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DISPOS ITIF DE SOUTENEMENT POUR EXCAVATIONS SOUTERRAINES.
La présente invention a pour objet un dispositif de soutènement convenant particulièrement à l'emploi dans les chantiers d'abatage et autres excavations minières, en vue d'éviter les inconvénients des systèmes de sou- tènement habituels par étançons et bèlesa
Les principaux .inconvénients de ces systèmes sont le manque de contreventement, le fait que les étançons usuels n'atteignent la force por- tante désirée qu'après avoir subi un coulissement préalable, le poinçonnage du mur par la pénétration du pied de 1'étancon, les difficultés de manuten- tion et l'inaptitude du système à se prêter à un mouvement tournant au cours de l'exploitation.
Suivant la présente invention, le soutènement est assuré par des cadres comportant des pièces d'appui appliquées l'une contre le toit et l'au- tre contre le mur par deux montants articulés à la manière de genouillères, reliés entre eux à leurs points d'articulation ou au voisinage de ces points par une traverse qui oppose au déplacement relatif des dits points d'arti- culation une résistance déterminéeo
Dans la position déployée du cadres les montants sont voisins de la verticale, les genouillères étant tournées vers l'intérieuret leur fléchissement est empêché par la traverse qui prend appui sur l'un des mon- tants et pénètre, au voisinage de l'articulation de l'autre montant,
dans un carcan de serrage dit "serrure". La traverse- a la forme d'un coin très allongée dont l'extrémité étroite est serrée par une clavette dans le car- can lors de la mise en place du cadre déployée Ainsi, à la déformation du cadre sous l'action des terress'opposera la résistance à l'enfoncement dans le carcan de la traverse en forme de coin.
Quand la déformation du cadre atteint la limite admissible, on procède au foudroyage du cadre en expulsant la clavette, un autre cadre ayant entretemps été mis en place soit en ligne avec le précédent, soit hors d'alignement. Après foudroyage, le cadre peut aisément être remis en
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place après avoir .été déployé à nouveau en y adaptant par exemple un appa- reil fonctionnant à la manière d'un vérin à vis.
Pour bien faire comprendre ces caractéristiques on se référera au dessin annexé qui montre, à titre d'exemple, un mode d'exécution dû sou- tènement suivant l'invention, et dans lequel:
Fig. 1 est une élévation du cadre en position déployée.
Fig. 2 est une vue schématique montrant le cadre déployé et af- faissé.
Fig. 3 est une vue explicative.
Fig. 4 est une élévation et Fig. 5 une coupe par V-V représen- tant la traverse et les montants du cadre en cours de déploiement à l'aide d'un appareil auxiliaire, Figs. 6 et 7 étant respectivement une élévation et une coupe par VII-VII représentant les mêmes pièces après déploiement du cadre.
Fig. 8 est une vue schématique en perspective du cadre déployé, avec arrachement partiel.
Fig. 9 est une coupe axiale du carcan de serrage, l'appareil au- xiliaire de déploiement étant mis en place.
Fig. 10 est une élévation schématique montrant le soutènement par cadres et
Fig. 11 et 12 sont des vues en plan montrant deux modes de pla- cement des cadres.
Dans ses grandes lignes, le cadre suivant l'invention comprend comme éléments principaux une poutre ou bêle supérieure 1 appliquée au toit, une poutre ou bèle inférieure 2 reposant sur le mur, et deux montants arti- culés composés l'un de deux bras 3, 4 articulés entre eux en 5, l'autre de deux bras 6, 7 articulés entre eux en 8, les bras supérieurs 3, 6 étant ar- ticulés à la bèle supérieure 1 en 9 et 10 respectivement et les bras infé- rieurs 4, 7 étant articulés à la bèle inférieure 2 en 11 et 12 respective- ment.
