BE527435A - - Google Patents

Description

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  TIRE-FOND DE TOIT DE MINE. 



   La présente invention est relative à un procédé et à un   appa-   reil pour mesurer la tension dans les tire-fonds de toit qui sont utilisés pour supporter les toits des galeries de mines, mais l'invention n'est pas limitée uniquement à cette application. 



   Un but de cette invention est de prévoir à cet effet une rondelle composée en partie d'une matière facilemen,t déformable, telle que le caoutchouc, dont le coefficient de déformation est connu, permettant ainsi de déterminer rapidement les forces de compression par une mesure de la déformation de cette matière. En mesurant la déformation du caoutchouc, on peut rapidement déterminer la tension dans le tire-fond. 



   Un autre but de cette invention est de fournir un procédé de détermination et de vérification de la tension dans ces tire-fonds d'une manière très simple et très efficace. Le procédé consiste à placer un tampon compressible en caoutchouc, de préférence entre deux surfaces plates, dans une position telle qu'il soit déformé par une tension existant dans le tire-fond auquel il est associé. Le procédé utilise la déformation du caoutchouc conjointement avec un tableau d'étalonnage ou un autre moyen montrant les caractéristiques de déformation du caoutchouc, la déformation étant mesurée par un calibre approprié, ou l'équivalent. 



   D'autres buts de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après avec référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une coupe d'une galerie de mine montrant les tire-fonds de toit en place avec les rondelles compressibles perfectionnées conformes à l'invention. la figure 2 est une vue agrandie détaillée d'un tire-fond pourvu 

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 d'une rondelle non comprimée; la figure 3 est une vue semblable à la figure 2 montrant la rondelle comprimée et la figure 4 est un tableau d'étalonnage représentant une courbe de déformation d'une composition de caoutchouc particulière utilisée pour la   rondelle.   



   Les tire-fonds de toit supportant les toits des galeries de mi- ne et leur équivalent ne sont pas nouveaux en soi et il est courant de pla- cer une rondelle métallique à l'extrémité filetée du tire-fond contre la- quelle l'écrou vissé sur le boulon vient prendre appui. Il est courant d'u- tiliser une clef à couple limité pour serrer les écrous sur les tire-fonds mais ce dispositif pour assurer la tension initiale dans les tire-fonds n'a pas donné entière satisfaction parce que les plaques métalliques qui ser- vent de rondelles n'ont pasun coefficient de frottement uniforme, que les filets des tire-fonds eux mêmes peuvent être endommagés par les manipula - tions et que la rouille et autre genre de corrosion ne permettent pas d'être sur que la tension appropriée a été donnée au tire-fond.

   La clef à couple limité n'est pas non plus un bon moyen pour mesurer la tension dans un tire- fond déjà en place, particulièrement si la tension est trop forte. Il est aussi évident que parfois un écrou est tellement rouillé sur une plaque que même si le tire-fond ne subit pas une forte tension, la clef à couple limi- té ne peut faire tourner l'écrou avec un couple donné et il en résulte qu'on n'en retire aucune connaissance du manque de tension du tire-fond. 



   Il est nécessaire de vérifier périodiquement la tension des ti- re-fonds parce que les boulons peuvent eux mêmes se détacher à leur extrémi- té supérieure ou bien il peut se produire un déplacement des roches qui pro- voque une tension excessive ou dans certains cas, le déplacement peut dimi- nuer la tension. Tous ces problèmes se sont présentés jusqu'à présent et la présente invention n'a rien à voir avec la correction des conditions du sup- port des toits de mine sauf en ce qu'elle procure un procédé plus rapide et plus précis pour déterminer la tension du tire-fond. On utilise chaque mois des millions de ces tire-fonds et leur usage continue à croître, particuliè- rement dans les mines connues comme roches dures.

