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EXTRACTION DU CHARBON OU AUTRES MATIERES.
La présente invention concerne un procédé et un appareil d'extrac- tion du charbon ou autres matières d'une mine ou autre front de taille.
Le procédé selon l'invention consiste à cet effet à tailler la matière du front de taille au moyen d'une haveuse mobile, actionnée par une source de puissance, à introduire la matière taillée dans un conduit ou canalisation se déplaçant avec la haveuse pendant la taille, et à faire avancer mécaniquement la matière provenant de la haveuse, le long* dudit conduit ou canalisation, jusqu'à ce qu'elle atteigne l'extrémité de déchargement de ce dernier. On peut communiquer à la canalisation un mouvement de rotation de façon à faire avancer la matière, et on peut l'allonger de façon à maintenir sensiblement fixe son extrémité de déchargement.
L'appareil selon l'invention comprend une haveuse mobile, actionnée par une source de puissance, un conduit ou canalisation relié à la haveur se, un dispositif permettant d'y introduire la matière taillée par la haveu- se, un dispositif permettant de déplacer le conduit ou canalisation avec la haveuse pendant la taille, et un dispositif permettant de faire avancer mécaniquement la matière provenant de la haveuse, le long du conduit ou canalisation, jusqu'à son extrémité de déchargement. La paroi intérieure du conduit ou canalisation présente de préférence une série hélicoïdale ou analogue de nervures ou de rainures, et un dispositif fait tourner le conduit ou-cana- lisation autour de son axe longitudinal afin d'y faire avancer la matière.
De préférence également, la haveuse comprend une chaîne de taille mobile sans fin, sous la forme d'une boucle fermée disposée dans un plan transversal à l'axe longitudinal de la haveuse. Celle-ci est renfermée dans, ou disposée à proximité d'une goulotte en forme d'entonnoir qui rassemble la matière taillée et la conduit dans la canalisation. Celle-ci peut être formée d'un certain nombre de tronçons de tuyau reliés de façon amovible et dont chacun
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est monté de façon à pouvoir tourner sur un support destiné à se déplacer sur le plancher de la galerie.
On va décrire maintenant plus en détail l'invention en tant qu'appliquée à l'extraction du charbon, étant entendu qu'elle peut également être appliquée à l'extraction d'autres matières.
Aux dessins annexés : la fig. 1 est une coupe longitudinale de la haveuse, la fig. 2 est une vue de détail de face de la haveuse, les figs. 3 et 4 sont des coupes longitudinales de tronçons de tuyau; la fig. 5 est une coupe transversale d'un tronçon de tuyau, la fig. 6 est une coupe longitudinale d'une unité motrice comportant deux séries de tuyaux télescopiques, la fig. 7 est une coupe longitudinale montrant l'assemblage et le mode de mise en oeuvre de l'appareil, et les figs. 8 et 9 sont des vues de détail.
Sur la fig. 1, une tête de commande est montée sur une plaque d'embase rectangulaire 10 qui peut glisser sur le plancher d'un grand front aligné et présente à son extrémité antérieure une haveuse comportant un bâti 11 ou guide de chaine, monté sur la plaque d'embase de façon à supporter et guider une chaine de taille mobile 12 La chaîne a la forme d'une boucle plate à peu près rectangulaire, bien qu'on puisse adopter toute autre forme de boucle selon la hauteur du front de taille, la disposition étant de préférence telle qu'elle permet de tailler le front de taille sensiblement sur toute sa hauteur.
La chaîne 12 présente des pointes 13 et elle est entraînée par un pignon à chaîne 14 monté sur un arbre 16 portant à son extrémité antérieure une barre de forage ou fleuret de mine 15 qui fait saillie de manière à pénétrer dans le charbon avant la chaine 12. Le fleuret 15 permet de maintenir la tête de commande en position horizontale et constitue pour celle-ci un moyen de guidage. Pour aider le fleuret dans son fonctionnement, la tête de commande comporte des patins stabilisateurs 17 disposés en des points espacés le long de sa face intérieure et venant au contact du toit.
