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La présente invention concerne un procédé et une ins- tallation de soutènement du toit des mines de charbon en combi- naison avec une haveuse à transporteur agencée pour des opéra- tions d'exploitation'en longue-taille. L'expression "haveuse" utilisée dans cette description couvre également les haveuses- chargeuses, les rabots, etc... agencés pour avancer le long d'un grand front.
Un but de l'invention est de créer une nouvelle ins- tallation de soutènement du toit d'une mine à l'arrière d'un nouveau front de taille, et de réduire le temps nécessaire à la mise en place des différents supports de soutènement dans
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cette position.
Un autre but est de -créer un mode de commande perfec- tionné de l'affaissement du toit de la mine à l'arrière des supports de soutènement, notamment de déterminer une ligne de rupture uniforme en arrière de laquelle le toit peut s'affais- ser après l'enlèvement des supports.
Selon l'invention, le procédé de soutènement du toit d'une mine de charbon, pendant les opérations d'exploitation en longue-taille, consiste à disposer alternativement le long du front de taille plusieurs supports extensibles de deux types reliés à un bâti allongé, tel que celui d'un trarsporteur, chaque support étant construit de façon à assurer un soutène- ment étendu du toit de mine en arrière et au-dessus du bâti, à desserrer et à faire avancer les supports du premier type successivement vers le nouveau front de taille après chaque passage de la haveuse le long de ce front de taille, à allonger chaque support ainsi avancé de façon à soutenir la portion de toit nouvellement formée, à faire avancer le bâti progres- sivement vers le nouveau front de taille dans le sillage de la haveuse,
à raccourcir et à faire avancer les supports du deuxième type successivement pour les aligner avec les supports du premier type qui ont été avancés lorsque la partie adjacente du bâti a été complètement avancée jusqu'à la position néces- saire pour la course suivante de la haveuse, et à allonger chaque support ainsi'avancé pour soutenir le toit entre les' supports du premier type.
L'installation pour la mise en oeuvre de ce procédé comprend plusieurs supports comportant chacun un chapeau en forme de traverse réglable en hauteur, ces supports étant prévus en deux types disposés alternativement le long du bâti, et reliés à lui, les chapeaux étant orientés transversalement par rapport au bâti et présentant vers le front de taille des
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prolongements en porte-à-faux qui sont plus longs pour les 'supports du premier type que pour ceux du deuxième type, afin 'de pouvoir être avancés vers une position dans laquelle ils soutiennent la portion de toit qui vient d'être formée au-dessus du sillage de la haveuse avant qu'il soit possible de faire avancer le bâti auquel les supports sont reliés,
un vérin d'avancement réunissant le bâti et chaque support afin d'assurer les mouvements relatifs entre le premier et les seconds.
Le bâti auquel sont reliés les supports peut être le bâti d'un transporteur disposé le long du front de taille, et ce bâti est articulé ou rendu flexible d'une autre manière afin de pouvoir avancer progressivement sur une partie de sa longueur.
Dans le cas d'un transporteur extensible se déplaçant avec la haveuse, le bâti peut porter un transporteur flexible et adaptable pour permettre aux supports de faire avancer le bâti, et d'avancer ensuite eux-mêmes par tr action sur le bâti.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La fige 1 est une vue schématique en plan d'une installation de soutènement dans un chantier de mine représentée de façon simple pour illustrer le mode de fonctionnement de l'ensemble.
La fig. 2 est une vue en perspective d'une partie d'un transporteur et des supports de.soutènement reliés à cette partie.
La fig. 3 est une vue en élévation de la partie antérieure d'un support de soutènement et de sa liaison avec le transporteur, certaines parties du support étant représentées
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en coupe pour montrer l'agencement intérieur.
La fig. 4 est une vue schématique de l'équipement hydraulique et montre le fonctionnement des organes hydrauli- ques de chaque support.
Sur la fig. 1, l'ancien front de taille est représenté en 10 sur le côté gauche, tandis que le nouveau front de taille est représenté en 11 au milieu et sur le côté droit.
Une haveuse-chargeuse 12 à moteur se déplace vers la gauche pour achever le nouveai front de taille 11. la haveuse-chargeuse 12 est guidée par un transporteur 13, qui s'étend en ligne droite le long de l'ancien front de taille et derrière la haveuse-chargeuse 12, mais fait ensuite un coude à l'arrière de la haveuse-chargeuse pour s'étendre en ligne droite le long du nouveau front de taille 11 sur le côté droit de la figure.
Le toit au-dessus du long front de taille est soutenu par plusieurs supports de deux types disposés alternativement, orientés transversalement par rapport au front de taille, et uniformément espacés les uns des autres. Chaque support de toit du premier type 14 comporte un chapeau en forme de traverse de soutènement 15 reposant sur deux étançons hydrau- liques 16. On l'appellera ci-après "support à deux état cons".
Chaque support de toit-17 du deuxième type comporte une traverse de soutènement 18 reposant sur trois étançons hydrauliques 19. On l'appellera "support à trois étançons".
