<Desc/Clms Page number 1>
@ Dans les mines ou dans les installations comportant des galeries 'ou couloirs s'étendant d'une manière analogue, la construction des dispositifs ; de soutènement à établir aux embranchements et croisements de ces galeries ou @ couloirs présente des difficultés particulières.
Non seulement on veut obtenir une section de passage libre aussi grande que possible et dont la hauteur reste sensiblement constante pour les différents passages, mais la charpente doit tire aussi simple que possible et on exige, en même temps, qu'elle puisse supporter une charge élevée, en ayant une élasticité suffisante, d'autant plus
<Desc/Clms Page number 2>
que, pour des travaux miniers, il est très rare qu'on puisse compter sur des roches dont le mouvement a complètement cessé pour permettre l'utilisation d'un soutènement rigide ou d'un muraillement.
Il est connu de se servir, pour des embranchements, des croisements, ou des fourches de galeries ou couloirs de mines, d'une charpente dont les cintres sont constitues, tout au moins, par des profilés laminés reliés entre eux et reposant directement sur le sol. Pour des soutènements de ce genre, on a constaté qu'il est particulièrement avantageux de se servir de cintres formés par des profilés ou fers Zorès avec ailes latérales et emboîtables les uns dans les autres, ces profilés ayant des sections transversales égales ou sensiblement égales.
Comme les éléments de soutènement, qui se trouvent à proximité de l'embranchement ou du croisement, sont constituée par des tronçons de profilés différents de ceux utilisés pour le soutènement normal et, comme ils doivent par conséquent être placés et reliés entre eux d'une manière particulière, on désigne ci-dessous cette partie du soutènement comme étant une "charpente de soutènement" à laquelle sontmccordés les soutènementsordinaires établis dans les galeries ou couloirs.
L'invention a pour but de perfectionner les charpentes de soutène- ment de ce genre qui reposent sur le sol de la galerie et sont constituées par des profilés laminés, plus spécialement des fers Zorès avec ailes latérales et emboîtables les unes dans les autres.
Une charpente de soutènement simple, qui a une force portante élevée et ne orée pas de diminution de la section transversale des passages, présente, conformément à l'invention, la combinaison des caractéristiques suivantes : a) la charpente comporte, aux endroits où aboutissent les galeries à relier entre elles, des cintres de raccordement établis à proximité de la limite entre l'espace de croisement ou d'embranchement et le début de ces galeries, ces cintres étant parallèles aux cadres de soutènement des galeries et étant reliés entre eux et maintenus à l'éoartement voulu par des poutres reoti- lignes rigides placées le long du toit des galeries et aboutissant à une couronne de faite établie à peu près au point d'intersection des axes de celles-ci;
b) entre la couronne de faite et à peu près au milieu de la distance entre les points d'appui des parties inférieures voisines de deux cintres de
<Desc/Clms Page number 3>
raccordement, qui se trouvent d'un même coté de la galerie ou de la charpente, sont établis des demi-cintres constitués en plusieurs pièces;
c) parallèlement aux cintres de raccordement sont établis, entre chacun de ceux-ci et la couronne, un ou plusieurs cintres intermédiaires ou cintres de faîte qui sont guides, au faite, par les poutres établies entre la couronne et les cintres de raccordement et sont empêchés de basculer latérale- ment tout en étant soutenus, aux extrémités dirigées vers les sections transver- sales ouvertes des galeries aboutissant au croisement ou à l'embranchement, par des manchons d'appui ou analogues montés sur les segments inférieurs des demi- cintres placés obliquement par rapport aux axes longitudinaux des galeries.
Le principe fondamental de cette charpente de soutènement peut'.être appliqué à un embranchement à angle droit et également à un croisement. Il est également possible d'appliquer cette disposition fondamentale des éléments de soutènement à des croisements ou fourches de galeries pour lesquels trois galeries, forment par exemple le même angle entre elles (environ 120 ). Les cintres de raccordement de cette charpente de soutènement forment, à peu près dans la direction des galeries qui se rencontrent en ce point, les limites externes de la charpente auxquelles on peut raccorder, sans difficulté, les cadres de soutènement établis dans les galeries.
Les demi-cintres, les cintres intermédiaires et les cintres de faite, établis d'une manière particulière entre les cintres de raccordement et reliés entre eux, constituent une voûte en forme de d8me, de sorte qu'on obtient, bien que les éléments soient constitués d'une manière simple, un pouvoir portant et une stabilité considétables de la charpente.