Un court tuyau 18 disposé suivant le même axe que la haveuse sur la tête de commande et derrière le châssis 11 de la chaîne, sert à recevoir le charbon découpé du front de taille. Ce tuyau 18 peut tourner autour de son axe longitudinal dans de longs paliers à rouleaux montés dans une enveloppe 19 sur la plaque de base 10 et, vers son extrémité postérieure, il porte une roue dentée extérieure 20 qui engrène avec un pignon 21 calé sur l'arbre 16
Le tuyau 18 est entrainé en rotation par l'unité motrice décrite ci-après.
Il reçoit le charbon d'une goulotte 22 en forme d'entonnoir recou-- vrant la chaîne sur son côté postérieur et qui peut se prolonger en avant du châssis 11, comme représenté en pointillés, de façon à empêcher la projection latérale du charbon taillée La large extrémité d'entrée de la goulotte 22 est adjacente à la chaîne 12 et se prolonge légèrement au-delà vers l'extérieur,par rapport à elle.
L'extrémité postérieure de la goulotte 22 est cylindrique et pénètre sur une courte distance dans le tuyau 18, dont la surface intérieure est rainurée intérieurement ou présente des éléments 23 hélicoïdaux ou analogues (par exemple des nervures), de sorte que lorsque le tuyau tourne, le charbon taillé fourni par la goulotte 22 est acheminé vers l'arrière le long du tuyau 18, vers une canalisation formée d'une série de tronçons de tuyau rotatifs 24, reliés entre eux de façon amovible (figs. 3 et 4), dont chacun a une forme analogue à celle du tuyau 18 et présente des rainures ou autres éléments hélicoïdaux sur sa paroi intérieure. L'ensemble de la canalisation se déplace vers l'avant en même temps que la tête de commande.
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Afin de pouvoir relier les uns aux autres et au tuyau 18 les tronçons de tuyau 24, leurs extrémités et l'extrémité postérieure dû tuyau 18 peuvent être munies de brides dans lesquelles on peut insérer des boulons (fig. 3) de façon à assurer une liaison rigide. On peut toutefois avoir re-
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cours à d'autres moyens d'accouplement, tels que du type à filetage (fig-. -4:)"; obtenus en filetant intérieurement et extérieurement les extrémités en regard des tuyavx ±µ et l'extrémité postérieure du tuyau 18. Les raccords peuvent également être du type dit instantané.
De même, dans des cas appropriés, on peut avoir recours à un raccord du type dit à joint universel, de façon à permettre de modifier l'orientation de la canalisation formée des tronçons
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de tuyau gà et du tuyau de tête 18. Chaque tronçon de tuyau 24. est monté sur un chariot 2 ௠' à rouleau, comprenant un rouleau 22. portant sur le plan- cher de la galerie de façon à faciliter le mouvement de la canalisation.
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Chaque chariot 6i comprend également des rouleaux 2. (fig. 5) permettant à la canalisation de tourner autour de son axe longitudinal. Selon une va- 'riante, les rouleaux 26 peuvent être fixés sur la paroi extérieure des tron- gons de tuyau.
La rotation des tuyaux 18 et 24 a lieu sous la commande d'une unité motrice (fig. 6) disposée à l'extrémité de déchargement et comprenant
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un moteur z et des engrenages de démultiplication z, 3g et 3.1, communiquant à l'ensemble de la canalisation un mouvement de rotation de la vitesse désirée. L'unité motrice comprend également deux paires de tuyaux télescôpi
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ques 34. 36 et 5. 37. de même diamètre que les tronçons de tuyau 2±, un " tuyau (34 ou 35) de chaque paire pouvant coulisser à l'intérieur de l'autre tuyau (3.6. ou 37) de façon à permettre de maintenir fixe le point de déchargement au fur et à mesure de Y'avance du front de taille.
