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SOUTENEMENT SOUPLE POUR GALERIE DE MINE.
Parmi les soutènements que l'on utilise dans les mines, il en est qui se composent de cintres en plusieurs pièces assemblées entr'elles de façon à pouvoir coulisser et à se prêter ainsi aux affaissements du terrain, tout en conservant leur effet de soutènement.
Dans les cintres connus de ce typel'assemblage coulissant est obtenu par emboîtement de deux profilés de forme creuse l'un dans l'au- tre avec serrage du frofilé intérieur dens le profilé extérieur, ce qui assure son frottement , soit contre le fond,soit contre les parois latérales de ce dernier. On obtient ainsi un freinage à 1) affaissement du cintre sous la poussée du terrain, qui dépend de ce frottement pour un serrage donné. Or, quand le coulissement se produit, la longueur du profilé intérieur qui est engagée dans le profilé extérieur augmente, par suite le frottement, et en définitive la résistance du soutènement dépend de la longueur du contact des profilés et est essentiellement variable selon l'ouverture du cintre.
La présente invention a pour objet un soutènement souple du type à cintres, qui offre une résistance constante à la déformation.
Le soutènement suivant l'invention est essentiellement caractérisé par la combinaison d'un profilé caisson ou profilé à section creuse fermée jusqu'à une rainure longitudinale interne, avec deux brides entourant librement le profilé et maintenues fixes par rapport à celui-ci et avec une clavette qui passe dans ces brides, y est retenue longitudinalement et peut être engagée en position de coincement dans la rainure par une partie de section trapézoïdale sous l'action d'organes de serrage prenant appui sur ces brides, pour opposer au déplacement longitudinal du profilé dans ces dernières le freinage correspondant au frottement des faces latérales de sa section trapézoïdale contre les lèvres de la rainure.
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Le freinage du coulissement du profilé caisson résulte dès " seules forces élastiques de réaction que ce profilé exerce sur la clavette.
Pour un enfoncement donné de celle-ci, ces forces ne dépendent pas-de la' position longitudinale du profilé dans les birde s et ne sont fonction que de la longueur de la clavette; ceci assure la constance- du freinage et l'isodynamisme du soutènement.
Pour permettre d'enfoncer la clavette jusqu'à l'obtention du freinage voulu, chaque bride est de préférence percée face à la rainure d'un trou taraudé, dans lequel est vissé un boulon de serrage, qui permet par vissage de pousser la clavette dans la rainure jusqu'à la position de coincement qui assure ce freinage
Pour assurer la retenue de la clavette dans les brides suivant sa longueur, la partie de la clavette qui reste extérieure au caisson peut présenter, à l'écartement choisi pour les brides, deux logements des extrémités des boulons. Ces logements sont de préférence formés par des entaille s transversales.
Les brides peuvent être ancrées au terrain.
Une des brides peut prendre appui contre un pied-droit, l'autre bride entourant librement ce dernier.
Suivant une autre caractéristique, le,souténement compremd un moyen d'entretoisement d'éléments voisins qui consiste en des tirants à extrémités recourbées, de section appropriée à la largeur de rainure des profilés caissons, et se terminant par des têtes qui peuvent être engagées dans ceux-ci par des ouvertures appropriées et retenir le tirant après glissement dans une partie courante 'des rainures des deux éléments à entretoiser
L'invention sera décrite dans ce qui suit, en référence aux dessins annexés, qui représentent des formes d'exécution du soutènement objet de l'invention et dans lesquels : la figure 1 montre en perspective deux éléments de soutènement voisins dans une galerie de mine , suivant une forme d'exécution du soutènement objet de l'invention, la figure 2 est une vue latérale partielle d'un élément;
la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 montre en perspective une autre forme d'exécu- tion d'un soutènement suivant l'invention; la figure 5 est une vue latérale partielle d'un élément de soutènement suivant la figure 4; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5 ; la figure 7 est une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 5; la figure 8 représente à distance réduite deux éléments de soutènement voisins en section transversale avec, en vue latérale, un tirant entretoisant ces éléments. la figure 9 représente en vue de face un dispositif d'ancrage des brides constituant une variante du dispositif représenté aux figures l à 3; la figure 10 en est une vue de profil;
la figure 11 est une vue en plan avec coupe transversale du cintre et d'une des brides.
