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" Perfectionnements aux cadres de galeries de mines "
L'invention se rapporte aux cadres de mines.
Comme on le sait, ces cadres ont une grosse importance pour le maintien des galeries conduisant aux fronts de taille du charbon, parce qu'elles empêchent le tassement ou la chute des toits et l'affaissement des parois latérales de ces galeries.
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Ces cadres ont généralement la forme de poutres ou de cintres transversaux supportés par des montants latéraux, le type de cadre moderne comprenant un cintre formant un tout avec des branches latérales constituées par des fers double T ou des fers présentant une autre section. En vue d'éviter l'écrasement, la déformation et l'affaissement des cintres sous l'énorme charge due au tassement, les montants latéraux ou branches latérales ont été supportés par des dispositifs télescopiques.
Ces derniers comprennent habituellement des moyens d' assemblage et de calage qui empêchent normalement les montants ou branches de descendre, mais qui permettent à ceux-ci de descendre lorsqu'une charge excessive, due au tassement du toit, s'exerce sur les poutres ou cintres transversaux. On peut désigner ces cadres comme étant d'un type discontinu ou ouvert, vu que les pieds des montants ou branches latérales ne sont pas assemblés entre eux transversalement au sol.
On doit prolonger chaque jour une galerie con- duisant à un front de taille de charbon parce que, dans une exploitation de mine de charbon, on prolonge tou-
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/ il dekz1-0- jours la/de façon à l'amener aussi près que possible du front de taille. A chaque prolongement de la galerie par abattage, on installe les cintres pour empêcher le tassement du toit et des parois. Lorsqu'on a procédé à l'extraction de la couche de charbon sur chaque côté
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du prolongement de la galerie, les couches doivent se tasser pour boucher l'espace occupé par la couche de charbon, A cause du tassement général, les cintres sont soumis au toit à de gran efforts d'écrasement.
Lorsque ces efforts deviennent excessifs, les cadres télesco- piques précités permettent au cintre de baisser progres- sivement jusqu'à atteindre les limites déterminées par le réglage télescopique, et qui ne sont pas très éloignées l'une de l'autre. Après quoi, il peut se produire une déformation du cintre ou de ses montants, et cette défor- mation peut rendre dangereux ou empêcher le roulage le long de la galerie. De plus, un autre dérangement se produit après les phases initiales de tassement du fait des fortes pressions au toit disigées vers le bas, suppor- tées par les cadres et qui sont appliquées sur la terre et le rocher, sur les côtés de la galerie.
Ces pressions dirigées vers le bas sur les côtés de la galerie produi- sent des soulèvements du sol dé la galerie qui, lorsqu'on emploie des cadres du type ouvert, ne comporte pas de moyens pour résister aux efforts produisant un tel soulè- vement. Aussitôt qu'un sol cède, les parois supportent des efforts latéraux puissants, ce qui a pour conséquence que les montants ou branches latérales plient fortement, que la galerie entière tasse partiellement et qu'elle doit être remise en bon état.
Pour renforcer les sols des galeries afin qu'ils puissent résister aux efforts produisant un soulèvement,
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on a prévu des châssis de cadras fermés. Dans certains cas, ces châssis fermés ont comporté des structures polygonales en acier dans lesquelles sont insérées des organes compressibles, tels que des pièces de bois, aux angles ou aux joints, et la contraction possible est évidemment très limitée avec ces châssis. Dans d'autres cas, des châssis fermés de forme ronde ont été composés de segments en acier assemblés télescopiquement, les joints comprenant des moyens d'assemblage et de calage permettant à la forme ronde de se contracter progressi- venent lorsqu'une charge excessive due au tassement s'exer- ce sur les châssis.
Toutefois, avec cette construction, il est évident que l'on ne peut obtenir la longueur de la contraction qui est nécessaire pour permettre au tas- sement de se produire complètement que par la déforma- tion des segments situés aux parties se recouvrant.
Lorsqu'un cadre quelconque atteint la limite à laquelle il ne peut normalement fléchir ou se contracter davantage, un nouveau tassement produit une déformation de la galerie et de ses cadres.