L'entraînement de la canalisation a lieu par l'intermédiaire de celui des tuyaux 34 ou 35 qui est accouplé au tronçon du tuyau extrême 24 de la canalisation. Tous
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les tuyaux 34. 35. 36. et z sont pourvus de cannelures, de nervures hélicoï- dales ou analogues sur leur paroi intérieure de façon à provoquer l'avance . du charbon le long des tuyaux tandis qu'on leur communique un mouvement de
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rotation. Les tuyaux jet et 3.5.. sont filetés de façon à pouvoir être raccordés aux tronçons de tuyau 24 (fig. 4) .
La fig. 7 représente une variante d'unité motrice dans laquelle un moteur 3Q entraîne, par l'intermédiaire d'une boi-
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te de vitesse 31, d'une vis sans fin 32. et d'un pignon hélicoïdal 31, un tuyau 34 disposé de façon à pouvoir coulisser dans un tuyau 36. Le tuyau 34 présente une bride permettant de le raccorder aux tronçons de tuyau 24, comme représenté sur la fig. 3.
Dans la variante réprésentée sur la fige 8 et qui convient lors-
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que la canalisation est très longue, des moteurs supplémentaires 30A. 30B. entraînée individuellement ou en synchronisme et combinés avec tout type simple de raccord des tuyaux, peuvent être prévus en des points espacés le
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long de la conduite et être reliés aux tronçons de tuyau gïpar l'intermédiaire de boites de vitesses 50 A. 51A et 5 PB et 78. en vue de communiquer à la canalisation un mouvement de rotation autour de son axe.
Ou bien, comme
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représenté sur la fig. 9 dans le cas où un élément fixe de raccord 52¯.. en forme de T ou de coude, est intercalé dans la série des tronçons de tuyau afin de permettre un changement de direction, ou un branchement, de l'écoulement du: charbon, il convient d'avoir recours à des unités motrices séparées pour faire tourner les diverses'parties rotatives de la canalisation
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24A. 4B. 6itC, autour de leurs axes longitudinaux, avec interposition de paliers 12. Un avantage de l'unité motrice comprenant la paire de conduits télescopiques , et 35. 31. est que, tout en assurant un point de décharge- ment fixe, elle facilite également l'allongement de la canalisation par l'insertion de tronçons de tuyau supplémentaires.
On peut incorporer dans une telle unité motrice des dispositifs à cet effet et en vue d'incorporer automatiquement les tronçons de tuyau supplémentaires dans la canalisation, sous la commande de moyens convenables, décrits ci-après, et qu'on peut agencer de manière à pouvoir les déplacer facilement à volonté sur le plancher de la galerie. L'unité motrice peut, comme représenté sur les fi,gs. 6 et 7, comporter un dispositif à commande
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mécanique ou hydraulique en vue de pouvoir faire coulisser le tuyau intérieur 34 à l'intérieur de son tuyau correspondant, dans la direction voulue, lors de l'insertion d'un tronçon de tuyau supplémentaire 24, et de même lorsqu'on enlève un tel tronçon dans le but de raccourcir la canalisation.
L'unité peut également comporter des moyens permettant de retirer des tronçons de tuyau de la canalisation et de les incorporer dans une nouvelle canalisation en cours de pose pour fonctionner sur un nouveau front de taille.
On peut déplacer vers l'avant la tête de commande par une préssion mécanique ou hydraulique appliquée à partir de la ou des unités motrices. On peut utiliser à cet effet le même moyen que celui utilisé pour déplacer l'élément mobile de tuyau télescopique, des tronçons de tuyau supplémentaires étant ajoutés entre l'unité motrice et la tête de commande tandis qu'on fait avancer cette dernière. Pour absorber la poussée résultant de l'avance de la tête de commandeon dispose entre le tuyau 18 et l'enveloppe 19 du palier à rouleau une couronne de poussée 38. Les figs. 6 et 7 représentent un dispositif hydraulique d'avance et de recul de la canalisation et de la tête de commande. Des pistons 39 sont disposés dans des cylindres hydrauliques 40 dans lesquels on admet un fluide comprimé de façon à pousser les pistons vers l'arrière ou vers l'avant.