Il est également important que, malgré la disposition particulière des demi- cintres et des cintres intermédiaires et de faite, l'élasticité du soutènement soit assurée, les glissements relatifs, des segments serrés les uns contre les autres, qui sont nécessaires, se répartissent, en étant en substance en équili- bre, dans l'ensemble de la charpente. Cette compensation des charges et de l'élasticité, qui se fait dans la charpente, permet d'éviter, dans une large mesure, les surcharges locales et contribue précisément à l'obtention d'un soutènement relativement simple et par lequel des rétrécissements locaux des passages ne sont pas produits.
Tout en oonservant sa constitution fondamentale simple, le pouvoir portant de la charpente peut encore être amélioré en formant les demi-ointrea
<Desc/Clms Page number 4>
par des fers Zorès disposés par paires, tout au moins en ce qui concerne les segments inférieurs. La constitution double de l'ensemble du demi-cintre, plus particulièrement pour des embranchements unilatéraux, notamment pour le cintre qui se trouve en regard de la galerie latérale, est très avantageuse.
Dans tous les autres cas où les demi-cintres se rejoignent aux angles de la charpente, il suffit de doubler, tout au moins, les segments infé- rieurs car ceux-ci supportent essentiellement les cintres intermédiaires ou de faîte qui sont établis entre la couronne de faite et les cintres de raccordement en étant parallèles à ces derniers.
D'autres particularités constructives ayantageuses de la charpente de soutènement apparaîtront au cours de la description donnée ci-après de quelques modes de réalisation, cités à titre d'exemples, en se référant aux dessins ci-annexés.
La fig,l montre, en perspective, une charpente de soutènement pour un embranchement unilatéral.
Les figs. 2 et 3 montrent, respectivement en plan (à plus p-etite échelle) et en coupe suivant III-III fig. 2, la même charpente.
Les figs.4, 5 et 6 montrent, respectivement en vue de coté, en plan et en coupe suivant VI-VI fig.5, la couronne de faite de la charpente des fige.
2 et 3.
Les figs.7et 8 montrent, respectivement en plan et en élévation selon la flèche VIII fig.7, les supports avec les manchons d'appui pour soutenir les cintres de faite formant les cintres intermédiaires.
Les fige.9 et 10 montrent, respectivement en plan et en coupe suivant X-X fig.9 (à une échelle un peu plus grande), une charpente de soutènement pour un croisement de galeries.
Les figs.ll, 12 et 13 montrent, respectivement en élévation, en plan et en vue de coté, la couronne de faite de la charpente des figs.9 et 10.
La charpente de soutènement, montrée sur les figs.l à 3, est destinée à être placée dans une galerie à l'endroit où elle comporte un embranchement latéral qui fait, par exemple, un angle droit ou à peu près avec une galerie continue. A proximité de l'embranchement latéral, et plus exactement à l'endroit où des sections transversales des galeries, prolongées jusqu'à l'axe longitudinal de l'embranchement, se coupent, il se forme un espace qui nécessite un soutène-
<Desc/Clms Page number 5>
ment spécial.
La charpente, montrée sur les figs.l à 3 et destinée à l'embran- . chement latéral, est limitée, aux côtés orientés vers les endroits où se fait la communication avec les galeries,'par des cintres de raccordement 1,2 et 3 qui sont parallèles aux cadres de soutènement établis dans les.galeries et dont on voit seulement, sur la fig.l, un cintre 4 placé dans l'embranchement. Tous les cintres de raccordement 1, 2 et 3 sont formés par trois segments a, b et c.
Les extrémités voisines des segments sont emboîtées l'une dans l'autre et peuvent,,de la manière connue, coulisser l'une par rapport à l'autre en étant reliées entre elles par des dispositifs de serrage qui peuvent être.constitués par des étriers à boulons et des éclisses. La constitution des cintres de raccordement 1, 2 et 3 correspond à peu près à celle des cadres 4 placés dans les galeries qui comportent également deux segments inférieurs et un segment cintré soutenant le toit de la galerie.
Les cintres de raccordement 1, 2 et 3 sont reliés entre eux, aux toits des galeries, par des poutres 5,6 et 7, formées par des profilés en U ou
1 (fig. 2), dont les extrémités qui se trouvent du côté du point d'intersection des galeries, sont fixées à la face supérieure d'une couronne de faîte 8. La liaison, entre la couronne de faite et le support, a lieu par des boulons.
A proximité des extrémités des poutres sont prévues des encoches 9, dans la partie inférieure de ces poutres, dans lesquelles sont engagées les segments cintrés c des cintres de raccordement, de sorte que ces derniers sont maintenus à l'écartement voulu les uns par rapport aux autres et par rapport à la couronne de faite, @
Entre la couronne 8 et à peu près au milieu de l'écartement de points d'appui 10 qui se trouvent du même c8té de la galerie ou de la charpente des parties inférieures voisines a et b de deux cintres de raccordement sont placés des demi-cintres 11, 12 et 13 en plusieurs pièces. Pour cet embranche- ment, le demi-cintre 11 se trouve exactement en regard de la galerie raccordée entre les segments inférieurs a des cintres de raccordement 1 et 2.