Une partie en porte-à-faux de chaque chapeau de soutènement s'étend vers l'avant au-dessus du transporteur. Le prolongement en porte-à-faux 21 de chaque support à deux étançons 14 est plus long que le prolongement 22 de chaque support à trois étançons 17. La longueur du prolongement en porte-à-aux 21 est telle que chaque support à deux étançons puisse avancer vers le nouveau front de taille immédiatement
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après le passage de la haveuse-chargeuse 12, tandis que la longueur du prolongement en porte-à-faux 22 de chaque support à trois étancons est telle que celui-ci ne puisse avancer vers le nouveau front de taille 11 que lorsque la partie adjacente du transporteur a été poussée vers le nouveau front de taille,
la limitation de la course d'avancement de chaque support à trois étançons étant imposée par la proximité de l'étançon antérieur 19 de chaque support 17 par rapport au transporteur.
Quoique chaque support à trois étançons soit mieux adapté pour soutenir le toit de mine d'un bout à l'autre de son chapeau, les supports à deux étançons 14 alternant avec les premiers permettent de soutenir dans une proportion appréciable, dans le sillage de la haveuse-chargeuse 1,2 le nouveau toit qui vient d'être formé, parce que chaque support à deux étançons 14 est avancé immédiatement après le passage de la haveuse 12.
Chaque support de toit est relié au transporteur 13 par un vérin hydraulique.. Cette liaison et certains détails de l'agencement de chaque support seront décrits ci-.,près en regard des fig. 2 et 3.
Le support à trois étançons 17, représenté au premier plan de la fig. 2, comporte un socle 23 en forme de caisson dont la face inférieure est formée par un patin 24. L'étançon postérieur 25 et l'étançon intermédiaire 26 sont encastrés dans le socle 23, tandis qu' un étançon hydraulique antérieur 27 est encastré d'une manière similaire dais un pot 28 monté au-dessus de l'extrémité antérieure du socle 23. Le pied de l'étançon 27 est légèrement convexe et présente un bossage central 29 librement engagé dans un évidement central 31 au fond du pot 28. Une manchette 32 en caoutchouc ou en matière similaire entoure le pied de l'étançon 27. Elle est maintenue à une certaine hauteur à l'intérieur du pot 28 par une douille d'espacement 33 qui repose sur le fond du pot.
L'étançon 27
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peut ainsi osciller dans une certaine mesure par rapport à la verticale, mais il est normalement centré par la manchette en caoutchouc 32. La pénétration des corps étrangers dans le pot est empêchée par un écran 34 en deux parties entourant étroitement l'étancon, et dont les bords antérieur et postérieur sont respectivement retenus par des cornières antérieure et postérieure 35 et 36. Un certain jeu est ménagé entre les/ cornières et l'écran pour permettre les déplacements de celui- ci lorsque l'étancon 27 oscille en avant,en arrière et transversalement. L'élément télescopique 37 de l'étançon porte une tête légèrement convexe 38 sur laquelle repose le chapeau de soutènement 18, qui se présente sous la forme d'un profilé. en U renversé.
A la face intérieure du fond du chapeau, une plaque d'appui 39 pour la tête 38 est fixée par un boulon 41 à tête conique 42 engagée avec un certain jeu dans une ouverture conique 43 de la tête 38. Le boulon 41 retient ainsi le chapeau de l'étancon, mais permet un certain mouvement an- gulaire entre l'étancon 27 et le chapeau 18 lorsque les étan- çons sont allongés entre un toit et un mur non rigoureusement parallèles ou présentant d'autres inégalités.
L'étançon postérieur 25 et l'étancon intermédiaire 26 sont montés en bas et en haut d'une manière similaire, quoique les pots des pieds: soient en réalité encastrés dans le socle en caisson 23. Le pot 28 de l'étançon antérieur 27 est disposé au-dessus du socle pour permettre le logement d'un vérin d'avan- cement dans la cavité de la partie antérieure du socle 23.
Ce vérin 44, que montre la fig. 3, est à double effet et comporte un cylindre 45 dont l'extrémité antérieure est maintenue par des tourillons verticaux 46 dans une bague de cardan 47, montée à son tour sur des tourillons transversaux les parois latérales 49 du socle en caL sson 23. la tige de piston 51 sortait du cylindre 45 porte une tête formant chape
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52, reliée par un pivot transversal 53 à un bloc 54 articulé sur un pivot 55 monté verticalement sur le côté correspondant du transporteur 13. Le pivot 55 est maintenu par les extrémités dans les ailes d'un étrier 56 fixé au côté du transporteur 13.
Le cylindre 45 et la tige de piston 51 sont ainsi reliés par des articulations à cardan respectivement au socle 23 et au transporteur 13, ce qui permet un certain décalage angulaire, tandis que la longueur du pivot 55 est supérieure à la hauteur du bloc 54 pour pouvoir compenser les différences de niveau entre le transporteur et le socle 23. La tige de piston 51 est protégée par un écran extensible 57 formé par une platine en
U renversé, prolongée par des pattes à encoches 58 en prise avec des tourillons latéraux 59 de la tête 52 de la tige de piston. L'écran coulisse avec la tige de piston dns l'extrémité antérieure ouverte du socle 23, et il couvre en permanence.la tige de piston.
L'agencement de chaque support à deux étançons est en principe similaire, sauf que le socle 61 est plus court et ne porte que deux étancons. L'étançon antérieur 62 est monté dans un pot 63 placé sur le socle 61, tandis que l'étançon postérieur 64 est encastré dans la partie postérieure du socle.