Les pistons 39 sont reliés aux tuyaux 34, 35 par l'intermédiaire de colliers, de sorte que les tuyaux peuvent être animés d'un mouvement axial pendant leur rotation.
Dans le fonctionnement de l'appareil représenté sur la fig. 7, la tête de commande fonctionne en bout. Elle est amenée en position de mise en route de l'opération de taille sur la partie P de la face qui est perpendiculaire à la direction R du front aligné. Il convient de pratiquer une amorce rectangulaire pour la tête de commande à l'extrémité de la face qui est dirigée vers le puits, A ce moment, le tuyau télescopique 34 de l'unité motrice peut être accouplé directement au tuyau 18 de la tête de commande. gelle-ci en fonctionnant fait tourner la canalisation autour de son axe, à la vitesse désirée, la roue dentée extérieure 20 calée sur le tuyau 18 entrai nant le pignon 21 calé sur l'arbre 16 du pignon de la chaîne de taille, en actionnant ainsi la chaîne en vue de tailler le front de taille.
Le charbon taillé est fourni par la boucle de la haveuse dans la goulotte 22 qui le guide dans le tuyau rotatif 18, à partir duquel il est acheminé le long de la canalisation vers le point fixe de déchargement, à l'endroit de l'emplacement de l'unité motrice, sous l'action de vis qui lui est communiquée par les nervures hélicoïdales 23 formées sur la paroi intérieure des tronçons de tuyau 24.
A mesure que la taille s'avance, on actionne le dispositif hydraulique 39, 40 de l'unité motrice pour faire avancer la canalisation et par suite la tête de commande de façon correspondante, et lorsque cette avance a atteint une longueur égale à celle de l'avance du tuyau télescopique de l'unité motrice, on interrompt l'entraînement de la canalisation, démonte et retire le tuyau télescopique et intercale dans la canalisation un tronçon de tuyau 24 supplémentaire avant de remettre en route, et ainsi de suite au fur et à mesure de l'avance du travail. Les divers tuyaux 24 se déplacent facilement sur le plancher de la galerie sur leurs chariots à rouleau, à mesure que la canalisation avance.
Lorsqu'on a terminé de travailler sur le front de taille, on recule la tête de commande à partir de l'extrémité du front de taille dans la direction du chantier et l'on recommence le travail sur un nouveau front de taille. On peut facilement enlever les tuyaux 24 de l'ancienne canalisation, du fait de l'agencement prévu à cet effet dans l'unité motrice, et les intercaler dans la nouvelle canalisation, suivant les besoins. Pendant toute la durée de l'opération de la taille, le fleuret 15 solidaire de la chaîne ou de son arbre exerce le contrôle déjà décrit.
Le bâti 11 peut être rendu pivotant dans des plans verticaux parallèles à l'axe longitudinal de la haveuse,,de façon à pouvoir réduire la hauteur de cette dernière, et il peut fonctionner dans une position angulaire fixe à une hauteur ainsi réduite. Le bâti peut également être réglable ou rétractile dans son propre plan; par exemple, on peut faire varier la longueur ou la largeur de la boucle de la chaîne de taille en constituant le bâti d'un certain nombre de parties 56 réunies entre elles.
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Pour incorporer automatiquemènt un nouveau trongon de tuyau dans la canalisation,on le maintient momentanément sur une rampe au moyen de bu- tées qu'on peut abaisser pour permettre à ce tronçon de rouler vers une posi- tion dans laquelle il est fixé sur la canalisation par une deuxième série de butées, destinées à fonctionner lors de l'effacement de la première série de butées.
