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SOUTENEMENT ELASTIQUE DES.MINESDE PREFERENGE SOUTENEMENT DES GALERIES.
Dans les sotènements des galeries de mines il est connu de fai- re reposer les extrémités inférieures des segments aux cotes des galeries sur des cales en bois tendre superposées en plusieurs couches. Ces cales en bois tendre sont disposées dans un caisson en fers profilés, ouvert vers le haut.
Des tôles de guidage sont intercalées entre les couches en bois. De cette ma- nière, ces couches en bois ne sont chargées que verticalement et peuvent de cette façon absorber la totalité de la pression des terrains Dans un autre soutènements, le segment de soutènement est guidée entre des garnitures en bois, dans un support reposant sur le sol de la galerie.Lors de l'introduc- tion du segmenta les cales en bois sont comprimées latéralement et provoquent ainsi simultanément une résistance plus grande de friction, destinée à absor- ber la chargeo Un tel soutènement convient peu à des galeries soumises à pres- sion La préssinte invention se base sur un soutènement,
dans lequel des corps compressibles sont disposés entre l'extrémité des segments guidée dans un caisson et une surface de support disposée dans la même coque. Sui- vant l'invention, un tel soutènement est sensiblement perfectionné du fait que des corps de glissement ou de roulement, décalés l'un par rapport à l'au- tre sont introduits en plusieurs couchesces dernières étant constituées cha- cune par un ou plusieurs corps disposés entre l'extrémité de segment et le caisson - au moins dans la partie supérieure de ce dernier.
Par le segment de soutènement le corps supérieur de glissement ou de roulement est chargé axia- lement par rapport au segmenta cependant par suite de l'étançonnement spécial de ces corps l'un par rapport à l'autre, il est obtenu une décomposition de la force de pression en composantes dirigées parallèlement et transversalement à l'axe-.du segmenta les forces transversales provoquant ainsi une application des corps contre la paroi du caisson et les forces dirigées axialement par rap- port au segment une compression des couches.-Par la transformation d'une par- tie essentielle de la charge en forces transversales,
notamment par la forma- tion d'une "chaîne dite de friction" il est obtenu une telle résistance de
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friction sur la paroi du caisson que la compression des cales en bois tendre ait lieu sous une pression sensiblement plus réduite que celle transmise par le segment sur le corps supérieur. On est ainsi en mesure d'absorber également des pressions très élevées dans un caisson relativement léger et, en outre, on a la possibilité de régler la capacité d'absorption de pression en donnant aux cales de compression des dimensions convenables. La manière spéciale de décomposition de la pression donne en outre la possibilité de réaliser une élasticité qui reste controlable même sous des charges très élevées.
La forme et la disposition des corps de glissement et de roule- ment dans le caisson peuvent être quelconques. Dans certains cas il suffira de ne prévoir cette disposition spéciale suivant l'invention que dans la par- tie supérieure du caisson. Mais il est encore possible de remplir le caisson dans toute sa hauteur de corps de roulement décalés l'un par rapport à l'autre, en utilisant, dans ce cas, uniquement des corps de roulement en une matière élastique. Une construction plus avantageuse consiste en ce que les corps de' glissement ou de roulement, disposés dans la partie supérieure du caisson, sont en une matière dure par exemple en acier. Il est évident qu'un autre mé- tal peut aussi être utilisé en outre, ces corps peuvent avoir une section massive (pleine) ou ils peuvent être creux.
La friction produite par ces corps métalliques sur les parois du caisson doit être déterminée exactement, de ma- nière qu'il suffise de prévoir des couches en bois comprimée qui déterminent le maximum de la course télescopique du segment. Evidemment, ces cales en bois, constituant l'aboutissement pour le corps de pression supérieur, provoquent une résistance croissante et un accroissement des forces transversales exer- cées par les corps de pression contre les parois du caisson. Mais on a consta- té qu'il est possible par l'emploi de rouleaux ou de corps de glissement d'ab- sorber de très fortes charges, même en n'utilisant qu'un nombre relativement petit de couches de cales en bois à condition de mettre en oeuvre une élasti- cité contrôlée et lentement progressive.
Une autre forme d'exécution pour des galeries soumises à des pres- sions très élevées est obtenue du fait que la partie inférieure du caisson est exécutée en forme d'une chambre à rétrécissement cunéiforme et recouverte d' une couche de matière déformable. Cette couche peut être constituée par une cale compressible en bois de dimensions convenables.