La longueur du chapean de soutènement 15 est cependant égale à celle du chapeau- de"soutènement 18 de chaque support à trois étançons, et sa liaison avec les têtes des étançons 62 et 64 est celle qui a été décrite en regard de la fig. 3. Dans le socle 61 un cylindre de vérin d'avancement est relié à celui- ci par une articulation à cardan comme dans le support à trois étançons, et la tige de piston 65, qui est visible sur la fig. 2, est reliée à un pivot latéral 66 du tran -=porteur 13 par une articulation à cardan telle que celle @ a fig. 3.
Cette tige de piston 65 est également protège il -,[ un écran 67,mais celui-ci présente sur les ailes latérales une rangée de
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trous 68 dans l'un desquels peut être engagée une broche d'arrêt 69,' dont le but sera décrit plus loin.
La distance entre les étançons antérieur et postérieur 62 et 64 est égale à celle entre les étaiçons antérieur et inter- médiaire 27 et 26 du support à trois élançons, tandis que la distance entre les étançons intermédiaire et postérieur 26 et 25 de ce dernier support est sensiblement égale au maximum de la course d'avancement de chaque support, telle qu'elle est déterminée par le vérin d'avancement,
La force/motrice pour actionner les vérins d'avance- ment 45 et pour le serrage des étançons est fournie par une source de pression hydraulique non représentée, qui alimente deux conduits distributeurs 71 et 72 et reçoit l'échappement par un conduit collecteur 73. Ces trois conduits sont fixés le long du transporteur 13.
Le conduit distributeur 71 alimente en fluide hydraulique les supports à trois étançons, tandis que le conduit distributeur 72 alimente les supports à deux étalons. Cependant, un seul conduit distributeur peut égale- ment alimenter tous les supports si on le désire. Pour chaque vérin d'avancement 44, l'admission et le retour du fluide hy- draulique ont lieu par l'intermédiaire d'un distributeur sé- lecteur 74 monté sur un côté du transporteur 13. Ce distribu- teur sélecteur 74 peut être commandé par un arbre 75, dans lequel on peut insérer une broche pour le faire tourner. Chaque support est muni d'une soupape de mise sous pression et d'une soupape d'échappement placés derrière le pot 28 de l'étançon antérieur.
La soupape de mise sous pression peut être commandée par un arbre 76 et la soupape d'échappement par un arbre 77 (fig. 2).
La constitution et l'agencement du distributeur et des soupapes sont représentés schématiquement sur le schéma hydraulique de la fig. 4. Le distributeur sélecteur 74 comporte
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deux tiroirs 78 et 79, qui sont actionnés par un balancier
81 -solidaire de l'arbre de commande 75, et poussés respective- .ment .cantre ce ,balancier par des ressorts 82 et 83. Dans la position médiane -du balancier 81, les tiroirs 78 et 79 obtu- rent un canal d'admission-84 qui communique par un autre canal
85 avec le conduit distributeur 71. Un canal de départ 86 débouche dans un espace annulaire entourant une tige centre- le
88 du tiroir 78, tandis qu'un canal de départ 87 débouche dans un espace annulaire similaire entourant la tige centrale
89 du tiroir 79.
Ces deux espaces annulaires communiquent entre eux 'par un canal de retour 91, qui communique par un autre canal 92 avec le conduit collecteur 73.
La tige de piston creuse 51 du vérin d'avancement 44 contient un tube central 93, qui la divise en un canal central
94 relié par un conduit 95 au canal de départ 86, et @n un canal annulaire 96 relié par un conduit 97 au canal de départ
87. Le canal central 94 passe à travers le piston 98 pour déboucher dans la chambre @9 du cylindre, tandis que le canal annulaire 96 communique par un orifice latéral 101 de .La tige . 51 avec la chambre 102 du cylindre autour de la tige.
Lorsque l'arbre de commande 75 fait basculer le balancier 81 pour pousser le tiroir 78, de façon qu'il obture le canal de retour
91 et découvre le canal d'admission 84, le liquide @2 conduit distributeur 71 passe par le canal 85, le canal le canal de départ 86, le conduit 95 et le canal central 94 dans la chambre 99 du vérin, tandis que le liquide que contient la chambre annulaire 102 passe par l'orifice 101, le canal an u- laire 96, le conduit 97, le canal de départ 87, le canal de retour 91 et le canal 92 dans le conduit collecteur 73.
Il en résulte donc un allongement du vérin d'avancement 44, tandis qu'un mouvement de rotation de l'arbre 75 dans le sens opposé
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entraîne une contraction du-vérin 44. 'Lorsque le balancier ?l'occupe sa position médiane, représentée sur la figure, il est évident que les deux chambres 99 et 102 du vérin commu- niquent librement entre elles et avec le conduit collecteur 73 par l'intermédiaire du distributeur 74.
A côté du véit 44 est montée une boîte 103 contenant un clapet de retenue 104 permettant le passage du fluide de la chambre annulaire 102 du vérin par un conduit 105 et un autre conduit 106 aboutissant au canal d'admission 107 de la soupape de mise sous pression 108. Cette soupape 108 comprend un tiroir à ressort 109, qui peut être poussé à l'encontre de l'action du ressort par une came 111 solidaire de l'arbre de commande 76, pour découvrir le canal d'admission 107 et un canal de départ 112. Ce canal de départ 112 est relié par un conduit ramifié 113 à trois clapets de retenue 114, 115, 116, permettant le passage du fluide par des conduits 117, 118, 119 respectivement vers les vérins hydrauliques 27, 26, 25.
