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PROCEDE ET APPAREIL POUR L'EXTRACTION DES CHARBONS ET MINERAIS.
L'invention concerne un procédé pour l'extraction par pelage, destiné en particulier aux couches dures de charbon ou à d'autres minéraux dont les gisements ont la forme de couches, il s'agit en particulier de cou- ches de faible puissance, au moyen d'un rabot travaillant des deux côtés.
Elle concerne également un appareil pour la mise en application du procédé
Dans les procédés ordinairement employés jusqu'à présent pour l'extraction par pelage, on opère en détachant de la paroi de charbon une tranche ayant une section transversale rectangulaire, et cela sans tenir aucun compte des effets de la pression du terrain; à l'occasion, on ameubli t le charbon, dans une couche quelconque, au moyen de lames préparatrices.
Puis on fait passer les lames du rabot, d'une forme appropriée sur tout le profil à peler ou sur la plus grande partie dudit profil. Cette opération donne naissance à des forces de frottement très élevées.
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients évidents de cette manière d'opérer, et en particulier de diminuer son effet défavorable sur les efforts de tirage et en même temps , d'améliorer le mode de fonctionnement de l'ensemble de l'appareil grâce à une conception appro- priée du rabot.
L'invention utilise dans ce but le fait que, sous l'influence de la pression du terrain, la paroi de charbon a tendance à subir un flam- bage vers le champ libre, c'est-à-dire dans l'unique direction suivant laquel- le elle peut céder, c'est-à-dire à se séparer de la masse. Ce flambage se produit de la manière la plus forte à peu près à mi-hauteur de la puissance de la couche et, en rais on'de ce flambage, le charbon devient plus mou dans la zone médiane de la couche et les fentes s'ouvrent.
Par contre.. au toit et à la base, la structure du charbon ne peut pas se modifier dans la même mesure, en raison du frottement d'adhérence, Les différences dans la résis- tance mécanique du charbon qui proviennent des circonstances indiquées se trouvent encore augmentées quand le charbon est adhérent au toit ou à la base
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de la couche, ainsi qu'il arrive fréquement.
Les effets de la pression du terrain sont mis à profit, suivant l'invention, de la manière la plus avantageuse du fait qu'à la différence de ce qui se passe dans le mode opératoire ordinairement employé jusqu'à présent dans l'extraction faite à l'aide d'un rabot, le charbon se trouve d'abord soumis à une action de coin à mi-hauteur de la puissance de la couche.. c'est-à-dire dans la zone la plus molle de cette dernière.
Dès que la cohésion de la paroi de charbon dans cette zone mé- diane a été ainsi interrompue,et que par suite le charbon n'est plus soumis à des tensions internes, c'est-à-dire dès que la composante de la résistance mécanique du charbon, composante provenant de la pression du terrain, a été supprimée., il suffit d'efforts relativement peu importants pour séparer le charbon, à la base de la couche. Dans ce mode de réalisation, cette sépa- ration est effectuée au moyen d'une lame inférieure en forme de coin, dont la conception particulière, spécialement adaptée au but poursuivi, constitue une des caractéristiques de l'invention.
L'invention permet en même temps de supprimer l'inconvénient des rabots ordinairement employés jusqu'à présenta inconvénient qui provient de ce que les lames traversent tout le profil à peler, ce qui représente un travail de frottement considérable.
Les essais que l'on a faits jusqu'à présent pour diminuer ce travail de frottement, en subdivisant la lame en lames partielles, n'ont don- né que des résultats partiellement satisfaisants. Cela provient de ce que la diminution du travail de frottement, obtenue de la manière indiquée, se trouve de nouveau annulée du fait que les surfaces latérales obliques de deux lames partielles voisines forment un angle, s'ouvrant vers le champ de marche., dans lequel le charbon pelé se trouve comprimé, ce qui nécessite un travail supplémentaire.
Dans le cadre du nouveau procédé, ces inconvénients sont sup- primés grâce à la conception nouvelle du rabot. On trouvera ci-après la des- cription du nouveau procédé ainsi que la description de la forme nouvelle du rabot, données à propos d'un exemple de réalisation qui est représenté sur les figures.
La figure 1 représente une vue en élévation du rabot, vu de la paroi de charbon.
La figure 2 donne une vue en plan de l'appareil, engagé dans la paroi de charbon.
La figure 3 donne une vue en coupe montrant en particulier le fonctionnement de l'appareil.