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On décrira d'abord la forme d'exécution que représentent les figures 1 à 3.
Chaque cintre élémentaire est formé par un profilé caisson, dont la section creuse est fermée jusqu'à une rainure longitudinale interne
2 formée par l'intervalle entre bords de paroi opposéso Cette rainure a une largeur constante sur toute la longueur du profilé et suffisante pour permettre l'introduction de coins de forte section.
Dans l'exemple représenté,, la forme du caisson est de section carrée à angles arrondis. Le profilé peut être obtenu à partir d'un fer plat replié en U;, les ailes latérales 3 étant retournées en 4 vers l'inté- rieur. La forme de section pourrait être autre.. à condition de se refermer en caisson jusqu'à une rainure,, qui peut d'ailleurs être plus large qu'on ne l'a représenté. En particulier la section pourrait être circulaire jusqu'à la rainure.
Le soutènement comprend, pour la mise en place d'un profilé caisson, des brides 5 entourant librement le profilé et maintenues fixes par rapport au profilé pour le guider sans faire obstacle à son coulissement.
Le soutènement comprend enfin pour le freinage du déplacement longitudinal du profilé caisson e clavette 6 présentant une partie de section trapézoïdale 7 pouvant s'engager dans la rainure 2 en appui contre les lèvres de celle-ci. Cette clavette est maintenue fixe parallèlement à sa longueur par rapport au profilé.
Comme le montrent les figures 2 et 3, la clavette 6 passe dans deux brides 5 disposées à un écartement moindre que sa longueur. Elle présente à l'extérieur une partie élargie 8 qui est coupée,à un interval- ,Le choisi fixant l'écartement que doivent avoir les brides, de deux entailles transversales 9 destinées à recevoir les bouts de tiges de deux boulons 10 vissés dans des trous taraudés des petits côtés des brides faigant face à la rainure du profilé caisson. L'engagement des boulons 10 dans les entailles 9 de la clavette s' oppose à tout mouvement longitudinal de cella-ci. Le vissage des boulons10 permet de repousser la clavette dans la. rainure pour déterminer le freinage du coulissement du profilé dans les conditions qui seront précisées plus loin.
Dans la forme d'exécution des figures 1 à 3, l'immobilisation des brides par rapport au profilé caisson 1 est assurée par ancrage Dans ce but, chaque bride 5 est percée,dans son petit côté opposé à celui dans lequel se visse le boulon de serrage 10,d'un trou lisse 11, dans lequel peut passer avec un large jeu la tige 12 d'un boulon d'ancrage, qui est introduit de l'intérieur de la bride et dont la tête 13 vient prendre appui contre la face interne dudit coté de la bride Ces boulons sont par exemple du type connu à expansion.
Pour le montageon prévoit deux brides 5 à une certaine distance en-deçà de chacune des extrémités de l'élément de profilé caisson à mettre en place. Pour leur ancrage on fore des trous distants de l'inter- valle des entailles de clavette,on met en place les brides et introduit les boulons d'ancrageque l'on serre à l'aide d'une clé pour fixe]!' les brides à la paroi. On fait alors passer une extrémité profilé caisson dans les deux brides situées d'un côté et le ramène en arrière pour l'engager dans les deux brides situées de l'autre côté jusqu' à sa position de montage. On introduit les clavettes dans les brides et les engage dans la rainure lorsque leurs entailles sont en regard des boulons 10 préalablement rétractés. On serre ensuite ces boulons.