Alors, à moins qu'une nouvelle contraction soit possible, sans crainte d'accident, accompagnée de déformation, il devient nécessaire d'enlever les cadres et ae retirer de la terre ou de la roche pour remettre la chambre de tête, le niveau du sol ou la section de passage en état convenable et de remettre ensuite en place les
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cadres ou d'en installer de nouveaux. C'est pour cette raison que l'entretien des calories a été eh général très onéreux, ce qui est dû non seulement du coût du travail pour effectuer l'enlèvement de la terre, et pour effectuer l'enlèvement et la remise en place des cadres, mais éga- lement à la perte d'extraction subie, due à la fermeture de la galerie d'exploitation pendante qu'on procède à ces travaux d'entretien.
La présente invention a. pour objet un cadre ci type continu ou fermé et construit de fagon à permettre une réduction de hauteur au moins égale à l'paisseur d'une couche de charbon ordinaire quolconque, ce qui per- met de conserver une galerie en état convenable sans tra- vaux d'entretien coûteux, jusqu'à ce que le tassement soit terminé et qu'on se trouve dans des conditions stables.
Conformément à l'invention, un cadre du type continu ou fermé comprend, un élément de toit et un élément de sol, chacun d'eux comportant des montants se recou- vrant sur les côtés dans des guidages et des moyens pour maintenir fermement ensemble les parties se recouvrant, de façon que la hauteur du cadre puisse être réduite progressivement lorsque le cadre est soumis aux efforts qui se produisent lors du tassement, sans déformation des parties qui se recouvrent, jusqu'à ce que le tassement total, dû à l'abattage d'une couche, soit atteint.
L'in- vention prévoit un cadre comportant des éléments aussi bien pour le toit que pour le sol et les côtés, permettant
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ainsi à la galerie de résister aux pressions ayant une direction quelconque, ce cadre étant adapté pour que sa hauteur soit réduite d'une quantité considérable lors- qu'il est soumis à des efforts d'écrasement; comme cela peut être nécessaire quand on a abattu une couche épaisse.
L'invention permet de procéder à l'exploitation de la manière avantageuse suivante : Lorsqu'on procède à l'excavation d'une galerie à proximité du front de taille, on peut enlever la roche de façon à obtenir une chambre de tête dont la hauteur dépasse celle de la chambre de tête fixe désirée d'une quantité au moins égale à l'épaisseur de la couche abattue. On y place alors le cadre et on le déploie pour l'ajuster dans cette chambre de tête anormale, Lorsqu'un tassement se produit, la hauteur du cadre est progressivement réduite en surmontant la résistante offerte par @es dispositifs compressibles et les disposi- tifs de serrage appliqués aux parties des montants qui se recouvrent.
Lorsque le tassement est terminé et que le sol est stable, le cadre est à la hauteur prédéterminée pour la galerie et il maintient la forme et la dimension voulues de la galerie. On évite ainsi le débl-ai ultérieur 1 enlèvement et la remise en place des cadreset le roulage le long de la galerie n'est pas interrompu.
De plus, cornue on évite des empiétements sur la section de la galerie entière, le passage de l'air de ventila- tion le long de la galerie n'est jamais réduit ou obstrué
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comme on le constate lorsqu'il se produit un affaisse- ment latéral ou un soulèvement du sol.
On a représenté, à titre d'exemple, un mode de réalisation des cadres conforme à l'invention sur les dessins joints dans lesquels :
La figure 1 est une élévation de face d'un cadre dont les parties sont représentées détendues.
Les figures 2 et 3 sont respectivement une élévation de face et une élévation latérale, à plus grande échelle, des montants du cadre, placés l'un sur l'autre, munis du mécanisme à galets du guidage et du moyen de serrage qui leur sont associés.
La figure 4 est un plan en coupe pris suivant la ligne IV-IV de la figure 2.
La figure 5 est un plan en coupe, à plus grande échelle, pris suivant la ligne V-V de la figure 1.
La figure 6 est une vue de détail.