Les clapets de retenue 114, 115 , 116 sont montés dans une boîte 121, qui contient trois autres clapets de retenue 122, 123, 124 permettant le passage du fluide des étançons 27, 26, 25 par les conduits 117,118, 119 dans un conduit ramifié 125.
Ce conduit ramifié 125 est raccordé au canal d'admission 126 d'une soupape de décharge 127, comportant un tiroir à ressort 129 actionné par une came 128 que porte l'arbre de commande 77, et qui fonctionne également comme soupape de sûreté. L'extrémité du tiroir 129 opposée à la came contient un clapet à ressort 131, qui s'ouvre sous la poussée d'une pression excessive régnant dans le conduit ramifié 125 et provenant de l'un des étançons 27,26 ou 25, pour permettre au liquide de s'échapper par le canal de départ 132 de la
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soupape 127. On peut également réduire'la pression simultané- ment dans les trois étançons en faisant tourner l'arbre de commande 77 et la came 1-2-8 pour pousser le tiroir 129 vers Intérieur.
Le canai de départ 132 est relié par un conduit
133 à deux autres clapets de retenue 134 et 135 montés dans la boite 103. Le clapet 134 permet le passage du fluide dans le conduit 105 aboutissant à la chambre annulaire 102 du cylindre de vérin 45, tandis que le clapet 135 laisse passer le fluide dais un conduit 136 qui aboutit à la, chambre 99 du vérin.Les clapets de retenue 134 et 135 permettent donc toujours le passage- du fluide, depuis la soupape de décharge, vers celle des chambres 99 ou 102 du vérin dans laquelle règne une basse pression, ensuite par le conduit 95 ou 97 et le distributeur sélecteur 74 dans le conduit collecteur 73.
D'autre part, le clapet de retenue 104 que contient la boite 103 laisse passer le liquide sous pression de la chambre annulaire 102 vers la soupape de mise sous pression 108.
Lorsque celle-ci est actionnée, le liquide peut passer de la manière décrite dans les trois vérins 27, 26, 25, de sorte que le chapeau de soutènement porté par ces trois vérins est ser- ré contre le toit de la galerie.
Chaque support à deux étançons comprend un vérin d'avancement, une soupape de mise sous pression et une soupape de décharge montés dans un circuit hydraulique tel que: celui décrit en regard de la fig. 4, saufque les trois vérins représentés sont alors remplacés par deux vérins.Pour les besoins de la description du fonctionnement de l'installa- tion de soutènement, il faut préciser que le vérin d'avance- ment d u support à deux élançons représenté à la figure 2 est commandé par un arbre 75a qu'on voit en partie, qu'un arbre
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76a commande le soupape de mise sous pression, et qu'un arbre 77e commande la soupape de décharge.
On voit sur la fige 1 que les supports à deux et à trois élançons, placés devant le front de taille à abattre, sont alignés avec leurs prolongements en porte-à-faux 21 et 22 au-dessus du transporteur, qui s'étend dans cette zone le long de l'ancien front de taille. Ires vérins d'avancement 44 des supports à deux étançons sont en extension complète, tandis que les vérins d'avancement des supports à trois étançons sont complètement contractés. Dès que la haveuse- chargeuse 12 a dépassé chacun des supports à deux étançons, pour lui permettre d'avancer sans heurter la nageuse, l'opé- rateur fait tourner l'arbre de commande 77a de la soupape de décharge pour faire descendre le chapeau de soutènement 15.
En faisant ensuite tourner l'arbre de commande 75a du dis- tributeur sélecteur, l'opérateur peut faire passer du fluide hydraulique dans la chambre annulaire 102 du vérin d'avan- cement 44 afin de raccourcir ce vérin et lui permettre de faire avancer le support à deux étançons en tirant sur le transporteur 13.Si l'avancement complet n'est.pas nécessaire, l'opérateur peut en limiter la course en insérant la barre d'arrêt 69 dans un trou 68 approprié de l'écran 67, la course d'avancement est alors déterminée par la butée de l'ex- trémité antérieure du socle 61 contre la barre d'arrêt 69.
Tout en maintenant la pression dans la chambre annulaire 102 du vérin 44-, l'opérateur fait ensuite tourner l'arbre de com- mande 76a de la soupape de mise sous pression, pour faire pénétrer le fluide hydraulique dans les étançons hydrauli- ques 62 et 64, c'est-à-dire pour resserrer le chapeau de soutènement 15 contre le. toit. Les supports à deux étançons, que la fige 1 montre dans le sillage de la haveuse-chargeuse
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12, occupent tous cette position avancée jusqu'au support indiqué en 14a.
Lorsque l'opérateur a fait avancer de cette manière les supports à deux étançons-, et après le serrage de leurs chapeaux de soutènement 15, il fait tourner l'arbre de commande 75a du distributeur sélecteur pour le ramener à la position médiane, de façon que les deux chambres du vérin
44 soient en communication avec le conduit collecteur de retour.
