BE571362A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à un procédé et à une machine pour l'exploitation dite "longwall" des mines. 



   L'invention s'applique particulièrement à l'exploitation mécanique de minerais, par exemple le charbon, en veines minces. 



   L'exploitation mécanique de minerais en veines étroites présente des problèmes. En premier lieu, la machine employée doit être de dimensions relative- ment réduites, mais elle doit cependant contenir tous les éléments nécessaires pour attaquer la veine et enlever le minerai extrait. Les supports du toit doi- vent être maintenus près du front de travail et l'opérateur doit se trouver en dessous d'un terrain nouvellement supporté. Le produit miné ne doit pas contenir trop de matières fines ni d'autre part de gros blocs qui sont difficiles à mani- puler. La machine doit aussi être capable de former un faux toit sous lequel on peut travailler si une matière étrangère tendre surplombe la veine, et elle doit être susceptible de suivre des ondulations relativement faibles de la veine. 



   On a fait divers essais pour résoudre ces problèmes, avec un succès partiel. Les principaux inconvénients des procédés antérieurs sont les suivants : les machines du type à coupe centrale ne peuvent former un faux toit pour supporter les matières étrangères tendres en surplomb de la veine; les types à bras multiples réduisent le minérai en une grande propor- tion de fines ou en blocs trop grands pour les manipuler. Ils ne peuvent non plus traiter efficacement le petit charbon produit par la taille qui arrête la machine ou retarde la progression; les haveuses horizontales et fixes et les machines à coin vertical n'évacuent pas tout le minerai de la veine. La plupart des machines du type à coin vertical exigent le préooupage de la face "longwall" pour fournir une matière semi-brisée. 



   Les types à tailles supérieure et inférieure ne peuvent suivre les mouvements des couches pendant l'exploitation. 



   La plupart des machines antérieures ne fournissent pas une taille suffisamment large pour obtenir un fonctionnement efficace. 



   La demanderesse a développé un procédé et une machine qui écartent les inconvénients ci-dessus et procurent certains avantages qui seront décrits ci-après. 



   Le procédé consiste à attaquer la veine en la ooupant par dessous et en même temps en sciant les côtés et le dessus de la taille inférieure à la hauteur désirée dans la veine pour former un bloc qui est dégagé de la veine en dessous, devant et des deux côtés et qui n'est maintenu que par le toit et le fond. On dégage alors au moyen d'un coin une partie du bloc du toit. L'action du coin provoque la rupture du bloc en morceaux de grosseur appropriée qui peu- vent être facilement évacués de la zone de taille. 



   Ce procédé est de préférence mis à exécution au moyen d'une machine suivant l'invention qui comporte la combinaison d'un dispositif de coupe inféri- eure, des dispositifs de sciages latéraux et un dispositif à coins à la partie supérieure actionné mécaniquement et indépendamment. Un transporteur est disposé   d   manière à agir conjointement avec le dispositif d'attaque pour évacuer le minerai attaqué et désagrégé hors de la zone d'attaque. Un dispositif   d'avance-   ment est prévu, et il   contient   tout le mécanisme de commande essentiel pour faire avancer la machine et en même temps pour actionner les dispositifs d'attaque et le transporteur. 



   Suivant l'invention, on fait une taille inférieure suffisamment haute pour permettre l'accès et évacuer le petit charbon d'en dessous du bloc en sur-   ¯plomb,   mais suffisamment basse pour que la taille ne produise pas trop de fines. 

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  En même temps, la taille inférieure est suffisamment profonde pour former un sur- plomb de la partie antérieure de la'zone de taille non attaquée par le coin, tout en formant un porte-à-faux suffisant à l'arrière du surplomb antérieur sur lequel peut agir le coin sans déloger la partie antérieure. En pratique, on préfère que la saignée inférieure soit comprise entre environ 90 et 120 cm. La hauteur de la saignée ne doit de préférence pas être supérieure à la moitié de la hauteur de la veine, mais de préférence d'au moins 30 cm. Le trait de scie est au moins aus- si profond que la saignée inférieure et de préférence il pénètre plus loin que cette saignée.

   La hauteur du trait de scie doit de préférence atteindre la hau- teur du bloc sur lequel doit agir le coin, et cette hauteur doit laisser le por- te-à-faux désiré sur le toit:L'action du coin doit atteindre une profondeur suffisante pour séparer un gros morceau du bloc qui a été partiellement coupé de la veine, et pour laisser un porte-à-faux adhérant encore à la veine pour ser- vir de toit à la zone de taille. L'action du coin doit atteindre une profondeur de 10 cm et de préférence environ 60 cm, ou environ la moitié de la profondeur de la saignée inférieure. Les chiffres donnés sont relativement critiques pour atteindre les résultats désirés en ce qui concerne la production et la qualité du produit final. 