On peut desserrer un collier rotatif de serrage, vissé sur la cana- lisation,en inversant le sens de la rotation du moteur 30 de façon à déviéser le collier;, effacer la première série de butées afin de permettre au nou- veau tuyau de rouler en position et d'y être maintenu par la deuxième série de butées, insérer le tuyau dans la canalisation au moyen d'un vérin hydrau- lique, puis remettre en route le moteur dans le sens direct de rotation afin de serrer le collier sur le tuyau nouvellement inséré dans la canalisation.
Au lieu d'acheminer le charbon le long d'une canalisation de grande longueur, on peut faire en sorte que le tuyau 18 décharge le charbon sur un transporteur à courroie ou à raclettes disposé le long du front de taille.
On peut alors utiliser la tête de commande seule, comportant la chaîne de taille et le tuyau rotatif 18, à titre de machine d'extraction du charbon à partir d'un front de taille, à condition de prévoir des moyens destinés à lui permettre de fonctionner tandis que la taille progresse. Le moteur de commande de la rotation des tuyaux peut être monté sur l'embase de la tête de commande de façon à entrainer les tuyaux à partir de leur extrémité avant au lieu de leur extrémité arrière. A cet effet, on peut quelque peu agrandir l'embase 10 de la fig. 1 et monter le moteur 30 sur cette embase, où il peut commander une roue dentée en prise avec la roue dentée 20.
De même, 1'unité de transport peut être composée de tuyaux 24 et 1'on peut utiliser une unité motrice de fagon distincte de la tête de ocmmande, par exemple lorsqu'on désire transporter le charbon en sous-sol ou l'amener au-dessus du sol à partir d'un front de taille ou d'un dépôt. On peut dans ce cas prévoir une forme convenable de goulotte ou trémie en vue de décharger dans la canalisation le charbon à transporter.
On peut également utiliser l'appareil décrit à d'autres buts que la taille et (ou) le transport du charbon,par exemple en vue de fouiller des minerais ou autres matières à partir d'un front de taille et (ou) de les transporter vers un point désiré de réception,,
L'appareil décrit convient pour fonctionner dans des veines minces de charbon, bien qu'il puisse être utilisé dans des veines de n'importe quelle épaisseur,et il permet de tailler le charbon et de le transporter à partir du front de taille en diminuant considérablement la formation de poussière. Il simplifie également le problème de support du toit, et le prix de l'appareil,ainsi que la main-d'oeuvre qu'il exige, peuvent se comparer favorablement à ceux des systèmes connus.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée à l'exemple particulier décrit et que des variantes sont possibles, tout en restant dans le cadre de 111 invention, exemple, on pourrait commander la chaîne de taille par un pignon de chaine horizontal en prise avec le brin supérieur ou inférieur de la chaine. On peut ouvrir la partie supérieure de la goulotte 22 de façon à lui permettre de recevoir des déblais en provenance du brin supérieur de la chaîne.
On peut incorporer dans la tête de commande ou la goulotte un appareil concasseur ou broyeur afin de concasser des amas de charbon ou autre matière, et l'on peut prolonger dans la goulotte Mallette 28 ou autre élément hélicoïdale en vue de faciliter le mouvement de la matière..On peut également appliquer l'invention à l'extraction du charbon ou autre matière en fonçant des tunnels, chambres ou galeries dans la matière, par exemple radialement à partir d'un point donné ou parallèlement entre des points espacés, et l'expression "front de taille" utilisée ici doit s'entendre comme s'appliquant au cas ou le front de taille est constitué par l'endroit attaqué dans une opération de ce genre.
Le procédé peut s'appliquer au cas concernant l'extrac- tion ou le transport séparés de la matièreou à celui comportant la combinaison de l'extraction et du transport
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L'invention supplique également à l'extraction à ciel'ouvert.