Le cadre comprend une partie supérieure 1 comportant elle-même une partie supérieure semi-circulaire munie de côtés ou branches verticales descendentes 1x, et une partie inférieure comprenant une partie de base horizontale 2 munie d'extrémités verticales ascendantes, constituant des côtés ou branches 2x perpendiculaires à la base, qui recouvrent les côtés ou branches 1 . Ces deux parties sont constituées par une @ ou un fer à double T, et les rainures opposées ou adjacentes,
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à l'endroit où. les côtés ou branches se recouvrent, sont garnies de cois ou blocs en bois dur 3 en contact 1(un avec l'autre suivant une face de glissement.
Vers leurs extrémités inférieures, les parties des branches 1x, 2x qui se recouvrent sont assemblées par des attaches semi- rigides comprenant des plaques 4 assemblées par des bou- lons 5 (voir en particulier la figure 4).
Les branches 1x,2x qui se recouvrent sont appuyées perpendiculairement l'une sur l'autre et guidées lorsque le cintre 1 descend sous une charge excessive due au tassement. Ce guidage est effectué au moyen de chariots munis de galets, chacun d'e comprenant un jeu de quatre galets 6, disposés par paires opposées, en contact avec les âmes des côtés ou branches 1x, 2 qui se recouvrent. Ces galets 6 sont montés sur des tiges formant axes amovibles 7 portées entre des plaques latérales 8, et l'on empâche chaque chariot de descendre au moyen d'une tige transversale 9, en contact avec 1' extrémité supérieure d'une branche latérale 2x, montée entre des oreilles ménagées sur les plaques latérales 8.
On doit remarquer qu'il est important que les branches latérales 1x, 1x de la partie supérieure 1 et les branches latérales 2x, 2x de la partie inférieure 2 du cadre soient montées de façon qu'elles soient exacte- ment parallèles et qu'elles soient placées à une dis- tance exacte l'une de l'autre, de façon que la partie supérieure puisse coulisser ou descendre de manière
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satisfaisante par rapport à la partie inférieure.
Les cadres montés sont reliés aux cadres voisins par des entretoises espacées 10, fixées par cro- chets, ou pinces sur les rebords des deux parties, comme indiqué par exemple sur la figure 6, de façon à permet- tre à celles-ci de coulisser. Ces entretoises espacées remplissent une importante fonction car elles servent à relier ou à assembler plusieurs cadres parallèlement les uns aux autres dans leur ensemble, les parties inférieures des cadres étant maintenues dans une position fixe et les parties supérieures coulissant vers le bas sur les par- ties inférieures sans qu'il soit nécessaire d'enlever ou de régler les entretoises.
Les cadres peuvent su,porter un revêtement on tôle ondulée pour obtenir une enceinte ou une galerie incombustible.
Lorsque le tassement est terminé, on peut enle- ver les tiges amovibles 7 et une paire de galets 6 de chaque chariot à galets, de façon à pouvoir enlever le chariot et à l'utiliser de nouveau sur un cadre nouvelle- ment monté, les attaches 4 pouvant être laissées en plce si on le désire.
On doit remarquer d'après les dessins que la. charge normale du cadre est supportée par l'assemblage entre elles des parties des branches qui se recouvrent, par les attaches 4 et par le bloc ou les blocs 3, agissant comme des coins. Le dispositif' de guidage, tel que le
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chariot à galets 6, 7, 8, assure un contact intime entre les parties qui se recouvrent à la partie supérieure des branches montantes 2 . Comme les chariots à galets sont supportés par les tiges 9 qui reposent sur les extré- mités supérieures des branches 2x, les galets 6 sont destinés à réduire la poussée vers le bas qui s'exerce sur le chariot lorsque les branches 1x descendent soue l'action d'efforts excessifs dus au tassement.
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"Further training for mine tunnel managers"
The invention relates to mine frames.
As we know, these frames have a great importance for the maintenance of the galleries leading to the coal face, because they prevent the settling or the fall of the roofs and the subsidence of the side walls of these galleries.