   Il est par conséquent de- venu important de disposer d'un procédé simple pour mesurer rapidement la tension des tire-fonds périodiquement et la présente invention offre un mo- yen relativement précis et rapide de faire cette mesure. On a trouvé qu'il n'est pas nécessaire d'équiper tous les tire-fonds de rondelles conformes à l'invention, mais il faut en employer un nombre suffisant pour pouvoir contrôler l'état des tire-fonds à intervalles fréquents dans une galerie de mine.

   Il est très possible que l'on juge à certain moment l'invention assez économique pour l'appliquer, à tous les tire-fonds à la place des simples rondelles métalliques mais d'un point de vue pratique on a constaté qu'il n'était pas nécessaire de munir tous les tire-fonds de. rondelle perfection- née, 
La figure 1 montre une coupe des couches du terrain 1, 2,3, 4, 5 et 6 dans lesquelles est creusée une galerie 7, appelée ci-après galerie   de mine. Il est courant de boiser ces galeries par exemple au moyen d'étan- çons en bois dessinés en traits de chaînette en 9 et de bèles 8. Cette dis-   position réduit le passage libre et en utilisant des tire-fonds de toits, on augmente l'espace libre pour le travail. On réalise aussi une sérieuse économie dans   l'étançonnage   du toit.

   Les avantages   procurés   par cette aug- mentation de l'espace de travail sont bien connus et ne doivent pas être ré- pétés ici. 



   Les tire-fonds de toit 10 sont introduits dans des trous forés dans le toit et leur extrémité supérieure est fendue pour recevoir un coin 11 grâce auquel, lorsque les tire-fonds sont enfoncés dans les trous, les ex- trémités s'écartent et ancrent les tire-fonds fortement dans le toit de la galerie de mine. Les extrémités des tire-fonds dépassant dans la galerie de 

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 mine et les rondelles 12 conformes à l'invention sont placées sur les ex- trémités des tire-fonds et les écrous 13 sont employés pour mettre la ron- delle 12 sous tension. 



   La figure 2 montre un détail de la rondelle conforme à l'inven- tion appliquée à un tire-fond de toit. Elle comprend deux plaques circulai- res 14 et 15 parallèles l'une à l'autre, avec une couche de caoutchouc 16 interposée entre elles. Ce caoutchouc est de préférence vulcanisé sur les plaques 14 et 15 ou fixé d'une autre manière à celles-ci de façon que les plaques d'appui soient fixées de manière inamovible l'une par rapport à   l'au-   tre. La plaque supérieure   14   est de préférence, mais pas nécessairement .plus grande que la plaque inférieure 15 , cette dernière a de préférence un diamè- tre proportionné à la dimension extérieure du caoutchouc qui y adhère.

   La plaque supérieure   14   et la couche de caoutchouc 16 ont des ouvertures centra- les légèrement plus grandes que celle de la plaque 15 , cette dernière étant juste assez grande pour entourer le boulon 10. Un manchon 17 dont l'alésage intérieur e en substance le même diamètre que l'ouverture centrale de la pla- que 15 est placé dans l'alignement des ouvertures de la plaque 14 et de la couche de caoutchouc 16 de façon à prendre appui sur la plaque 15 mais à pou- voir glisser par rapport à la plaque   14   et à la couche de caoutchouc 16. Le manchon 17 peut aussi avantageusement être soudé à la plaque 15 pour la main- tenir en place mais le manchon ne doit de préférence pas etre collé au caout- chouc.

   Le manchon 17 a une longueur légèrement inférieure à l'épaisseur com- binée de la plaque 14 et de la couche de caoutchouc 16 de sorte que lorsque le caoutchouc est comprimé, le manchon ne vient normalement pas en contact   avec la couche de roches 4 ce qui limiterait la compression du caoutchouc. 



  Le but de ce manchon est d'empecher le caoutchouc du tampon d'être forcé sur   les filets du boulon et dans les ouvertures des plaques 14 et 15. La seule façon pour le caoutchouc 16 de s'étendre est donc par le bord extérieur où la dilatation ou la déformation peut être facilement mesurée. Le manchon 17 a aussi une autre fonction qui est d'éviter une compression excessive du tam- pon de caoutchouc, en effet, lorsque le manchon 17 vient buter contre la cou- che 4, le caoutchouc ne peut plus se comprimer. On évite ainsi la   destruc -   tion du tampon par surcharge. 