Ce demi- cintre 11 est constitué par des profilés inférieurs d disposés par paires et par des profilés supérieurs: e disposés par paires. Les deux profilés de chaque paire, qui forment le segment supérieur et le segment inférieur, sont séparés l'un de l'autre par des pièces d'éoartement 14 (fig.3) ou de toute autre manière appropriée. De plus, les profilés des segments inférieurs d sont serrés l'un
<Desc/Clms Page number 6>
contre l'autre par des éléments 15 en forme d'-étrier. Les profilés supérieurs e et inférieurs d sont embottéa avec recouvrement les uns dans les autres et sont également reliés entre eux par des dispositifs 16 permettant un glissement relatif entre ces profilés.
Les demi-cintres 12 et 13 sont constitués d'une manière analogue et. comportent des profilés inférieurs f, disposés par paires et maintenus écartés l'un de l'autre par des pièces intermédiaires 14a tout en étant reliés entre eux par 'des étriers 15a. La partie supérieure des demi-cintres est constituée par le segment cintré h dont l'extrémité inférieure est guidée entre les profilés f de la partie inférieure du demi-cintre; Les segments f et h sont --reliés entre eu% par des étriers de serrage 16a. Le profilé extérieur des segments f, constitués par deux profilés, des demi-cintres 12 et 13, est plus long que le profilé intérieur. Sur ce prolongement 17 du profilé extérieur est monté un support 18, en forme de U, qui chevauche le segment supérieur h.
Ce support 18 est relié par des Aciers de'serrage 19 au prolongement 17. Le support 18 prend: appui sur la face terminale supérieure de profilé intérieur f (au coté des roches)., De cette manière,, il est possible que le segment cintrée, dans le cas de charges élevées,, puisse pénétrer plus profondément- entre les profilés 1 contre l'effet de la résistance de frottement produite dans les dispositifs de liaison avec serrage..
La couronne de faite 8 est constituée,. dans ce. cas, par deux plaques écartées l'une de l'autre et reliées entre elles par des boulons. Ces plaques peuvent être maintenues écartées l'une de l'autre par une pièce intermédiaire., Entre ces plaques sont fixés des éléments de liaison 20 constitués par des tronçons de fers Zorès., Ces éléments de liaison sont maintenus en place par des boulons ou par soudage. A ces éléments sont fixées les extrémités supérieures des segments cintrés h et e des demi-cintres-1-1,,12 et 13. Comme organes de fixa- tion 21, on peut utiliser également des étriers avec boulons et des éclisses.
Les éléments de liaison 20 sont disposés en étoile, comme bien visible sur la fig.5. Les extrémités des segments h et e sont engagées entre les deux plaques de la couronne de faite 8, de sorte que, malgré la constitution simple, on obtient une liaison résistant particulièrement à la flexion-à la couronne.
Comme les extrémités, des poutres 5,6 et 7 sont fixées sur la plaque supérieure de la couronne de faite, la fixation des éléments de liaison 20 entre les
<Desc/Clms Page number 7>
plaques n'est pas gênée. De plus, les poutres 7 reposent sur les cintres, de sorte que toutes les parties cintrées de la charpente, même celles qui seront décrites plus loin, peuvent être montées au même niveau au faite. L'emplacement des éléments de liaison 20 est, en outre, choisi de manière telle que chacun de leurs axes longitudinaux forme toujours à peu près la bissectrice d'un angle formé entre deux poutres voisines 5,6 et 6,7. L'élément de liaison, relié au demi-cintre 11, forme également la bissectrice de l'angle de 180 limité par les deux poutres 5 et 7.
Cet emplacement des éléments de raccordement et l'em- placement, qui en résulte, des demi-cintres 12 et 13 a pour effet que les seg- ments'inférieurs des cintres 12 et 13 se trouvent immédiatement devant ou entre les segments inférieurs des cintres de raccordement, ces segments étant placés l'un à côté de l'autre en un angle de la charpente. Ces'trois segments infé- rieurs, placés directement les uns à coté des autres, de deux cintres de rac- cordement et d'un demi-cintre, peuvent être reliés entre eux, au cas où ceci serait nécessaire pour assurer la stabilité de la charpente.
En plus de ces cintres de raccordement et des demi-cintres, on établit parallèlement aux cintres de raccordement, entre ceux-ci et la couronne de faîte, des cintres intermédiaires ou de faîte. Pour l'embranchement montré sur les figs.l à 3 adjoint aux cintres de raccordement 1 et 2, les cintres intermédiaires 22 et 23 qui ont la forme de demi-cintres et sont constitués par un segment inférieur et un segment supérieur serrés l'un contre l'autre par des étriers de liaison qui permettent un coulissement relatif de ces segments l'un par rapport à l'autre. Alors qu'une extrémité de ce cintre repose sur le sol, son autre extrémité est logée dans un manchon 24 fixé sur le support 18. Celui- ci comporte deux manchons 24 orientés vers le haut et formant un angle aigu entre eux.