Sur la base.La du rabot est disposé un socle b pouvant tourner, de la manière ordinaire,de quelques degrés. Les deux extrémités latérales de ce socle sont prolongées chacune par une lame en forme de coin .0 qui est dirigée dans la paroi de charbon à peu près à mi-hauteur de la puissance de la couche. Le coin présente la forme d'une pyramide à faces inégales (dans l'exemple de réalisation, il s'agit d'une pyramide à quatre faces) dont l'a- xe est incliné dans le plan horizontal et fait un petit angle par rapport au front de taille, dans la direction de marche du rabot. Les diagonales de la pyramide sont placées horizontalement et verticalement, de sorte que le charbon est attaqué par deux surfaces de poitrail faisant un certain an- gle par rapport au toit et par rapport à la base de la couche.
Il s'ensuit qu'il ne se produit pas de compression du charbon.. mais qu'au contraire le charbon qui n'est pas saisi par la lame ou coin subit déjà un commencement de séparation ou se trouve brisé en raison de sa liaison avec le charbon séparé par le coin.
Après que la lame c a divisé, par son action de coin., la paroi de charbon dans sa zone qui est, la plupart du temps, ameublie, la portion de charbon qui est demeurée vers le base de la couche est attaquée par une seconde lame d en forme de coin qui se déplace à la partie inférieure de la couche. Cette portion de charbon se trouve ainsi soulevée et séparée.
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La seconde lame a des extrémités symétriques-, Dans l'exemple de réalisation représenté., cette seconde lame a pour plan de symétrie le plan de symétrie du rabot et elle est conçue de telle sorte qu'elle agit suivant les deux sens de marche du rabot, c'est-à-dire séparé le charbon divisé par le coin c et le soulève dans l'espace libre se trouvant entre les deux coins c, du côté du rabot tourné vers la paroi de charbon.
Au lieu de se présenter de la manière indiquée sur le dessin les deux coins formant l'organe d peuvent aussi être séparés l'un de l'autre et disposés à une certaine distance l'un de l'autre, de telle sorte qu'ils se trouvent alors, respectivement à gauche et à droite, au pied du socle qui porte la lame prismatique. Cette disposition a pour but de permettre d'évacuer le 'charbon dans le transporteur cuirassé, le cas échéant, immé- diatement après qu'il a été découpé.
Dans l'un comme dans l'autre cas, il est possible, grâce à cette disposition et à la forme des deux lames c et d, de peler un profil beaucoup plus grand que celui qui correspond à la surface traversée par les deux la- mes (voir figure 3). On économise ainsi une partie du travail de frottement et l'on diminue beaucoup la force nécessaire pour le tirage du rabot.
Suivant une caractéristique particulière de l'invention, les lames ont une forme telle que le charbon est soumis., plus à une action de coin qu'à une action de pelage., étant donné que, comme on le sait, les ef- forts que nécessite la séparation du charbon sont moins grands dans l'ex- traction par action de coin que dans l'extraction par pelage. La forme et la disposition des lames, qui ont été décrites ci-dessus, fournissent les avantages suivants :
Grâce à la forte action de coin de la lame d (ou des lames d) entre la base de la couche et le charbon ? on empêche le rabot d'avoir ten- dance à grimper, cette action se trouve encore renforcée par la pression qu'exerce le charbon qui, éventuellement, au cours de la course précédente , n'a pas été séparé du toit.
Suivant la représentation de la figure 3, ce charbon appuie sur la surface de poitrail supérieure de la lame qui le fait sauter. S'il arrive, dans des conditions particulièrement défavorables, que le rabot ait encore tendance à grimper3 on peut faire agir sur lui une com- posante de pression supplémentaire en donnant à la surface de poitrail supé- rieurs de la lame une valeur plus grande que celle de la surface de poi- trail inférieure de cette lame c'est le cas de la représentation du dessin.
La mesure indiquée (lame en forme de coin et action du charbon qui est demeu- ré au toit après la course précédente) permet d'un autre côté d'empêcher tout renversement du rabot. On n'a donc plus à employer les appuis dont on avait besoin jusqu'à présent au-dessous de l'engin de transport,, ce qui a pour effet non seulement de réduire encore la force de tirage., mais aussi de sim- plifier considérablement le fonctionnement du rabot.
En outre, la lame d ou les lames d ont, dans la direction al- lant vers la paroi de charbonune hauteur et une largeur qui sont un peu plus grandes que leur hauteur et leur largeur au voisinage du rabot propre- ment dit. De cette manière, on arrive à ce résultat que le rabot reçoit une composante de la direction du mouvement dans la paroi de charbon. Il s'ensuit que l'extrémité, se déplaçant librement, du rabot, n'est pas séparée du charbon, ce qui supprime la pression latérale contre l'engin de trans- port.