En position déployée (Fig. 1 et position en traits pleins de la Fig. 2) les deux montants forment deux genouillères dont les articulations 5, 8 sont tournées l'une vers l'autre de sorte que toute poussée verticale exercée sur la bèle 1 tend à rapprocher les points 5, 8 en faisant fléchir les montants comme indiqué en 5', 8' sur la Fig. 2. Pour s'opposer à ce mou- vement, il est prévu une traverse 13 qui prend appui sur l'axe de l'articu- lation 5 et passe à travers un carcan 14 dans lequel elle est serrée par une clavette 15. Le carcan 14 est traversé par l'axe de l'articulation 8 qui le rend solidaire du montant 6, 7.
Lorsque le cadre est entièrement déployé (Fig. 1), l'effort de pénétration de la traverse dans le carcandépendant de l'obliquité rela- tive des bras des=montants par rapport à la traverse, est relativement fai- ble. L'enfoncement de la clavette 15 suffira donc pour produire un serrage correspondant à une force portante élevée du cadre. Les obliquités augmen- tant par la suite, il est possible de maintenir ou de faire varier la for- ce portante en donnant à la traverse 13 la forme d'un coin très allongé, sur toute sa longueur ou sur une partie de celle-ci.
Sur le dessin, la traverse 13 a la forme d'un coin de très faible inclinaison, dont l'extrémité la plus large se trouve en 13' et l'extrémité étroite 13" est enserrée dans le carcan. Les bêles 1 et 2 étant appliquées respectivement contre le toit et contre le mur, le cadre au cours du temps s'affaissera graduellement sous la poussée des terres jusqu'à prendre par exemple la position indiquée en traits de chaînette sur la Fig. 2. On peut alors provoquer le foudroyage du toit en chassant la clavette 15 de son lo- gement, le cadre s'effondrant aussitôt et devenant alors disponible pour être remonté en place plus loin.
De préférence les articulations 5 et 8 sont
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situées à des hauteurs différentes pour que la bèle 1, en position affaissée, se place obliquement pour faciliter le rippage, ainsi qu'il sera expliqué plus loin avec référence à la Fig.10.
Pour déployer à nouveau le cadre amené à proximité du front de taille, on peut avantageusement faire usage d'un appareil tendeur simple ba- sé sur l'écartement de deux écrous 16, 17 par la rotation d'une tige 18 mu- nie de deux filets d'inclinaisons opposées. Le principe d'un tel appareil est représenté schématiquement à la Fig 3 où les deux écrous 16, 17'sont supposés être directement articulés l'un au montant 3, 4, l'autre au montant 6, 7.
En pratique, comme les deux montants sont reliés par la traverse coulissante 13, l'appareil tendeur est amovible et congu de manière à ne s'appliquer au cadre que pendant l'opération du déploiement. A cet effet, comme représenté sur les Figs. 4 à 7 et à plus grande échelle sur la Fig. 9, l'écrou 16 est fixé, par soudure par exemple, à l'intérieur de la traverse 13, tandis que l'écrou 17 est porté par la tige filetée 18. L'écrou 17 est muni de deux tourillons latéraux 19 sur lesquels.sont articulées deux tiges 20 terminées par des crochets 21 destinés à venir en prise avec le carcan 14
Pour déployer le cadre, la clavette 15 étant desserrée, on visse dans l'écrou 16 l'extrémité libre de la tige 18 et l'on place les tiges 20 de manière que les crochets 21 embrassent le carcan (Figs. 4 et 5).
En im- primant une rotation à la tête 22 de la tige à filets gauche et droit, on tend à écarter les écrous 16 et 17 L'écrou 16 étant solidaire de la tra- verse 13 qui prend appui sur l'articulation 5 du montant 3, 4, celui-ci est repousse., tandis que par l'intermédiaire des tiges 20, l'écrou 17 exerce une traction en sens opposé sur le carcan 14 jusqu'à cé que les montants 3, 4 et 6, aient repris leur position initiale (Figs. 6 et 7). Celle-ci peut être déterminée par la rencontre du carcan 14 avec un arrêt 23 fixé à l'extrémité de la traverse 13. La mise sous tension du cadre étant ainsi réalisée, on enfonce la clavette 15 à fond et l'on dévisse la tige 18 de l'écrou 16 pour recommencer la même opération avec le cadre suivant.