   Comme exemple spécifique d'une rondelle de ce genre, on a trou- vé qu'une rondelle satisfaisante à cette fin peut être fait en utilisant une tôle d'acier de 3/8 pouce (9,5 mm) d'environ 6 pouces (152 mm) de dia- mètre pour la plaque   14,   une plaque 15 de même épaisseur mais d'environ 5 pouces (127 mm) de diamètre et une couche de compression 16 en caoutchouc de 3/8 de pouce (9,5 mm) d'épaisseur et de diamètre extérieur égal au dia- mètre extérieur de la plaque 15. Le manchon 17 ne doit pas avoir une épais- seur déterminée mais il est préférable qu'il ait au moins 1/8 de pouce (3,2 mm) d'épaisseur et une longueur inférieure d'environ 1/8 pouce (3,2 mm) à l'épaisseur combinée de la plaque   14   et de la couche de caoutchouc 16. 



    On remarquera sur la figure 3 que le caoutchouc est comprimé et que son épaisseur a été réduite, ce quicause un bombement latéral. Comme le   caoutchouc est collé aux plaques, seules les couches médianes se déplacent et les bords se bombent vers l'extérieur et s'arrondissent comme le montre la figure. On utilise un calibre, de préférence du type à bague (non repré-   senté) ou tout autre système de mesure approprié pour mesurer le diamètre extérieur du bombement, 'ce qui indique l'augmentation de diamètre de la cou-   che de caoutchouc. La compression de la couche de caoutchouc est rapportée, en se référant au tableau, à la tension dans le tire-fond.

   Par exemple, une augmentation de diamètre du tampon équivalente à 0,1 pouce (2,5 mm) cor- respond approximativement à une tension de 5500 livres (2500 kg) dans le ti- re-fond, voir point 18 sur le tableau de la figure 4. 



   Comme les caractéristiques du caoutchouc varient, il est impor- tant de connaître la caractéristique du caoutchouc particulier utilisé et de fournir avec un lot de ces rondelles un tableau d'étalonnage pour déter- miner la tension dans le tire-fond. Un pareil tableau est représenté sur la 

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 figure 4 où les ordonnées verticales représentent la tension dans les tirefonds en livres et les abscisses horizontales représentent l'augmentation du diamètre du tampon exprimée en pouces. La courbe 19 représentée sur ce tableau est une courbe à utiliser pour déterminer la tension dans les tirefonds pour une certaine composition de caoutchouc. Un autre lot de rondelles peut avoir une courbe différente à cause des différences de mélange, etc.. 



  Un tableau séparé doit être utilisé pour chaque lot de rondelles d'une   com-   position donnée et ces rondelles doivent toujours être rapportées à ce ta-   bleau   particulier. 



   L'usage de ces rondelles procure un moyen rapide et économique pour mesurer non seulement la tension des tire-fonds de toit mais encore, en analysant cette tension, de contrôler l'état des couches de terrain du. toit de la galerie de mine ce qui permet de se rendre compte si les couches bougent et s'il faut un support supplémentaire. 



   Le terme "caoutchouc" utilisé ici comprend le caoutchouc synthétique et autres matières relativement tendres et pliables qui se déforment facilement lorsqu'une charge pèse dessus et qui ont des caractéristiques analogues à celles du caoutchouc naturel ou synthétique. 



   Bien entendu,l'invention n'est pas limitéeà la forme d'exécution et aux détails de réalisation décrits et représentés à titre d'exemple et on ne sortirait pas de son cadre en y apportant des modifications. 



   REVENDICATIONS. 



   1. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques et une couche de matière déformable interposée entre elles, dont les parties adjacentes aux plaques sont retenues contre tout déplacement relatif. 