En utilisant le fait que la lame .±1 du fait de son engagement oblique a une forte tendance à pénétrer dans la paroi de charbon, on peut arriver, en donnant à la lame d une forme appropriée, quand il s'agit de char- bon dur et d'un engin de transport léger à éléments courtsà ce que le ra- bot fasse avancer l'engin de transport par poussée le long de la paroi de charbon et à supprimer par conséquent les cylindres de retour dont on avait besoin jusqu'à présent. On peut faciliter encore l'avancement de l'engin de .transport le long de la paroi de charbonen munissant ledit engin de trans- port, sur sa face inférieure, de rouleaux noyés de grand diamètre, placés à des intervalles qui ne soient pas trop grands et dont les axes soient pa-
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rallèles à la direction du transport.
Dans le cas de ce mode de réalisation du rabot, il est toute - fois indispensable, pour arriver à ce que le rabot fasse avancer l'engin de transport que le point d'application de la force exercée par le moyen de tirage soit relégué loin en avant de la pointe de la lame et se trouve en un point immobile du rabot, en direction horizontale. Pour éviter que le rabot n'ait ainsi une longueur rigide trop grande dans le sens vertical on a prévu de chacun des côtés du rabot, ainsi que le montre la figure 2, une flèche e qui est fixée au rabot au moyen d'une articulation 1 pouvant tourner autour d'un axe horizontalo Le moyen de tirage attaque ces flèches.
Quand le moyen de tirage est attaché aux flèches e , le rabot ne peut naturellement être déplacé sur le lieu d'extraction que sur une distance dont il faut déduire la longueur de la flèche,ce qui conduirait par conséquent à une augmentation indésirable de la longueur du garage à rabot. Mais on peut supprimer cette difficulté en fixant le moyen de tirage non seulement au point extrême de la flèche, mais en outre à la base a pro- prement dite du rabot. On peut alors, lorsque le rabot occupe la position dans laquelle la flèche est venue tout contre la commande, détacher le moyen de tirage de la flèche.2 et amener le rabot, directement attaché au moyen de tirage jusqu'au voisinage immédiat de la commande.
Il faut que le moyen de tirage vienne se placer au-dessous de la flèche de telle manière que cette dernière puisse être introduite, au delà de la commande,dans le main- tenage et, éventuellement, dans la galerie. De cette manière, on n'a pas besoin de prévoir un garage à rabot ayant des dimensions supérieures à cel- les qu'on lui donne jusqu'à présent et, en outre, on n'a pas à craindre que le rabot,à cet endroit, sorte du charbon du fait qu'on n'emploie plus la flèche, étant donné qu'il s'en trouve empêché par les commandes qui sont ancrées aux extrémités du maintenage.
Gomme le rabot suivant l'invention ne s'échappe plus, du char- bon mais qu'il a au contraire tendance à pénétrer dans sa masse, il est né- cessaire de l'empêcher,, par un dispositif de guidage approprié, d'y pénétrer trop profondément. En raison de la hauteur de construction relativement gran- de du rabot et de la suppression des appuis au-dessous de l'engin de trans- port, il convient que ce guide se fasse en deux endroits se trouvant à des hauteurs différentes. Ce guidage est assuré d'une part par un bord de guidage g de la fondation.2: qui glisse le long de la base de la couche et le long de la paroi de charbon et, d'autre part, par un patin h prévu dans la surface libre de la lame c.
Ce patin peut être réglé au moyen d'une tige filetée 1, à laquelle on accède du côté du rabot le plus éloigné de la paroi de charbon. Cette tige filetée permet de régler, par modification de l'an- gle,la pénétration de la lame c.
Lorsque, malgréce double guidage, le rabot a encore tendance à pénétrer davantage dans la paroi de charbon, il est maintenu à une distance constante par le patin j prévu sur la flèche e et il ne peut pas pénétrer plus profondément dans le charbon.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux formes de réa- lisation qui ont été décrites ci-dessus d'une manière détaillée- et qui sont représentées sur les figures. Il est possible, au contraire, de leur appor- ter des modifications nombreuses, sans abandonner pour autant les idées mères de 1-'invention.
REVENDICATIONS.
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METHOD AND APPARATUS FOR THE EXTRACTION OF COAL AND ORE.
The invention relates to a process for peeling extraction, intended in particular for hard layers of coal or for other minerals whose deposits have the form of layers, in particular low-power layers, by means of a plane working on both sides.
It also relates to an apparatus for implementing the method.