En regard du nouveau front de taille 11, où les supports à deux et à trois étançons sont décalés les uns par rapport aux autres, les étançons postérieurs 64 des supports à deux étançons sont alignés entre eux et avec les étamçons intermédiaires 26 des supports à trois étançons. Quoique le toit soit sensiblement soutenu par les supports à trois étançons à l'arrière des étançons 64, la poussée de ces derniers a tendance à amorcer une rupture du toit le long de leur ligne. Au moment de l'avancement de chaque support à trois étançons, le toit a donc tendance à s'affaisser uniformément en arrière de la ligne prédéterminée de rupture initiale du toit.
L'opération suivante consiste à faire avancer progres- sivemen t la partie du transporteur.13 à l'arrière de la haveuse- chargeuse par un mouvement de reptation. A cet effet, l'opé- rateur fait tourner l'arbre de commande 75 du distributeur sé- lecteur pour faire passer le fluide hydraulique dans la chambre 99 du vérin 44 de chaque support à trois étançons 17 qui doit avancer. Etant donné que les supports à trois étançons 17 sont coincés entre le toit et le sol, leurs vérins d'avan- cement 44 exercent une poussée d'avancement modérée sur le transporteur, à laquelle ne s'oppose que 1 'élasticité, naturel- le du transporteur, et qui n'entraîne aucune déformation por-
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manente.
Chaque fois qu'une section du.. transporteur a été amenée à proximité du nouveau front de ta@@@e, c'est-à-dire à la position indiquée en regard du suppora@@ trois étançons
17a, l'opérateur peut faire avancer ce support 17a séparé- ment pour l'amener dans l'alignement des supports à deux étancons déjà avancés. A cet effet, il fait d'abord tourner l'arbre de commande 77 de la soupape de décharge pour faire - descendre les étançons 25,26, 27 portant le chapeau/de soutènement 18. Il fait ensuite tourner l'arbre de commande
75 du distributeur sélecteur 74 pour faire passer le fluide hydraulique dans la chambre annulaire 102 du vérin d'avancement
44,de sorte que ce dernier se contracte.
Le support à trois étançons 17a est ainsi tiré vers le transporteur 13, jusqu'à ce que la tige du vérin 44 soit complètement rentrée, le support 17a étant alors aligné avec les supports à deux étan- çons situés en avait. L'opérateur fait alors tourner l'arbre de commande 76 de la soupape de mise sous pression pour faire passer le fluide hydraulique dams les étançons 25, 26, 27, afin qu'ils s'allongent et réappliquent le chapeau de soutène- ment 18 contre le toit. Après ce serrage du chapeau, l'opéra- teur peut ramener l'arbre de commande 75 du distributeur sélecteur 74 à sa position médiane de façon que les deux cham- bres du vérin d'avancement 44 soient en communication avec le conduit collecteur de retour.
Lorsque la hâveuse-chargeuse atteint la fin de sa course, elle repart dans le sens opposé pour abattre le nouveau front de taille. La suite des opérations décrite pour la course de droite à gauche est alors la même pour la course de gauche à droite.
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The present invention relates to a method and installation of roof support for coal mines in combination with a conveyor chopper designed for long-scale mining operations. The term "cutter" used in this specification also covers shear loaders, planers, etc., arranged to advance along a large front.
An object of the invention is to create a new installation for supporting the roof of a mine behind a new working face, and to reduce the time required for the installation of the various supporting supports. in
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this position.
Another object is to create an improved method of controlling the sag of the mine roof behind the retaining supports, including determining a uniform failure line behind which the roof can sag. - press after removing the supports.
According to the invention, the method of supporting the roof of a coal mine, during long-pruning operations, consists in arranging alternately along the working face several extendable supports of two types connected to an elongated frame. , such as that of a trarsporteur, each support being constructed in such a way as to provide extensive support for the mine roof behind and above the frame, to loosen and advance the supports of the first type successively towards the new working face after each passage of the cutter along this working face, to lengthen each support thus advanced so as to support the newly formed roof portion, to advance the frame gradually towards the new working face in the wake of the cutter,
shortening and advancing the supports of the second type in succession to align them with the supports of the first type which have been advanced when the adjacent part of the frame has been fully advanced to the position necessary for the next stroke of the shear , and lengthening each support thus advanced to support the roof between the supports of the first type.
The installation for the implementation of this method comprises several supports each comprising a cap in the form of a cross member adjustable in height, these supports being provided in two types arranged alternately along the frame, and connected to it, the caps being oriented transversely. in relation to the frame and presenting towards the working face
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cantilever extensions which are longer for the supports of the first type than for those of the second type, so that they can be advanced to a position in which they support the roof portion which has just been formed in the above the wake of the shear before it is possible to advance the frame to which the supports are connected,
an advancement cylinder bringing together the frame and each support in order to ensure the relative movements between the first and the second.
The frame to which the supports are connected may be the frame of a conveyor disposed along the working face, and this frame is articulated or made flexible in some other way so as to be able to progress gradually over part of its length.
In the case of an extendable conveyor moving with the cutter, the frame can carry a flexible and adaptable conveyor to allow the supports to advance the frame, and then to advance themselves by pulling on the frame.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will clearly explain how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course being part of said invention.