   2. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques et une couche de matière déformable interposée entre ces plaques et fixée sur elles de manière permanente. 



   3. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques et une couche de caoutchouc interposée entre elles et collée ou soudée de manière permanente à ces plaques. 



   4. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques et une couche de caoutchouc dont les caractéristiques de déformation sous charge sont connues, interposée entre les plaques et collée ou soudéeà celles-ci. 



   5. - Rondelle   à   utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques, une couche de caoutchouc interposée entre elles, les plaques et la couche de caoutchouc étant percées d'ouvertures alignées destinées à recevoir un tire-fond et un manchon placé dans l'ouverture de la couche de caoutchouc et venant contre celle-ci, le manchon ayant au moins une longueur égale à celle des parois de cette dernière ouverture. 



   6. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comprenant une p aire de plaques circulaires, un disque de caoutchouc interposé entre elles, les plaques et le disque étant percés d'ouvertures alignées destinées à recevoir un tire-fond, un manchon placé dans l'ouverture de la couche de caoutchouc, dont la longueur est au moins égale à celle des parois de cette dernière ouverture et qui recouvre les parois de l'ouverture d'une plaque adjacente.

Claims (1)

1. 7. - Rondelle suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le manchon vient contre l'autre plaque et y est fixé rigidement <Desc/Clms Page number 5> 8. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à suppor- ter le toit d'une galerie de mine, comprenant une paire de plaques, une cou- che de caoutchouc interposée entre elles, les plaques et la couche de caout- chouc étant percées d'ouvertures alignées destinées à recevoir un tire-fond et un manchon place dans l'ouverture de la couche de caoutchouc et venant contre cette couche et dont la longueur est au moins égale à celle des pa- rois de cette dernière ouverture, une extrémité du manchon étant fixée sur une des plaques de manière à faire corps avec elle.

   9. - Rondelle suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'autre extrémité du manchon coulisse dans l'ouverture de l'autre plaque.

   10, - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comportant une paire de plaques et une pièce déformable interposée entre elles et y fixée d'une manière permanente, ces plaques étant des disques perforés ayant une longueur au moins égale à celle de la pièce déformable interposée, et l'épaisseur de la pièce déformable étant de l'ordre de 3/8 pouce (9,5 mm) en l'absence de charge.

   11. - Procédé de mesure de la tension d'un tire-fond au moyen d'une pièce de caoutchouc, caractérisé en ce qu'on enferme le caoutchouc entre des surfaces rigides destinées à se déplacer l'une par rapport à l'autre pour comprimer le caoutchouc dont au moins une partie est libre de manière à pouvoir se dilater lorsque les surfaces se rapprochent l'une de l'autre, et on détermine la force agissant sur les surfaces pour les rapprocher, en mesurant la déformation des parties non confinées du caoutchouc.

   12. - Procédé de mesure de la tension d'un tire-fond au moyen d'une pièce de caoutchouc, caractérisé en ce qu'on enferme et colle le caoutchouc entre des surfaces rigides destinées à se rapprocher l'une de l'autre pour comprimer le caoutchouc dont certaines parties sont libres ce qui permet de voir la dilatation du caoutchouc lorsque les surfaces se rapprochent l'une de l'autre, et on détermine la force agissant sur les surfaces pour les rapprocher l'une de l'autre en mesurant la déformation des parties non confinées du caoutchouc.

   13. - Procédé suivant la revendication 12 , caractérisé en ce qu'on mesure la déformation à partir de la normale pour déterminer la charge agissant sur le caoutchouc par l'intermédiaire des plaques.

