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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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