Fig. 1 is a schematic plan view of a support installation in a mine site shown simply to illustrate the operating mode of the assembly.
Fig. 2 is a perspective view of part of a conveyor and the supports de.soutonnement connected to this part.
Fig. 3 is an elevational view of the front part of a support support and its connection to the conveyor, certain parts of the support being shown
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in section to show the interior layout.
Fig. 4 is a schematic view of the hydraulic equipment and shows the operation of the hydraulic members of each support.
In fig. 1, the old working face is shown at 10 on the left side, while the new working face is shown at 11 in the middle and on the right side.
A motorized cutter-loader 12 moves to the left to complete the new working face 11. The cutter-loader 12 is guided by a conveyor 13, which runs in a straight line along the old working face and behind the cutter-loader 12, but then make an elbow at the back of the cutter-loader to extend in a straight line along the new front size 11 on the right side of the figure.
The roof over the long face is supported by several supports of two types arranged alternately, oriented transversely to the face, and evenly spaced from each other. Each roof support of the first type 14 comprises a cap in the form of a retaining cross member 15 resting on two hydraulic props 16. It will be referred to hereinafter as "two-state support".
Each roof support-17 of the second type comprises a retaining cross member 18 resting on three hydraulic props 19. It will be called a “three-prop support”.
A cantilevered portion of each retaining cap extends forward above the conveyor. The cantilever extension 21 of each two-leg bracket 14 is longer than the extension 22 of each three-leg bracket 17. The length of the cantilever extension 21 is such that each two-leg bracket can advance to the new face immediately
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after the passage of the shear loader 12, while the length of the cantilever extension 22 of each three-stanchion support is such that it can only advance to the new face of size 11 when the adjacent part of the transporter has been pushed towards the new working face,
the limitation of the advance stroke of each support to three props being imposed by the proximity of the front prop 19 of each support 17 relative to the conveyor.
Although each support with three props is better suited to support the mine roof from one end of its cap to the other, the supports with two props 14 alternating with the first allow to support in an appreciable proportion, in the wake of the shear-loader 1,2 the new roof which has just been formed, because each support with two props 14 is advanced immediately after the passage of the shear 12.
Each roof support is connected to the conveyor 13 by a hydraulic cylinder. This connection and certain details of the arrangement of each support will be described below, close to FIGS. 2 and 3.
The support with three props 17, shown in the foreground in FIG. 2, comprises a base 23 in the form of a box, the underside of which is formed by a shoe 24. The rear prop 25 and the intermediate prop 26 are embedded in the base 23, while a front hydraulic prop 27 is embedded in 'in a similar way a pot 28 mounted above the anterior end of the base 23. The foot of the prop 27 is slightly convex and has a central boss 29 freely engaged in a central recess 31 at the bottom of the pot 28. A sleeve 32 of rubber or similar material surrounds the foot of the prop 27. It is held at a certain height inside the pot 28 by a spacer sleeve 33 which rests on the bottom of the pot.
Stanchion 27
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can thus oscillate to some extent with respect to the vertical, but it is normally centered by the rubber sleeve 32. The penetration of foreign bodies into the pot is prevented by a two-part screen 34 closely surrounding the stanchion, and of which the anterior and posterior edges are respectively retained by anterior and posterior angles 35 and 36. A certain clearance is provided between the angles and the screen to allow the latter to move when the prop 27 oscillates forward, backward. and transversely. The telescopic element 37 of the strut carries a slightly convex head 38 on which the retaining cap 18 rests, which is in the form of a profile. in inverted U.
On the inside face of the bottom of the cap, a support plate 39 for the head 38 is fixed by a bolt 41 with a conical head 42 engaged with a certain clearance in a conical opening 43 of the head 38. The bolt 41 thus retains the cap of the strut, but allows some angular movement between the strut 27 and the cap 18 when the struts are elongated between a roof and a wall not strictly parallel or having other inequalities.
The posterior strut 25 and the intermediate strut 26 are mounted at the bottom and at the top in a similar manner, although the footpots: are actually embedded in the box base 23. The pot 28 of the front strut 27 is arranged above the base to allow the housing of an advancing cylinder in the cavity of the front part of the base 23.
This jack 44, shown in FIG. 3, is double-acting and comprises a cylinder 45, the front end of which is held by vertical journals 46 in a cardan ring 47, which in turn is mounted on transverse journals the side walls 49 of the steel base 23. piston rod 51 protruding from the cylinder 45 carries a head forming a yoke
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52, connected by a transverse pivot 53 to a block 54 articulated on a pivot 55 mounted vertically on the corresponding side of the conveyor 13. The pivot 55 is held by the ends in the wings of a bracket 56 fixed to the side of the conveyor 13.
The cylinder 45 and the piston rod 51 are thus connected by cardan joints respectively to the base 23 and to the conveyor 13, which allows a certain angular offset, while the length of the pivot 55 is greater than the height of the block 54 for be able to compensate for the differences in level between the conveyor and the base 23. The piston rod 51 is protected by an extendable screen 57 formed by a plate in
U inverted, extended by notched lugs 58 engaged with lateral journals 59 of the head 52 of the piston rod. The screen slides with the piston rod in the anterior open end of the base 23, and it permanently covers the piston rod.