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These frames generally have the form of beams or transverse hangers supported by side uprights, the modern type of frame comprising a hanger forming a whole with side branches formed by double T irons or irons having another section. In order to avoid crushing, deformation and sagging of the hangers under the enormous load due to compaction, the side posts or side branches have been supported by telescopic devices.
The latter usually include assembly and wedging means which normally prevent the uprights or branches from descending, but which allow them to descend when an excessive load, due to the settlement of the roof, is exerted on the beams or cross hangers. These frames can be designated as being of a discontinuous or open type, since the feet of the uprights or side branches are not assembled together transversely to the ground.
A gallery leading to a coal face has to be extended every day because, in a coal mine operation, you always extend.
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/ he dekz1-0- days the / so as to bring it as close as possible to the working face. At each extension of the gallery by cutting, the hangers are installed to prevent the settlement of the roof and walls. When the coal bed has been extracted on each side
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of the extension of the gallery, the layers must settle to block the space occupied by the layer of coal. Due to the general settlement, the hangers are subjected to the roof to great crushing forces.
When these forces become excessive, the aforementioned telescopic frames allow the hanger to lower gradually until it reaches the limits determined by the telescopic adjustment, and which are not very far from each other. After that, a deformation of the handlebar or its uprights may occur, and this deformation may make it dangerous or prevent rolling along the gallery. In addition, another disturbance occurs after the initial phases of settlement due to the strong downward pressure on the roof, supported by the frames and which are applied to the earth and rock, on the sides of the gallery.
These pressures directed downwards on the sides of the gallery produce uplifts from the floor of the gallery which, when frames of the open type are employed, do not include means to resist the forces producing such uplift. As soon as a ground gives way, the walls support powerful lateral forces, which has the consequence that the uprights or lateral branches bend strongly, that the entire gallery partially settles and that it must be repaired.
To reinforce the floors of the galleries so that they can resist the forces producing an uplift,
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closed cadras frames have been planned. In some cases, these closed frames have included polygonal steel structures in which compressible members, such as pieces of wood, at the corners or at the joints, are inserted, and the possible contraction is obviously very limited with these frames. In other cases, closed frames of a round shape have been composed of steel segments assembled telescopically, the joints comprising assembly and wedging means allowing the round shape to contract progressively when an excessive load due to it. the settlement exerted on the frames.
However, with this construction it is evident that the length of the contraction which is necessary to allow the packing to take place completely can only be obtained by deformation of the segments located at the overlapping parts.
When any frame reaches the limit at which it cannot normally flex or contract further, further settlement causes deformation of the gallery and its frames.
So, unless a new contraction is possible, without fear of accident, accompanied by deformation, it becomes necessary to remove the frames and ae remove earth or rock to restore the head chamber, the level of the floor or passage section in suitable condition and then replace the
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frames or install new ones. It is for this reason that the maintenance of the calories has been generally very expensive, which is due not only to the cost of labor to carry out the removal of the soil, and to carry out the removal and reinstallation of the soil. frames, but also the loss of extraction suffered, due to the closure of the mining gallery while these maintenance works are being carried out.
The present invention a. for object a continuous or closed type frame and constructed in such a way as to allow a reduction in height at least equal to the thickness of an ordinary layer of coal whatever, which allows to keep a gallery in suitable condition without tra- costly maintenance, until settlement is complete and conditions are stable.
According to the invention, a frame of the continuous or closed type comprises a roof element and a floor element, each of them comprising uprights overlapping at the sides in guides and means for firmly holding the legs together. overlapping parts, so that the height of the frame can be reduced progressively when the frame is subjected to the forces which occur during settlement, without deformation of the overlapping parts, until the total settlement, due to the felling of a layer, is achieved.
The invention provides a frame comprising elements for the roof as well as for the floor and sides, allowing
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thus the gallery to withstand pressures having any direction, this frame being adapted so that its height is reduced by a considerable amount when it is subjected to crushing forces; as may be necessary when a thick layer has been cut.