La Fig. 8 montre une forme d'exécution du cadre en vue perspec- tive, à plus grande échelle, seules les pièces essentielles étant représen- tées pour plus de clarté. Les bêles 1 et 2 peuvent être de construction quelconque, la bèle supérieure 1 étant disposée pour pouvoir supporter une bèle ou rallonge supplémentaire la;, en porte-à-faux, de manière connue.
Le montant 3, 4 est constitué par des fers laminés jumelés, réu- nis au sommet par un bloc 24 servant de coussinet à l'axe d'articulation 9 sur lequel repose la bêle 1 par l'intermédiaire du coussinet 25. Des cous- sinets 26, 27 embrassent l'axe 5 de l'articulation médiane, sur lequel s'ar- ticule la tête 28 fixée à la traverse 13 formée de deux cornières soudées par leurs bords. Au pied du bras 4 sont fixés des coussinets 29 qui repo- sent sur l'axe 11 porté par la bèle 2.
La construction du montant 6, 7 est semblable à celle qui vient d'être décrite, pour ce qui concerne les articulations supérieure 10 et in- férieure 12,,mais l'articulation médiane 8 est conçue de manière à former la liaison entre le montant 6, 7 et le carcan 14. A cet effet., l'axe 8 traverse le carcan et sa partie centrale est entaillée pour former un plat 30 destiné à recevoir la face inclinée de la clavette 15 introduite entre ce plat et le carcan (Fig. 9). La traverse 13 est enserrée entre deux fourrures 31, 32 dont l'une prend appui sur le coussinet 33 de l'axe 8 et l'autre sur le car- can par l'intermédiaire d'un axe auxiliaire 34 compris entre la pièce 35 et le coussinet 36.
Les bras 6 et 7 sont munis de coussinets complémentaires 37 et 38 qui embrassent les extrémités de l'axe 8. Suivant une variante (non représen- tée) l'axe 34 peut aussi traverser le carcan, l'axe 8 étant dans ce cas tou- rillonné dans l'extrémité inférieure des bras 6 tandis que l'axe 34 est tou- rillonné dans l'extrémité supérieure des bras 7.
Dans l'application de l'invention au soutènement d'excavations
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souterraines, les cadres sont généralement placés en deux ou plusieurs ran- gées c1, c2.., dirigées perpendiculairement au front de taille (Figs. 10, 11, 12). Les cadres sont de préférence légèrement décalés d'une rangée à l'autre (Figs. 11 et 12) pour faciliter le rippage des cadres lors du fou- droyage.
Les cadres successifs peuvent avantageusement être placés avec un certain recouvrement (Fig. 12), ce qui non seulement donne une densité d'étangonnement plus grande, mais permet d'opérer un mouvement tournant du front de taille f Cette disposition a aussi l'avantage de permettre le fou- droyage des cadres c2 à l'abri des cadres c1
Comme l'indique la Fig. 10, la disposition des cadres est telle que ceux de la rangée c2 voisine du remblai r s'affaissent en s'inclinant vers l'arrière. Ainsi l'effondrement des roches, au moment du foudroyage tendra à repousser les cadres c2 dans le sens voulu pour faciliter leur dé- gagement.
Sur les Figs. 10 à 12, la désigne une bêle temporairement fixée au cadre le plus voisin du front de taille 1:., jusqu'à ce qu'un cadre libéré par le foudroyage à l'arrière, puisse être mis en place plus près du front de taille.
Des modifications de construction et de forme peuvent évidemment être apportées aux exemples ci-dessus décrits et représentés sans s'écarter de la portée de l'invention.
R E V E V N D I C A T I O N S
1. - Dispositif de soutènement pour excavations souterraines, ca- ractérisé en ce qu'il comporte des cadres composés de bèles ou pièces d'ap- pui appliquées l'une contre le toit, l'autre contre le mtar, par deux mon- tants articulés à la manière de genouillères, reliés entre eux à leurs points d'articulation ou au voisinage de ces points par une traverse qui oppose au déplacement relatif des dits points d'articulation une résistance déterminée.