In the processes ordinarily employed heretofore for extraction by peeling, one operates by detaching from the coal wall a wafer having a rectangular cross section, and this without taking any account of the effects of the pressure of the ground; occasionally, the charcoal is loosened in any layer by means of preparatory blades.
Then the blades of the planer, of an appropriate shape, are passed over the entire profile to be peeled or over most of said profile. This operation gives rise to very high friction forces.
The object of the present invention is to avoid the obvious drawbacks of this way of operating, and in particular to reduce its unfavorable effect on the pulling forces and at the same time, to improve the mode of operation of the assembly. device thanks to a suitable design of the plane.
The invention uses for this purpose the fact that, under the influence of the pressure of the ground, the coal wall has a tendency to undergo buckling towards the free field, that is to say in the only direction. according to which it can yield, that is to say, to separate itself from the mass. This buckling occurs most strongly at about halfway up the power of the bed and as a result of this buckling the charcoal becomes softer in the middle area of the bed and the slits s open.
On the other hand .. at the roof and at the base, the structure of the charcoal cannot change to the same extent, due to the adhesion friction. The differences in the mechanical resistance of the charcoal which arise from the circumstances indicated are found. further increased when the charcoal is adhered to the roof or the base
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of the diaper, as often happens.
The effects of the pressure of the ground are taken advantage of, according to the invention, in the most advantageous manner since, unlike what happens in the procedure ordinarily employed until now in the extraction made. using a planer, the coal is first subjected to a wedge action halfway up the power of the layer .. that is to say in the softer zone of the latter .
As soon as the cohesion of the coal wall in this middle zone has thus been interrupted, and as a result the coal is no longer subjected to internal stresses, that is to say as soon as the component of the resistance The mechanics of coal, a component resulting from ground pressure, has been removed. Relatively little effort is needed to separate the coal at the base of the layer. In this embodiment, this separation is effected by means of a lower wedge-shaped blade, the particular design of which, specially adapted to the aim pursued, constitutes one of the characteristics of the invention.
At the same time, the invention makes it possible to eliminate the drawback of the planes ordinarily employed until nowa drawback which arises from the fact that the blades pass through the entire profile to be peeled, which represents considerable friction work.
The attempts which have been made so far to reduce this work of friction by subdividing the blade into partial blades have only given partially satisfactory results. This is due to the fact that the decrease in the friction work, obtained in the manner indicated, is again canceled out due to the fact that the oblique side surfaces of two neighboring partial blades form an angle, opening towards the walking field., In where the peeled charcoal is compressed, which requires additional work.
In the context of the new process, these drawbacks are eliminated thanks to the new design of the planer. The description of the new process as well as the description of the new shape of the planer will be found below, given in connection with an exemplary embodiment which is shown in the figures.
Figure 1 shows an elevational view of the plane, seen from the coal wall.
Figure 2 gives a plan view of the device, engaged in the coal wall.
FIG. 3 gives a sectional view showing in particular the operation of the apparatus.
On the base.La of the planer is arranged a base b which can turn, in the ordinary way, a few degrees. The two side ends of this plinth are each extended by a .0 wedge-shaped blade which is directed into the coal wall about halfway up the power of the layer. The corner has the shape of a pyramid with unequal faces (in the exemplary embodiment, it is a pyramid with four faces) whose axis is inclined in the horizontal plane and forms a small angle by relative to the cutting face, in the direction of travel of the plane. The diagonals of the pyramid are placed horizontally and vertically, so that the charcoal is attacked by two chest surfaces at a certain angle to the roof and to the base of the bed.
It follows that there is no compression of the carbon ... but on the contrary the carbon which is not seized by the blade or wedge already undergoes a beginning of separation or is broken due to its bond. with the coal separated by the corner.
After the blade is divided, by its wedge action, the coal wall in its area which is, most of the time, loosened, the portion of coal which remained towards the base of the layer is attacked by a second blade d wedge shaped that moves to the bottom of the layer. This portion of coal is thus raised and separated.
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The second blade has symmetrical ends. In the example of embodiment shown., This second blade has the plane of symmetry of the plane of symmetry of the plane and it is designed so that it acts in both directions of travel of the plane. plane, that is to say separates the coal divided by the wedge c and lifts it in the free space between the two wedges c, on the side of the plane facing the coal wall.
Instead of appearing in the manner shown in the drawing the two corners forming the member d can also be separated from each other and arranged at a certain distance from each other, so that they are then, respectively to the left and to the right, at the foot of the base which carries the prismatic plate. The purpose of this arrangement is to allow the coal to be discharged into the armored transporter, if any, immediately after it has been cut.