The invention allows operation to be carried out in the following advantageous manner: When excavating a gallery near the working face, the rock can be removed so as to obtain a head chamber whose height exceeds that of the desired fixed head chamber by an amount at least equal to the thickness of the felled layer. The frame is then placed there and it is deployed to adjust it in this abnormal head chamber. When a settlement occurs, the height of the frame is progressively reduced by overcoming the resistance offered by the compressible devices and the devices. tightening applied to the parts of the uprights which overlap.
When settlement is complete and the ground is stable, the frame is at the predetermined height for the gallery and maintains the desired shape and size of the gallery. This avoids the subsequent clearance 1 removal and reinstallation of the frames and the rolling along the gallery is not interrupted.
In addition, the retort is avoided encroachments on the entire section of the gallery, the passage of ventilation air along the gallery is never reduced or obstructed.
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as seen when there is lateral sagging or heaving of the ground.
An embodiment of the frames according to the invention has been shown, by way of example, in the accompanying drawings in which:
Figure 1 is a front elevational view of a frame, parts of which are shown relaxed.
Figures 2 and 3 are respectively a front elevation and a side elevation, on a larger scale, of the uprights of the frame, placed one on top of the other, provided with the roller mechanism of the guide and the clamping means which are attached to them. associates.
Figure 4 is a sectional plan taken along the line IV-IV of Figure 2.
Figure 5 is a sectional plan, on a larger scale, taken along the line V-V of Figure 1.
Figure 6 is a detail view.
The frame comprises an upper part 1 itself comprising a semi-circular upper part provided with downward vertical sides or branches 1x, and a lower part comprising a horizontal base part 2 provided with ascending vertical ends, constituting 2x sides or branches. perpendicular to the base, which cover the sides or branches 1. These two parts are constituted by an @ or a double T iron, and the opposite or adjacent grooves,
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at the place where. the sides or branches overlap, are lined with cois or hardwood blocks 3 in contact 1 (one with the other following a sliding face.
Towards their lower ends, the parts of the branches 1x, 2x which overlap are assembled by semi-rigid fasteners comprising plates 4 assembled by bolts 5 (see in particular FIG. 4).
The overlapping branches 1x, 2x are supported perpendicular to each other and guided when the hanger 1 descends under excessive load due to settlement. This guidance is carried out by means of carriages provided with rollers, each of which comprises a set of four rollers 6, arranged in opposite pairs, in contact with the webs of the sides or branches 1x, 2 which overlap. These rollers 6 are mounted on rods forming removable axes 7 carried between side plates 8, and each carriage is prevented from descending by means of a transverse rod 9, in contact with the upper end of a lateral branch 2x , mounted between lugs on the side plates 8.
It should be noted that it is important that the side branches 1x, 1x of the upper part 1 and the side branches 2x, 2x of the lower part 2 of the frame are mounted so that they are exactly parallel and that they are placed at an exact distance from each other, so that the upper part can slide or descend in such a way
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satisfactory compared to the lower part.
The mounted frames are connected to neighboring frames by spaced spacers 10, fixed by hooks, or clamps on the edges of the two parts, as shown for example in Figure 6, so as to allow them to slide. . These spaced spacers serve an important function as they serve to connect or assemble several frames parallel to each other as a whole, the lower parts of the frames being held in a fixed position and the upper parts sliding downward on the parts. lower parts without the need to remove or adjust the spacers.
The frames can have a coating or corrugated iron to obtain an enclosure or an incombustible gallery.
When settlement is complete, the removable rods 7 and a pair of rollers 6 can be removed from each roller carriage, so that the carriage can be removed and used again on a newly mounted frame, the 4 fasteners can be left in place if desired.
It should be noted from the drawings that the. normal load of the frame is supported by the assembly between them of the parts of the branches which overlap, by the fasteners 4 and by the block or blocks 3, acting as wedges. The guiding device, such as the
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Roller carriage 6, 7, 8, ensures intimate contact between the parts which overlap at the top of the rising branches 2. As the roller carriages are supported by the rods 9 which rest on the upper ends of the 2x branches, the rollers 6 are intended to reduce the downward thrust exerted on the carriage when the 1x branches descend on the side. action of excessive forces due to settlement.