Après que les cales en bois, situées au-dessus de cette chambre, ont déjà été comprimées dans une cer- taine mesure, la masse de bois compressible est pressée dans la chambre, en opposant une résistance uniforme, mais lentement croissanteo Ainsi, la com- pression du bois a lieu pour ainsi dire en deux phases, notamment et en pre- mier lieu au-dessus de la chambre et ensuite à l'intérieur de celle-ci, de manière qu'une assez grande course élastique réglable soit obtenue avec un minimum de bois compressible, malgré un pouvoir élevé d'absorption de pres- sion.
Il est avantageux de subdiviser les caissons suivant l'axe longi- tudinal, les différentes parties pouvant être assemblées à l'aide de forts cram- ponso En divisant ainsi le caisson en plusieurs parties, on;peut enlever la masse compressible et les corps de pression métalliques après démontage du caisson et retirer ensuite les segments. Les corps métalliques de pression peuvent être réemployés. Le caisson peut être de telle forme que deux ou plu- sieurs segments, disposés l'un à côté de l'autre, puissent reposer sur des corps de pression d'une longueur appropriée.
L'idée de la présente invention peut encore être utilisée pour la fabrication d'étais pour le soutènement des mines et autres emplois et dans ce cas, on choisira la forme des corps compressibles, à disposer en dessous des corps de glissement ou de roulement, et on donnera à la chambre la forme exigée par la caractéristique des étais devant être employés dans chaque cas.
Les corps -compressibles,, constituant l'aboutissement pour les corps de glisse- ment ou de roulement, sont soumis à une charge tellement réduite dans le sens axial de l'étai que celui-ci peut être enlevé sans difficulté avec un mini- mum d'efforts même lorsque le dit étai se trouve sous une charge élevée. Pour assurer une subdivision pratique en longueur de l'étai, on peut prévoir des aboutissements réglables en hauteur, disposés en-dessous des couches compres-
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sibles ou en tout autre endroit.
Dans les étais de mines élastiques, réglables en hauteur, consti- tués par exemple par des-tubes:] il est connu-de monter sur l'extrémité infé- rieure de l'étai supérieur des pièces de pression en forme de disque'coniques enfilés sur un axe et d'intercaler chaque fois entre deux disques des pièces de friction, ayant la forme de segments annulairesqui s'appliquent, 'd'une part, contre la paroi intérieure de l'étai extérieur et reposent, d'autre- part, avec leurs surfaces inclinées par rapport à l'axe de l'étaie sur les disques coniques. Au moyen d'un dispositif tendeur les disques coniques sont rapprochés mutuellement dans le sens axial et de cette manière les segments de friction sont appliquées contre la paroi intérieure de l'étai extérieur.
De cette manière est produite une résistance de friction d'une valeur appro- priée. Il ne s'agit pas., dans ce cas,. d'une forme d'exécution de la présente invention dans laquelle la composante de friction est d'une part déterminée par des couches compressibles, disposées en-dessous des corps de glissement et de roulement et qui, d'autre part provoque une décharge des couches com- pressibles par le maintien d'une élasticité encore efficace même sous des char- ges élevées.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de l'objet suivant l'invention.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un cadre de soutè- nement et ceci en position initiale et en position finale;
Les figures 3 et 4 montrent deux formes d'exécution différentes du caisson avec les corps compressibles.
Les figures 5, 6, 7, 8, 9 et 10 montrent deux autres formes d'e- xécution notamment sous des charges différentes.
Ainsi qu'il ressort des figures 1 et 2les segments 2 reposant l'un sur l'autre dans l'articulation faîtière 1, s'appuient par leur extrémi- té inférieure sur des corps décrits plus loin, disposés en plusieurs couches superposées dans les caissons 30 Les cales disposées dans le caisson sont d' une forme telle que les dits segments 2 peuvent s'introduire dans les cais- sons 3 sous l'action de la pression des terrains en rencontrant une résistan- ce croissante. Dans le cas de segment 2 courbés le caisson 3 est courbé sui- vant un arc identique, afin d'éviter le coinçage..
Dans la forme d'exécution suivant la figure 3 des cales compres- sibles cylindriques 4 sont disposées dans la partie inférieure du caisson le diamètre de ces cales en bois 4 étant déterminé de manière à obtenir des cou- ches superposées en forme de zig-zago Des rouleaux de pression 5 en matière dure, par exemple en acier ou analogue, sont prévus au-dessus des cales en bois. Le diamètre de ces rouleaux 5 est légèrement inférieur à la largeur du caisson.
