylindre de propulsion soit de ce fait diminué. En raison de l'action de l'unité auxi- liaire 22, 23, une poussée beaucoup plus grande est par conséquent appliquée au couteau saillant 17, et cette poussée concentrée sera d'ordinaire suffi- sante pour faire avancer le couteau saillant et, par ce moyen vaincre l'ob- struction.
Il est évident que le fonctionnement de l'unité auxiliaire a pour effet de transférer temporairement au couteau saillant une notable por- tion de la poussée normalement exercée sur les autres couteaux, de sorte que le dit couteau saillant peut exercer une poussée considérablement amplifiée sur sa zone étroite du front de taille, sans qu'il en résulte aucun accrois- sement de la poussée totale de la tête porte-couteaux considérée dans son ensemble et, par conséquent, sans que la capacité de réaction du vérin d'an- crage 11-13 soit soumise à une plus lourde charge.
Dans l'exemple, l'unité de propulsion principale 14-16 et l'uni- té auxiliaire 22-23 ont été calculées pour exercer des poussées respectives de 60 tonnes et 54 tonnes, et les courses de leurs organes de poussée sont respectivement de 78,5 et 38 cm.
Lorsque le couteau saillant 17 a été amené dans une position suf- fisamment avancée par rapport aux autres couteaux 18-20, on manoeuvre le ro- binet 32 de manière à rétablir la communication entre le cylindre auxiliaire 22 et le côté échappement de l'installation, comme cela est représenté à la figure 3. A la reprise du mouvement (ou à la course de travail suivante) de la tête porte-couteaux 10, le couteau avancé reste provisoirement au repos, et les autres couteaux accomplissent leur tâche sous la pression accrue dont ils disposent temporairement en raison de l'état de repos du couteau saillant.
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Un peu plus tard le piston 23 du couteau saillant heurtera le fond de cy- lindre et, dès lors, tous les couteaux 17-20 travailleront de concert de la manière normale.
Si l'on désirait que, après que le couteau 17 a été avancé jus- qu'à la position de la figure 3, par exemple, tous les couteaux 17 à 20 ef- fectuent leur course de travail ensemble, on ferait tourner le robinet 32 pour l'amener à la position de fermeture, dans laquelle l'huile est bloquée dans le cylindre 22.
Pour faire avancer l'ensemble du chariot 8 et du cylindre 14 après que la tête 10 et, avec elle, le bâti 4-7 ont terminé leur pleine a- vance, on maintient ou amène le robinet 32 à la position de fermeture, dans laquelle les deux branchements 37 et 40 sont bloqués par ce robinet; et l'on fait tourner le robinet 33 pour faire communiquer les branchements 36 et 39 avec l'échappement et la haute pression, respectivement, ce qui ter- mine le cycle des opérations.
Dans l'exemple, une unité auxiliaire 22, 23 a été appliquée au seul couteau saillant 17, mais il est évident qu'une telle unité peut pareil- lement être appliquée au couteau 17A de la tête de gauche 9. et être reliée par l'intermédiaire d'un robinet tel que 32 à l'installation hydraulique.