In either case, it is possible, thanks to this arrangement and to the shape of the two blades c and d, to peel a profile much larger than that which corresponds to the surface crossed by the two blades. mes (see figure 3). Part of the friction work is thus saved and the force required for pulling the plane is greatly reduced.
According to a particular characteristic of the invention, the blades have a shape such that the charcoal is subjected more to a wedge action than to a peeling action, since, as is known, the stresses required for coal separation are less in wedge action than in peel extraction. The shape and arrangement of the blades, which have been described above, provide the following advantages:
Due to the strong wedge action of blade d (or blades d) between the base of the bed and the charcoal? the planer is prevented from having a tendency to climb, this action is further reinforced by the pressure exerted by the coal which, possibly, during the preceding stroke, has not been separated from the roof.
Following the representation of Figure 3, this coal presses on the upper chest surface of the blade which makes it jump. If it happens, under particularly unfavorable conditions, that the plane still has a tendency to climb3, an additional pressure component can be applied to it by giving the upper chest area of the blade a value greater than that of the lower poi- trail surface of this blade is the case with the representation of the drawing.
The measurement indicated (wedge-shaped blade and action of the charcoal which remained on the roof after the previous stroke), on the other hand, prevents any overturning of the plane. There is therefore no longer any need to use the supports which were hitherto required below the transport unit, which has the effect not only of further reducing the pulling force, but also of sim- considerably increase the operation of the plane.
Further, the blade d or blades d have, in the direction towards the coal wall, a height and a width which are somewhat greater than their height and width in the vicinity of the plane itself. In this way it is achieved that the plane receives a component of the direction of movement in the coal wall. As a result, the freely moving end of the plane is not separated from the coal, which eliminates the lateral pressure against the transport unit.
Using the fact that the blade ± 1 due to its oblique engagement has a strong tendency to penetrate the coal wall, we can arrive, by giving the blade a suitable shape, when it comes to coal good hard and short-element light transport unit until the ra- bot pushes the transport unit forward along the coal wall and therefore eliminates the return cylinders that were needed until now. The advancement of the transport machine can be further facilitated along the coal wall by providing said transport machine, on its underside, with large-diameter flooded rollers, placed at intervals which are not too large. large and whose axes are not
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rallies to the direction of transport.
In the case of this embodiment of the planer, it is however essential, in order for the planer to move the transport vehicle forward that the point of application of the force exerted by the pulling means is relegated far. forward of the tip of the blade and is at a stationary point on the plane in a horizontal direction. To prevent the plane from having a too large rigid length in the vertical direction, each side of the plane has been provided, as shown in Figure 2, an arrow e which is fixed to the plane by means of an articulation 1 being able to turn around a horizontal axis o The drawing means attacks these arrows.
When the pulling means is attached to the arrows e, the plane can of course only be moved to the extraction site over a distance from which the length of the arrow must be deduced, which would therefore lead to an undesirable increase in length. from the planer garage. But this difficulty can be overcome by fixing the drawing means not only at the end point of the arrow, but also at the base of the plane itself. It is then possible, when the plane occupies the position in which the arrow has come against the control, detach the pulling means of the arrow. 2 and bring the planer, directly attached to the pulling means, to the immediate vicinity of the control .
The pulling means must be placed below the boom in such a way that the latter can be introduced, beyond the control, into the main- tenance and, possibly, into the gallery. In this way, there is no need to provide a planer garage having dimensions greater than those given to it up to now and, moreover, there is no need to fear that the planer, at this place comes out of coal because the boom is no longer used, since it is prevented from doing so by the controls which are anchored to the ends of the maintenage.
As the planer according to the invention no longer escapes from the coal but, on the contrary, has a tendency to penetrate its mass, it is necessary to prevent it, by an appropriate guide device, 'to penetrate it too deeply. Due to the relatively large construction height of the plane and the elimination of supports below the transport unit, this guide should be made in two places which are at different heights. This guidance is provided on the one hand by a guide edge g of the foundation. 2: which slides along the base of the layer and along the coal wall and, on the other hand, by a slider h provided in the free surface of the blade c.
This shoe can be adjusted by means of a threaded rod 1, which is accessed from the side of the plane furthest from the coal wall. This threaded rod is used to adjust, by modifying the angle, the penetration of the blade c.
When, in spite of this double guidance, the plane still tends to penetrate more into the coal wall, it is kept at a constant distance by the pad j provided on the arrow e and it cannot penetrate deeper into the coal.
Of course, the invention is not limited to the embodiments which have been described above in detail and which are shown in the figures. It is possible, on the contrary, to make numerous modifications to them, without for all that abandoning the original ideas of the invention.
CLAIMS.
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