   14. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comportant une paire de plaques ayant des surfaces opposées plates, une couche de caoutchouc interposée entre les plaques et vulcanisée sur celles-ci, les plaques et la couche de caoutchouc étant traversées par des ouvertures alignées, l'ouverture dans une plaque ayant en substance le'même diamètre que l'ouverture dans le caoutchouc et l'ouverture dans l'autre plaque étant légèrement plus petite que celle dans le caoutchouc, et un manchon placé dans l'ouverture du caoutchouc et de la première plaque et dont le diamètre extérieur est en substance égal à celui des ouvertures dans la première plaque et le caoutchouc, l'extrémité du manchon adjacente à l'autre plaque venant contre cette plaque et y étant reliée pour se déplacer avec elle,

   la longueur du manchon étant sensiblement infé- rieure à celle de l'épaisseur combinée du caoutchouc et de la première plaque en l'absence de charge.

   15. - Rondelle à utiliser avec des boulons servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comportant une paire de plaques ayant des surfaces opposées plates, une couche de caoutchouc interposée entre les plaques et vulcanisée sur celles-ci les plaques et la couche de caoutchouc étant traversées par des ouvertures alignées, l'ouverture dans une plaque ayant en substance le même diamètre que l'ouverture dans le caoutchouc et l'ouverture dans l'autre plaque étant légèrement plus petite que celle dans le caout chouc, et un manchon placé dans l'ouverture du caoutchouc et de la première plaque et dont le diamètre extérieur est en substance égal à celui des ouvertures dans la première plaque et le caoutchouc, l'extrémité du manchon <Desc/Clms Page number 6> adjacente à l'autre plaque venant contre cette plaque,

   la longueur du manchon étant sensiblement inférieure à l'épaisseur combinée du caoutchouc et de la première plaque en l'absence de charge.

   16. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comportant uns paire de plaques ayant des surfaces opposées plates, une couche de caoutchouc interposée entre les plaques et vulcanisée sur celles-ci, les plaques et la couche de caoutchouc étant traversées par des ouvertures alignées, l'ouverture dans une plaque ayant en substance le même diamètre que l'ouverture dans le caoutchouc et l'ouverture dans l'autre plaque étant légèrement plus petite que celle dans le caoutchouc, et un manchon placé dans l'ouverture du caoutchouc et de la première plaque et dont le diamètre extérieur est en substance égal à celui des ouvertures dans la première plaque et le caoutchouc, l'extrémité du manchon adjacente à l'autre plaque venant contre cette plaque,

   la longueur du manchon étant sensiblement inférieure à l'épaisseur combinée du caoutchouc et de la première plaque en l'absence de charge, le caoutchouc ayant la forme d'un disque plat dont le bord extérieur est concentrique à l'ouverture dont il est percé.

   17. - Rondelle à utiliser avec des tire-fonds servant à supporter le toit d'une galerie de mine, comportant une paire de plaques ayant des surfaces opposées plates, une couche de caoutchouc interposée entre les plaques et vulcanisée sur celles-ci, les plaques et la couche de caoutchouc étant traversées par des ouvertures alignées, l'ouverture dans une plaque ayant en substance le même diamètre que l'ouverture dans le caoutchouc et l'ouverture dans l'autre plaque étant légèrement plus petite que celle dans le oaout - chouc, et un manchon placé dans l'ouverture du caoutchouc et de la première plaque et dont le diamètre extérieur est en substance égal à celui des ouvertures dans la première plaque et le caoutchouc, l'extrémité adjacente à l'autre plaque venant contre cette plaque,

   la longueur du manchon étant sensiblement inférieure à l'épaisseur combinée du caoutchouc et de la première plaque en l'absence de charge, le caoutchouc ayant la forme d'un disque plat dont le bord extérieur est concentrique à l'ouverture dont il est percé, le bord extérieur de l'autre plaque se terminant au ras du bord extérieur du disque.

   18. - Dans un dispositif du genre décrit comportant un tirefond de toit pourvu d'une rondelle et d'un écrou, le perfectionnement apporté à cette rondelle comprenant une paire de plaqués et une couche de caoutchouc interposée entre elles, les parties des plaques et de la couche de caoutchouc interposée étant retenues contre tout déplacement relatif. en annexe 1 dessin.