The arrangement of each two-stanchion support is in principle similar, except that the base 61 is shorter and carries only two stanchions. The front stanchion 62 is mounted in a pot 63 placed on the base 61, while the rear stanchion 64 is embedded in the rear part of the base.
The length of the retaining cap 15 is, however, equal to that of the retaining cap 18 of each three-prop support, and its connection to the heads of the props 62 and 64 is that which has been described with reference to Fig. 3. In the base 61 an advancement cylinder cylinder is connected to it by a cardan joint as in the three-stanchion support, and the piston rod 65, which is visible in Fig. 2, is connected to a lateral pivot 66 of the tran - = carrier 13 by a cardan joint such as that @ in Fig. 3.
This piston rod 65 is also protects it -, [a screen 67, but this one presents on the side wings a row of
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holes 68 in one of which can be engaged a stop pin 69, 'the purpose of which will be described later.
The distance between the anterior and posterior struts 62 and 64 is equal to that between the anterior and intermediate struts 27 and 26 of the three-strut support, while the distance between the intermediate and posterior struts 26 and 25 of the latter support is substantially equal to the maximum of the advancement stroke of each support, as determined by the advancement cylinder,
The driving force for actuating the advance cylinders 45 and for tightening the props is provided by a source of hydraulic pressure, not shown, which supplies two distributor conduits 71 and 72 and receives the exhaust via a manifold conduit 73. These three conduits are fixed along the conveyor 13.
The distributor duct 71 supplies hydraulic fluid to the supports with three props, while the distributor duct 72 supplies the supports with two standards. However, a single distributor duct can also feed all the supports if desired. For each advancement cylinder 44, the admission and return of the hydraulic fluid take place via a selector distributor 74 mounted on one side of the conveyor 13. This selector distributor 74 can be controlled. by a shaft 75, in which a spindle can be inserted to make it turn. Each support is provided with a pressurizing valve and an exhaust valve placed behind the pot 28 of the anterior stanchion.
The pressurizing valve can be controlled by a shaft 76 and the exhaust valve by a shaft 77 (Fig. 2).
The constitution and arrangement of the distributor and the valves are shown schematically in the hydraulic diagram of FIG. 4. The selector distributor 74 has
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two drawers 78 and 79, which are operated by a balance
81 - integral with the control shaft 75, and pushed respectively .cantre this, balance by springs 82 and 83. In the middle position of the balance 81, the spools 78 and 79 close a channel of ' admission-84 which communicates through another channel
85 with the distributor duct 71. A starting channel 86 opens into an annular space surrounding a central rod.
88 of the drawer 78, while a starting channel 87 opens into a similar annular space surrounding the central rod
89 of drawer 79.
These two annular spaces communicate with each other by a return channel 91, which communicates via another channel 92 with the collecting duct 73.
The hollow piston rod 51 of the advancement cylinder 44 contains a central tube 93, which divides it into a central channel
94 connected by a conduit 95 to the departure channel 86, and @n an annular channel 96 connected by a conduit 97 to the departure channel
87. The central channel 94 passes through the piston 98 to open into the chamber @ 9 of the cylinder, while the annular channel 96 communicates through a lateral orifice 101 of the rod. 51 with the chamber 102 of the cylinder around the rod.
When the control shaft 75 tilts the balance 81 to push the spool 78, so that it closes the return channel
91 and discovers the inlet channel 84, the liquid @ 2 distributor pipe 71 passes through the channel 85, the channel the outlet channel 86, the pipe 95 and the central channel 94 in the chamber 99 of the cylinder, while the liquid that the annular chamber 102 contains passes through the orifice 101, the an ural channel 96, the conduit 97, the outgoing channel 87, the return channel 91 and the channel 92 in the collecting duct 73.
This therefore results in an elongation of the advancement cylinder 44, while a rotational movement of the shaft 75 in the opposite direction.
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causes a contraction of the cylinder 44. When the balance occupies its middle position, shown in the figure, it is obvious that the two chambers 99 and 102 of the cylinder communicate freely with each other and with the collector duct 73 through through the distributor 74.
Next to the vee 44 is mounted a box 103 containing a check valve 104 allowing the passage of the fluid from the annular chamber 102 of the jack through a conduit 105 and another conduit 106 leading to the inlet channel 107 of the switching valve. pressure 108. This valve 108 comprises a spring slide 109, which can be pushed against the action of the spring by a cam 111 integral with the control shaft 76, to uncover the intake channel 107 and a departure channel 112. This departure channel 112 is connected by a branched conduit 113 to three check valves 114, 115, 116, allowing the passage of the fluid through conduits 117, 118, 119 respectively to the hydraulic cylinders 27, 26, 25.
The check valves 114, 115, 116 are mounted in a box 121, which contains three other check valves 122, 123, 124 allowing the passage of the fluid from the props 27, 26, 25 through the conduits 117, 118, 119 in a branched conduit 125.
This branched duct 125 is connected to the inlet channel 126 of a relief valve 127, comprising a spring spool 129 actuated by a cam 128 carried by the control shaft 77, and which also functions as a safety valve. The end of the spool 129 opposite the cam contains a spring-loaded valve 131, which opens under the thrust of an excessive pressure prevailing in the branched duct 125 and coming from one of the supports 27, 26 or 25, for allow the liquid to escape through the outlet channel 132 of the
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valve 127. The pressure in all three props can also be reduced simultaneously by rotating control shaft 77 and cam 1-2-8 to push spool 129 inward.