Lorsque les boulons 10 arrivent en contact avec la clavette ils la repoussent jusqu'à son contact avec les lèvres de la rainure et le profilé caisson est alors appliqué contre les têtes 13 des boulons d' ancrage. On continue à serrer les boulons 10. L'enfoncement de la clavette 6 dans le profilé caisson se poursuit:, celui-ci opposant à Son dxpansion
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des forces élastiques de réaction croissantes.
La valeur des forces élastiques ainsi développées en fin de serrage détermine celle du frottement des lèvres de la rainure contre la clavette, qui s'oppose au mouvement longitudinal relatif du profilé caisson par rapport à la clavette, autrement dit la valeur du freinage au coulissement du profilé caisson dans les brides
On rétracte ensuite les boulons 10 d'une petite quantité par dévissage pour que le fond du profilé caisson ne soit plus appliqué contre les têtes des boulons d'ancrage. La clavette reste à sa positiond'engagement, la pente de ses côtés étant faible. Le jeu latéral du profilé caisson dans les brides est par construction choisi assez grand pour que après expansion, ses faces latérales ne puissent venir frotter contre les cotés des brides.
Le profilé caisson reste donc libre dans ses brides de guidage, son freinage n'étant assuré que par frottement sur les clavettes fixes.
Les dimensions constructives et les possibilités de serrage des clavettes sont telles que le freinage que l'on obtient assure au soutènement la résistance désirable, tout en lui conservant une certaine souplesse pour s'adapter aux affaissement-dû terrain. Lorsque la poussée de ce dernier dépasse momentanément la résistance due au freinage, le profilé caisson glisse sur ses clavettes mais sans qu'il en résulte de changement de la valeur du freinage Celle-ci dépend uniquement de la longueur des clavettes et de leur enfoncement. Elle reste constante après déformation.
Le soutènement est isodynamique.
Suivant la variante du dispositif d'ancrage que représentent les figures 9 à 11, les deux brides sont formées par des étriers 21 soudés par leurs branches sur une face d'une plaque 22, en alignement et à intervalle tel que la distance entre axes des boulons corresponde à la distance entre milieux des entailles 9 de la clavette. Cette plaque a par exemple la forme générale d'un losange et est percée dans ses angles aigus de deux trous 23, qui sont ainsi alignés diagonalement par rapport à une ligne joignant les axes des boulons suivant la plus grande dimension de la plaque .
Le dispositif d'ancrage suivant la variante qui vient d'être décrite facilite la mise en ,lace des brides fixes. En effet, comme on l'a dit .précédemment dans la description des figures 1 à 3, lorsque les brides sont séparées, on doit les ancrer séparément de telle façon qu'elles soient alignées et que leur distance corresponde à l'intervalle des entailles de la clavette. Au contraire lorsque, suivant la variante qui vient d'être décrite, les étriers formant brides sont solidaires l'un de l'autre,cet alignement et cette distance sont assurés par construction et il suffit d'ancrer la plaque en position correcteo
11 va de soi que le profilé caisson représenté à la figure 1 monté contre le toit d'une galerie pourrait être monté contre une paroi latérale ou contre le mur.
De plus dans une mena section de galerie on peut fixer par ancrage plusieurs profilés caissons se faisant suite autour de cette section, pourvu qu'ils ne risquent pas par coulissement de venir se gêner mutuellement.
Les profilés caissons élémentaires présentent au milieu de leur longueur une ouverture ,(l'entrée 14 destinée à l'engagement de la tête de tirants formant entretoises entre éléments de soutènement voisins (voir Figso 1 et 8). Ces tirants sont constitués par des fers 15 de diamètre correspondant à la largeur de. la rainure 2 et recourbés en bout en 16 pour se terminer par une tête élargie 17, qui ne peut pas passer à travers cette rainure mais peut être engagée dans le caisson par les ouvertures 14 en question.
Après mise en place d'un nouvel élément de soutènement, on peut l'entre toiser par rapport à l'élément précédent de part et d'acre de sa partie médiane par deux tirants 15 de longueur appropriée, dont les têtes sont engagées dans les profilés caissons 1 par les ouvertures 14, puis
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qui sont déplacés latéralement par coulissement des parties recourbées 16 dans les rainures 2.