   On a décrit la nature de l'invention d'une manière générale, et on se réfèrera ci-après plus en détail à une machine suivant   l'invention,de     construc-   tion préférée et particulièrement destinée à l'extraction du charbon, représen- tée dans les dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de la machine préférée ; la figure 2 est une vue en plan de la partie supérieure de la machi- ne de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan du fond de la machine de la figure 1 montrant en particulier le mécanisme d'entraînement des rotors et des couteaux; à chaîne;   @   la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 2 ;      la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 4 ;

   la figure 6 est une coupe transversale verticale suivant la ligne 6-6 de la figure 7; la figure 7 est une élévation de côté de la machine des figures 1 à 6; la figure 8 est une vue en plan supérieure du dispositif d'attaque avec les coins dans la position d'extension; la figure 9 est une coupe transversale verticale suivant la ligne 9-9 de la figure 8; la figure 10 est une coupe transversale suivant la ligne 10-10 de la figure 8 ; la figure 11 est une coupe transversale suivant la ligne 11-11 de la figure 7 ; la figure 12 est une vue en plan supérieure, partiellement en coupe, de la machine avec une partie de la superstructure enlevée ; la figure 13 est une coupe transversale verticale le long de la ligne 13-13 de la figure 12 ; la figure 14 est une coupe transversale suivant la ligne 14-14 de la figure 13 ;

   

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 la figure 15 est une coupe transversale suivant la ligne 15-15 de la figure 14 ; la figure 16 est une élévation de face schématique des rotors et des chaînes dans leurs positions relatives, sans certains détails dans un but de   clarté;   la figure 17 est une élévation de côté d'un chaînon sans les dents; la figure 18 est une vue en plan d'un chaînon sans les dents; la figure 19 est une élévation de face d'un chaînon; la figure 20 est une coupe transversale suivant la ligne 20-20 de la figure 17 ; la figure 21 est une élévation de côté, partiellement en coupe, mon- trant la relation d'une roue à chaîne avec   la'chaîne;   la figure 22 est un schéma du système hydraulique; la figure 23 est une élévation de côté de la machine au travail;

   la figure 24 est une vue de la taille avec la machine retirée ; la figure 25,est une coupe transversale verticale suivant la ligne   2525   de la figure 24 et la figure 26 est une coupe transversale horizontale suivant la ligne 26-26 de la figure 25, 
Disposition générale. 



   On se référera de manière plus particulière aux dessins. Une forme préférée   de,,la   machine telle qu'elle est représentée est constituée d'une manière   générale   par un dispositif de coupe et de transport A et un mécanisme d'entraîne- ment B. La machine est représentée sur la figure 23 travaillant dans une veine C. 



   Le groupe A comprend un cadre antérieur 51 qui forme une poutre cantilever appuyée sur la carcasse principale 80 qui est articulée sur des pi- vots 36 et   36a   traversant la paroi de la carcasse 80 et celle du châssis B, un ;de chaque côté de la machine. La carcasse 80 est donc articulée dans le châssis B. Les pivots 36 et 36a ont respectivement des têtes 38 et 38a et des écrous de fixation   40   et 40a.   Des vérins   hydrauliques 31 permettent le réglage de la hauteur de l'extrémité postérieure de la carcasse 80. Ces vérins sont reliés au fond du châssis de la chenille et à la partie supérieure de l'extrémité posté- rieure de la carcasse 80 en 33 et 35.

   Il est donc clair que le cadre antérieur   51 forme   une poutre cantilever appuyée sur la carcasse 80, tandis que cette der- nière est articulée sur le châssis B de la chenille. 



   La carcasse du mécanisme à coins 61 est montée à la partie supéri- eure de la partie postérieure du cadre antérieur   51.   La partie postérieure de la carcasse du mécanisme à coins est montée sur une colonne avec un dispositif à broche d'écartement   71   qui est relié au cadre antérieur en 72. L'extrémité anté- rieure de la carcasse 61 est portée par des vérins hydrauliques 75 reliés au fond ,du cadre antérieur 51 en 76 et à l'extrémité supérieure à la face inférieure de la carcasse du mécanisme à coins en 78. 



   La carcasse 80 du groupe d'entraînement est reliée de façon rigide directement au cadre antérieur 51.Le châssis B est pourvu de chenilles sans fin qui sont   entraînées   de manière à faire avancer ou reculer la machine. 