The departure channel 132 is connected by a conduit
133 to two other check valves 134 and 135 mounted in the box 103. The valve 134 allows the passage of the fluid in the conduit 105 leading to the annular chamber 102 of the ram cylinder 45, while the valve 135 allows the fluid to pass through. a conduit 136 which terminates in the chamber 99 of the cylinder. The check valves 134 and 135 therefore always allow the passage of fluid from the relief valve to that of the chambers 99 or 102 of the cylinder in which there is a low pressure , then via the conduit 95 or 97 and the selector distributor 74 in the collector conduit 73.
On the other hand, the check valve 104 contained in the box 103 allows the pressurized liquid to pass from the annular chamber 102 to the pressurizing valve 108.
When this is actuated, the liquid can pass in the manner described in the three jacks 27, 26, 25, so that the retaining cap carried by these three jacks is tight against the roof of the gallery.
Each support with two props comprises an advancement cylinder, a pressurizing valve and a relief valve mounted in a hydraulic circuit such as: that described with reference to FIG. 4, except that the three jacks shown are then replaced by two jacks.For the needs of the description of the operation of the support system, it should be specified that the cylinder for advancing the support with two struts shown on figure 2 is controlled by a shaft 75a which can be seen in part, that a shaft
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76a controls the pressure relief valve, and a shaft 77e controls the relief valve.
It can be seen in fig 1 that the two and three shank supports, placed in front of the working face to be felled, are aligned with their cantilevered extensions 21 and 22 above the conveyor, which extends in this area along the old working face. The advancement cylinders 44 of the two-post brackets are fully extended, while the advancement cylinders of the three-post brackets are fully contracted. As soon as the shear-loader 12 has passed each of the two-pronged supports, to allow it to advance without hitting the swimmer, the operator turns the control shaft 77a of the relief valve to lower the cap. support 15.
By then rotating the control shaft 75a of the selector distributor, the operator can pass hydraulic fluid into the annular chamber 102 of the advancing cylinder 44 in order to shorten this cylinder and allow it to advance the cylinder. support with two props by pulling on the conveyor 13. If full advance is not necessary, the operator can limit its stroke by inserting the stop bar 69 into a suitable hole 68 of the screen 67, the advance stroke is then determined by the stop of the front end of the base 61 against the stop bar 69.
While maintaining the pressure in the annular chamber 102 of the cylinder 44-, the operator then rotates the control shaft 76a of the pressurizing valve, to cause the hydraulic fluid to enter the hydraulic struts 62. and 64, that is, to tighten the retaining cap 15 against the. roof. The supports with two props, shown in Fig. 1 in the wake of the shear-loader
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12, all occupy this advanced position up to the support indicated at 14a.
When the operator has advanced the two-propped supports in this manner, and after tightening their retaining caps 15, he turns the control shaft 75a of the selector valve to return it to the middle position, so that the two chambers of the cylinder
44 are in communication with the return collector duct.
Facing the new size 11 front, where the two and three-sided supports are offset from each other, the posterior shanks 64 of the two-sided supports are aligned with each other and with the intermediate stems 26 of the three-sided supports. prop up. Although the roof is substantially supported by the three-prong supports at the rear of the props 64, the thrust of the latter tends to initiate a rupture of the roof along their line. As each three-leg support advances, the roof therefore tends to sag evenly behind the predetermined initial roof failure line.
The next operation is to progressively advance the part of the conveyor. 13 at the rear of the chopper-loader by a crawling motion. To this end, the operator rotates the control shaft 75 of the selector distributor in order to pass the hydraulic fluid into the chamber 99 of the jack 44 of each three-stanchion support 17 which must advance. Since the three-prong supports 17 are wedged between the roof and the ground, their advancing cylinders 44 exert a moderate advancement thrust on the conveyor, which is opposed only by the elasticity, naturally. of the transporter, and which does not cause any deformation
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manente.
Whenever a section of the .. conveyor has been brought close to the new front of ta @@@ e, that is to say to the position indicated opposite the support @@ three props
17a, the operator can advance this support 17a separately to bring it into alignment with the two-stanchion supports already advanced. To do this, he first rotates the control shaft 77 of the relief valve to lower the props 25,26, 27 carrying the bonnet / support 18. He then turns the control shaft
75 of the selector distributor 74 to pass the hydraulic fluid into the annular chamber 102 of the advancement cylinder
44, so that the latter contracts.
The three-stanchion support 17a is thus pulled towards the conveyor 13, until the rod of the jack 44 is fully retracted, the support 17a then being aligned with the two-stanchion supports located therein. The operator then rotates the pressurizing valve control shaft 76 to pass the hydraulic fluid through the struts 25, 26, 27, so that they lengthen and reapply the support cap 18. against the roof. After this tightening of the cap, the operator can return the control shaft 75 of the selector distributor 74 to its middle position so that the two chambers of the advancement cylinder 44 are in communication with the return manifold duct. .
When the hacker-loader reaches the end of its stroke, it sets off again in the opposite direction to break down the new working face. The sequence of operations described for running from right to left is then the same for running from left to right.