La forme d'exécution du soutènement suivant l'invention à laquelle se rapportent les figures 4 à 7 ne diffère des précédentes que par le moyen de fixation des brides. Celles-ci au lieu d'étre maintenues fixes par ancrage sont immobilisées par appui sur des pieds-droits.
Les pieds-droits reposant sur le mur en vis-à-vis contre les parois latérales de la galerie sont par exemple constitués par des profilés en U, 18, dans lesquels les extrémités du profilé caisson 1 peuvent s'en- gager et coulisser librement. De chaque coté, le profilé caisson est en- touré par une bride libre 19 analogue à la bride 5 précédemment décrite mais de hauteur moindre.,que l'on place en butée contre le bout du pied- droit. L'autre bride 20, plus large, entoure librement le pied-droit.
La clavette passée dans ces brides 19 et 20 est maintenue longitudinalement par l'engagement des boulons de serrage 10 dans se s en- tailles., ce qui détermine aussi la position de la.bride 20 par rapport à la bride 19 en appui contre le pied-droito
Pour le montage on munit chaque extrémité du profilé caisson d'une bride 19 et d'une bride 20 en prise par leurs boulons 10 avec une clavette 6 engagée sans frottement dans la rainure. On lève le profilé caisson et le met en place de fagon à epgager se s extrémités dans les pieds- droits sur les longueurs égales, sensiblement plus grandes que les longueurs des clavettes. On fait ensuite de chaque côté glisser les ensembles brides-clavettes vers le pied-droit, puis fait passer et avancer la bride 20 sur ce dernier jusqu'à ce que la bride 19 s'arréte en appui contre la tran- che extrême du pied-droit.
L'opération de coincement de la clavette se fait dans les conditions précédemment décrites par serrage des boulons 10puis léger desserrage. Le serrage pousse la clavette dans la rainure du profilé caisson, dont le fond prend alors appui contre le fond de la bride 19 et contre le fond du pied-droit 18,en appui contre le fond de la bride 20.
Le desserrage libère le profilé caisson de ces appuis, seul subsistant son frottement de freinage sur la clavette.
Dans ce cas, comme dans le cas précédent,le freinage est constant et le soutènement isodynamique.
Les éléments de soutènement voisins peuvent être entretoisés comme précédemment par tirants 15 montés de la manière décrite,ce qui constitue un moyen simple d'assurer un écartement constant entre éléments de soutènement successifs.
Comme pour le première forme d'exécution le soutènement qui vient d'être décrit en référence aux figures 4 à 7 peut intéresser toute la section de la galerie. Il forme alors un cadre fermé en plusieurs pièces,en quatre éléments par exemple,constitués alternativement d'un profilé caisson et d'un pied-droit, selon une disposition qui est connue en soi.
Les remarques faites plus haut en ce qui concerne la forme du profilé caisson s'appliquant également ici. Quant à la forme de section du pied-droit elle peut aussi varier car elle ne joue aucun rôle dans le fonctionnement des moyens de freinage décrits. Il est clair cependant qu'il y a avantage à adopter pour celle-ci une forme enveloppante de la section du profilé cals-son., étant entendu toutefois que le pied-droit ne doit assurer qu'un guidage et laisser autour du profilé caisson un jeu suffisant pour permettre son expansion sans entrave à son libre coulissementale freinage n'étantassuré que par frottement sur la clavette .
En ce qui concerne ce moyen de freinage, il est bien entendu d'ailleurs que l'invention n'est pas limitée au seul exemple d'exécution
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décrit et détend à tout équivalent,dans lequel un profilé caisson du type décrit maintenu en place par des organes de guidage appropriés quelconques le laissant libre de coulisser est retenu dans sa position de montage par un organe de freinage -fixe par accrochage direct ou indirect à la paroi ou par butée centre un élément de soutènement adjacent.