Le deuxième manchon de support reçoit les extrémités d'un cintre de faîte 25 en deux pièces. Ce cintre 25 est parallèle au cintre de raccordement 3 et prend uniquement appui entre deux supports 18 montés respectivement sur les demi-cintres 12 et 13. Les deux segments du cintre de faîte 25 sont également reliés entre eux par des étriers de serrage de manière à pouvoir coulisser l'un par rapport à l'autre. La liaison des deux segments est montrée sur la fig.10 à propos du mode de réalisation de la fig.9. Au-dessus de la couronne de faîte 25 et également au-dessus des segments supérieurs des cintres intermédiaires 22 et 23, les poutres 5,6 et 7 comportent des encoches pour que le cintre de faîte 25
<Desc/Clms Page number 8>
et les cintres intermédiaires ne puissent pas 'asauler latéralement.
Ces cintres
22, 23 et 25 sont, par conséquent, maintenus dans leur position exacte et sont également maintenus à l'écartement voulu par rapport aux cintres de raccordement
1,2,3 et à la couronne de faite 8.
Les figs.l à 3 montrent que, pour chaque support 8, les extrémités des cintres de faîte et des cintres intermédiaires se joignent à proximité de ce support, de sorte qu'à l'aide de ce support 18 la charge soit transmise au segment inférieur double du demi-cintre 12 et 13. La disposition à la. couronne de faite est analogue car, dans ce cas, les deux segments supérieurs des demi- cintres 12 et 13 sont établis en regard du demi-cintre 11 qui est doublé sur toute sa longueur. Le genre de profilés, c'est-à-dire des fers Zorès avec ailes latérales, permet d'emboîter, au besoin, trois profilés les uns dans les autres sans qu'il en résulte des modifications importantes en ce qui concerne les di- mensions de la charpente de soutènement.
On peut, par conséquent, doubler les segments cintrés, qui ci-dessus sont considérés, de prime abord, comme étaut simples.
Les segments, parallèles entre eux, des différents cintres sont, non seulement reliés entre eux par les poutres 5, 6 et 7, mais également par des entretoises 26, de faible longueur, pour que leur écartement soit conservé,
Pour le mode de réalisation montré sur les figs.9 et 10, il s'agit d'une charpente pour un croisement de galeries. Pour ce croisement, quatre galeries partent de la chambre formant le carrefour. La constitution de la charpente correspond, en principe, à celle montrée sur les figs.l à 3. Comme du côté de la charpente, qui se trouve en regard du cintre de raccordement 3, débouche également une galerie, on a prévu aussi, de ce coté, un cintre de raccordement 3a.
Ala place du demi-cintre 11, utilisé sur la fig. 2, on fait intervenir deux demi-cintres lla et llb (fig. 9) dont les segments inférieurs doubles d1 (fig.10) prennent appui sur les angles de la charpente, Les segments supérieure de ces demi-cintres peuvent être constitués exactement comme ceux des demi-cintres 12 et 13 par un profilé unique. Comme pour les demi-cintres 12 et 13, on utilise pour les cintres 11a et llb un support 18 avec des manchons d'appui 24, de sorte que, pour les cintres intermédiaires 22 et 23 montrés sur la fig.2, on n'utilise plus que les ointres de faite qui peuvent alors être constitués exactement comme les cintres de faite 25 de la fig.2.
Egalement entre
<Desc/Clms Page number 9>
les cintres de raccordement 3a et la couronne de faite 8 avec quatre éléments de liaison (figs.ll à 13) est établi un cintre de faite 25a, de sorte qu'on obtient une charpente dont les quatre cotés sont absolument identiques. Il est évident qu'on établit aussi une poutre 6a entre la couronne de faite 8 et le cintre de raccordement 3a.
Pour le support 18, montré sur les fige-7 et 8, les manchons 24 comportent un fond intermédiaire 27. Les manchons sont tubulaires mais leur section transversale peut recevoir toute autre forme. Les manchons peuvent également être constitués de manière telle que les extrémités des cintres de faite, logées dans ceux-ci, soient empêchées de tourner et puissent, au besoin, être fixées dans ces manchons,
Pour la couronne de faite de l'exemple montré sur les figs.ll à 13, un des éléments de liaison traverse cette couronne et présente, en même temps, une possibilité de liaison de l'autre o8té de la couronne. Les deux autres éléments de liaison butent contre la face externe du segment traversant la couronne de faite.