Les corps 5 ainsi que les corps 4 s'appuient l'un sur l'autre par suite de leur disposition décalée de manière que la force V,, transmise du segment 2 sur le corps supérieur 5., diminue d'une couche à l'autre du fait de la production des forces transversales H1, d'autant plus que sous l'action des dites forces H1, il est obtenu une certaine friction contre les parois du caisson 3. Par le choix de l'angle Ó, on obtient une composante transversa- le plus ou moins grande; l'angle le plus avantageux est celui, pour lequel., tout en évitant une charge exagérée sur la paroi du caisson, le corps 5peut encore glisser contre la dite paroi. La force transmise par le dernier rouleau en acier 5 agit alors sur les bois compressibles 4, qui constituent l'aboutis- sement pour les rouleaux supérieurs 5.
Même sous une charge élevée du rouleau supérieur 5 la compression des cales en bois 4 ne progresse que lentement. Les cales en bois 4 provoquent également des composantes horizontales H contre la coquequi sont transformées en travail de friction.
Dans la forme d'exécution de la figure 4 des corps 5a de diamètre plus réduit sont disposées entre deux corps 5 de diamètre plus grand. La même disposition peut être maintenue pour les couches inférieures en cales compres- sibles Sous l'action de la charge les rouleaux plus petits 5a sont pressés
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contre la paroi du caisson; dans cette exécution il est également possible, par un choix approprié des diamètres de modifier l'angle Ó1 et, par consé- quent, les forces transversales H1, H2 et H3.
Ainsi qu'il ressort des deux formes d'exécution suivant les fi- gures 3 et 4, il existe toujours un espace assez grand entre les couches successives de cales compressibles, cet espace étant choisi de manière à as- surer une élasticité efficace. La grandeur de ces espaces peut être prévue sans hésitation, puisque par la décomposition des forces choisie par la pré- sente invention les forces agissant sur les cales compressibles ne provo- quent qu'un remplissage très lent des vides.
La course d'élasticité peut ce- pendant être encore agrandie dans les deux formes d'exécution représentées dans les figures 5 à 10. La partie inférieure du caisson 3 a la forme d'une chambre 6 à rétrécissement cunéiforme, dont le haut est recouvert par une forte planche 7 ou par un rondin 7a d'un.diamètre correspondant (fig.8). La conicité de la chambre peut être obtenue en fixant aux parois latérales du caisson deux coins en bois 8. Les fig. 6 et 9 montrent que sous la charge, la force résiduelle non absorbée par les forces transversales des rouleaux 5 et 5a comprime d'abord les cales compressibles 4. Après le remplissage to- tal des vides existants au début, la planche 7 ou le rondin 7a est introduit de force,tout en opposant une résistance toujours crossante,dans la chambre 6,ainsi qu'il ressort des figs. 7 et 10.
La chambre 6 constitue ainsi une pro- tection contre une surcharge, puisqu'elle n'entre en fonction qu'après que la charge limite du soutènement est dépassée.
Les rouleaux représentés au dessin peuvent également être rempla- cés par des corps d'une autre section. Dans le cas de l'utilisation de cylin- dres, on peut dresser leurs surfaces d'appui.
Suivant une forme d'exécution non représentée., on peut remplacer les cylindres disposés au-dessus de 'la chambre conique et notamment au-dessus de la couche élastique 7 ou 7a par des matières de remplissage d'une autre es- pèce, par exemple des matières en vrac. On peut encore prévoir des blocs de bois., qui remplissent complètement l'espace intérieur du caisson. Ces matières de remplissage sont d'abord comprimées par les segments de soutènement ou par un étai supérieur et ensuite chassées de force en même temps que la couche de protection 7 ou 7a dans la chambre 6. Ce cette manière la force portante- est maintenue approximativement à la même valeur avec un accroissement simultané de la course d'élasticités même si la charge maximum prédéterminée èst dépas- sée.
REVENDICATIONS
1) Soutènement élastique de minesde préférence soutènement de galeries, dans lequel des corps compressibles sont disposés entre l'extrémité des segments guidée dans un caisson et une surface de support disposée dans le même caisson caractérisé en ce que entre l'extrémité du segment et le cais- son et au moins dans la partie supérieure de la coque sont disposés en plusieurs couches des corps de glissements ou de roulement décalés l'un par rapport à l'autre,chacune des dites couches se composent d'un ou quelques corps.