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L'invention concerne un procédé pour la construction d'un revé- tement dans un puits de mine rempli d'un liquide dense, dans lequel procédé le revêtement muni d'un fond est amené dans le puits et est descendu, à l'état flottant, jusqu'au fond du puits, en allongeant le revêtement à sa partie supérieure et en l'alourdissant éventuellement par l'introduction d'un li- quide, le revêtement étant ensuite relié au fond du puits par cimentage ou par un mode de liaison analogue, comme décrit dans le brevet belge n 449.982
Pour creuser des puits profonds, on préfère forer à l'aide d'un liquide dense plutôt que d'opérer le forage dans des morts-terrains conge- lés d'avance parce que, lorsqu'on applique le procédé mentionné en dernier lieu, il est extrêmement difficile d'obtenir, à plus grande profondeur,
un mur congelé fermé présentant une solidité suffisante autour du puits projeté
De plus, le procédé de forage par un liquide dense présente l'avantage de permettre un établissement très simple du revêtement.
Les forces agissant sur le revêtement augmentent avec la profon- deur du puits. A cela s'ajoute que, dans les puits profonds, il faut procé- der à l'abattage du massif de protection, si on ne veut pas qu'une trop gran- de partie des minéraux ouverts par le puits soit laissée inexploitée.
Ceci entra!ne des sollicitations supplémentaires du revêtement du puits, en sorte qu'il est nécessaire, tout au moins à une plus grande profondeur, que la paroi du revêtement soit plus épaisse. Cependant le poids du revêtement peut devenir trop grand pour le faire flotter dans le puits, en sorte qu'à de plus grandes profondeurs le procédé de forage par liquide dense se heurte à des difficultés.
L'invention a pour objet un procédé pour revêtir des puits de mine, ce procédé permettant de descendre le revêtement, même en cas de gran- des profondeurs, dans un puits creusé selon le procédé de forage par liquide dense: Dans le procédé suivant l'invention, on est parti du principe selon lequel, pendant la descente du revêtement, celui-ci ne doit absorber que la pression hydrostatique du liquide dans le puits, laquelle pression est considérablement inférieure aux pressions du terrain se produisant à la suite de l'abattage des minéraux ouverts.
Selon l'invention, on descend d'abord dans le puits un revêtement à paroi relativement mince dont l'épaisseur est telle que le revêtement ait une flottabilité suffisante et supporte la pression hydrostatique rencontrée dans le puits, après quoi, le revêtement étant relié au fond du puits l'épaisseur de la paroi du revêtement est augmentée par la construction d'un revêtement intérieur, de façon à pouvoir résister aux pressions attendues du terrain.
Quand le revêtement extérieur est construit en béton armé, une bonne liaison entre le revêtement descendu dans le puits et le revêtement intérieur construit plus tard contre ce revêtement est obtenue, conformément à l'invention, en munissant le premier revêtement de barres d'armature qui font saillie vers l'intérieur par rapport à la paroi du revêtement, de façon que ces barres s'introduisent dans le revêtement intérieur. Lors de la construction du revêtement intérieur, les barres d'armature de ce revêtement peuvent être suspendues aux dites barres, faisant saillie vers l'intérieur, du revêtement extérieur.
Lorsque la base du revêtement est fixée dans le carbonifère, le liquide du puits est déplacé par le procédé courant en amenant de la matière de remplissage entre la paroi du puits et le revêtement, de façon que le revêtement soit en contact, sur toute sa longueur, avec les morts-terrains.
Dans le procédé selon l'invention, ceci est difficile,parce que le revêtement peut alors être soumis à des sollicitations imprévues que le revêtement extérieur relativement mince ne peut pas supporter. Si le revêtement intérieur est construit sans plus, il se peut, après enlèvement du liquide hors du revêtement extérieur, que la flottabilité du revêtement soit augmentée de façon telle que, sous l'effet de la pression exercée par le liquide qui s'est infiltré sous le fond du revêtement à cause du manque d'étan-
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chéité de la liaison entre la base du revêtement et le fond du puits, la liaison entre la base du revêtement et la paroi du puits soit interrompae, de sorte que le revêtement flotte.
Suivant l'invention, lorsque le revêtement descendu dans le puits est relié au fond du puits, le fond du revêtement est perforé ou un orifice obturable ménagé dans ledit fond est ouvert, tandis que le liquide s'écoulant par cet orifice est évacué par pompage. Le liquide pénétrant par les parties non étanches dans la liaison cimentée et dont la quantité est naturellement assez faible, jouit alors d'une possibilité de détente, en sorte qu'en dessous du fond du revêtement, il ne pourra pas s'établir des pressions tellement élevées que la liaison soit interrompue et que le revêtement flotte.
Ce n'est qu'après le montage du revêtement intérieur que le liquide dense se trouvant dans le puits est déplacé de façon connue en soi, par introduction d'une matière de remplissage, telle que par exemple du béton, de l'argile ou des bitumes, entre le revêtement et la paroi du puits.-
L'invention sera expliquée davantage ci-après, en se référant à l'exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un puit pendant le montage du revêtement extérieur; - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un puits dans lequel le revêtement extérieur est terminé; - la figure 3 est une coupe longitudinale d'un puits entièrement revota, et - la figure 4 est, à plus grande échelle, une coupe de la paroi du revêtement.
Dans les morts-terrains aquifères (1) présentant une grande épaisseur, on a foré un puits 2 par la méthode de forage, l'écroulement de la paroi du puits pendant le forage étant évité en maintenant le puits rempli d'un liquide d'un poids spécifique suffisamment élevé, par exemple d'une suspension d'argile. Le puits est foré jusque dans le carbonifère 3. Dans le puits rempli de liquide, on descend un revêtement de béton armé qui est fermé par un fond 5. L'épaisseur de la paroi du revêtement est telle que le revêtement flotte sur le liquide dans le puits et soit assez solide pour résister à la pression hydrostatique régnant dans le puits. L'épaisseur de la paroi du revêtement peut diminuer vers le haut, puisque la pression hydrostatique est plus faible à un niveau plus élevé.
A sa partie supérieure, le revêtement est allongé en coulant du béton dans un coffrage, par exemple de la manièrè décrite dans le brevet belge n 449.982, tandis que par le tube 6 on introduit ensuite du liquide 7 à l'intérieur du revêtement, pour faire descendre celui-ci régulièrement dans le puits.
Lorsque le revêtement 4 est descendu jusqu'au fond du puits, la base du revêtement est ancrée en 8 dans la roche 3, en introduisant du ciment par des tubes de descente entre le revêtement et la paroi du puits. Ensuite la soupape d'arrêt 9 réglable à distance et fermant un orifice 10 ménagé dans le fond du revêtement; est ouverte en sorte qu'en dessous de ce fond, il ne peut régner aucune pression de liquide et que le liquide pénétrant éventuellement par la liaison en ciment 8 peut être évacué. Le liquide 7 se trouvant à l'intérieur du revêtement et le liquide s'y écoulant par l'orifice 10 sont évacués par pompage.
On peut alors construire le revêtement intérieur 11, qui est coulé contre le revêtement extérieur et dont l'épaisseur est telle que l'épaisseur totale de la paroi soit suffisante pour résister aux pressions attendues du terrain. Le revêtement extérieur est muni d'une armature 12 et de barres d'armature 13 qui, pendant la coulée du revêtement extérieur, s'étendent, parallèlement à la paroi du revêtement, à la surface du béton, comme
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Indiqué en traits interrompus à la figure 4; pour le montage du revêtement intérieur, ces barres sont redressées de façon à réaliser une bonne liaison entre les deux revêtements. Au surplus,les barres 13 peuvent servir en même temps pour la suspension de l'armature 14 du revêtement intérieur.
Après le montage du revêtement intérieur, dont l'épaisseur de paroi augmentera généralement vers le bas, on amène une matière de remplis- sage, par exemple des bitumes 15, entre la paroi du puits et le revêtement extérieur 4, après quoi, le fond 5 peut être enlevé et le puits peut être creusé plus profondément dans la roche solide 3.
EIEMPLE DE REALISATION.-
Dans un puits d'une profondeur de 600 m, rempli d'une suspen- sion d'argile d'un poids spécifique de 1,2, on coule un revêtement de béton armé, dont le diamètre extérieur doit être de 8m et l'épaisseur de paroi près du fond de 1,5 m, compte tenu des pressions attendues du terrain.
Le poids spécifique moyen du béton armé étant de 2,5, le poids du revêtement par mètre courant est de # (82 - 52) x 2,5 = 76,6 tonnes.
4
La pression verticale que le revêtement rencontré dans le liquide est de # x 82 x 1,2 = 60,3 tonnes/m, de sorte qu'il n'est pas possible de monter
4 le revêtement de la manière habituelle.
On commence dès lors à monter un revêtement extérieur, dont la paroi a une épaisseur de 100 cm, dans le puits. Son poids est de ..Il-.
2 2 (8 - 6 ) x 2,5 = 55,0 tonnes/m" de sorte que ce revêtement flotte.
Au point le plus profond dans le puits, il règne une pression hydrostatique de 600 x 1,2 = 720 kg/cm2. Le cuvelage étant vidé par pompage cette pression hydrostatique produira une tension de compression tangentiel- le de 280 kg/cm2 environ dans le béton armé, ce qui, pour du bon béton, est inférieur à la limite de rupture.
Ensuite, à une distance de 50 cm de la paroi intérieure, on monte le coffrage pour le revêtement intérieur, après quoi on y coule du béton, jusqu'à obtenir l'épaisseur de paroi voulue de 1,5 m.
REVENDICATIONS. l.- Procédé pour la construction d'un revêtement dans un puits de mine rempli d'une liquide dense, dans lequel procédé le revêtement muni d'un fond est amené dans le puits et est descendu, à l'état flottant, jus- qu'au fond du puits, en l'allongeant et, éventuellement, en l'alourdissant par introduction de liquide, le revêtement étant relié au fond du puits par cimentage ou par un mode de liaison analogue, caractérisé en ce qu'un revêtement à paroi relativement mince dont l'épaisseur est telle que le revêtement ait une flottabilité suffisante et puisse résister à la paroi hydrostatique à surmonter dans le puits, est d'abord descendu dans le puits après quoil ledit revêtement étant relié au fond du puits, l'épaisseur de la paroi du revêtement est augmentée par la construction d'un revêtement intérieur,
jusqu'à ce que le revêtement puisse résister aux pression atten- dues du terrain.