   La carcasse porte un moteur électrique   91,   des pompes hydrauliques   101,   un réservoir de liquide pour le système hydraulique   111,   un dispositif de commande électrique 122 et une plate-forme 131 pour l'opérateur conduisant la machine. 



   Fonctionnement général. 

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   La machine fonctionne de la manière suivante : 
On fait avancer la machine dans la taille au moyen des chenilles. 



  Le groupe de coupe A à la fois coupe la veine en dessous au moyen des chaînes 225 et 225a et des rotors D et D1 et l'entaille verticalement au moyen des chaf- nes 267 et 267a des bras H et R pour former un bloc K partiellement détaché de la veine, comme le montrent les figures 24, 25 et 26. Le petit charbon produit par la taille inférieure et les coupes latérales est entraîné vers l'arrière par les chaînes 225 et 225a et il est amené sur le brin inférieur du transporteur à chaîne M. Ensuite, le mécanisme à coins W entre en action et libère la partie K du bloc qui a été partiellement détachée de la veine par la taille inférieure et les coupes latérales.

   L'action des coins a aussi pour effet de briser le bloc en morceaux qui tombent sur la partie supérieure de la boîte à engrenages du dispositif d'entraînement et sur le transporteur M où ils rejoignent le petit charbon y amené comme décrit   c-dessus.   Le charbon passe ensuite latéralement sur le transporteur M de la machine vers le système de transport dans la mine. 



   Caractéristiques particulières. 



   Le mécanisme de taille inférieure comprend une paire de rotors cou- pants D et D1 montés chacun côte à côte sur un arbre vertical 121 et 121a res- pectivement. 



   Le rotor D est constitué par un corps 201 quipeutêtre   ;une   pièce coulée, de forme cylindrique dans l'ensemble. La face périphérique du corps 201 est pour- vue d'un certain nombre de plages en spirale 203 séparées par des rainures 205. 



  Chacune de ces plages est pourvue d'un certain nombre,-de dents 207 espacées. La partie supérieure du rotor D est formée par des faces spéciales 202 et 204 res- pectivement qui ont tendance à communiquer au charbon une poussée vers le haut et vers l'arière, le lançant sur la trajectoire du transporteur M. 



   La construction du rotor D1 est la même que celle du rotor D. Ses parties sont désignées par les mêmes nombres que ceux du rotor D pourvus de l'in- dice "a". Les plages. en spirale et les rainures intermédiaires tournent en sens opposé à celui du rotor D. 



   Chaque arbre 121 et 121a est entraîné par le mécanisme d'entraîne- ment comme   décrit'ci-après.   



   Sur le côté du châssis et coopérant avec le rotor coupant D se trou- ve un dispositif de coupe à chaîne comprenant un chemin 221 sur lequel court une chaîne sans fin 225 pourvue de dents coupantes espacées 226. La   châîne   225 est entraînée- par un arbre vertical 227 portant une roue à chaîne 229 qui atta- que la chaîne. La chaîne 225 part d'une position voisine-   d'un   transporteur laté- ral M jusqu'en dessous du rotor coupant D, et   retour.'' La   chaîne 225'entraîne le rotor coupant D en même temps qu'elle,désagrège la veine. 



   Une chaîne sans fin 225a est associée au rotor coupant D1, comme l'est la chaîne 225 au rotor D. Les mêmes pièces portent sur la chaîne 225a les mêmes nombres que sur la chaîne 225 avec l'indice "a". 



   Des bras de taille H et R sont montés respectivement sur des arbres 261 et 261a. Le bras H est constitué par un cadre 263 portant un chemin de roule- ment sur lequel court une chaîne 267 portant des dents de coupe espacées 268. 



  Un vérin hydraulique 262 agit entre le cadre 263 et le cadre antérieur 51 pour relever et abaisser le bras. Les pièces du bras de coupe R portent les mêmes nombres que celles du bras H, mais pourvus de l'indice "a". 



   La construction du mécanisme à coins W est la suivante: 
Une paire de têtes en coin 311 et 311a sont articulées chacune sur des guides de coins 301 et 301a de manière à pouvoir avancer et reculer sur le châssis du mécanisme à coins 61. Un cylindre hydraulique 305 est monté sur le guide de coin   301 .   Un piston hydraulique 307 travaille dans ce- cylindre et il est 

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 articulé en 309 sur la tête à coin 311. Un coin 300 est articulé sur la tête à coin 311. Chaque coin est pourvu de dents 321 et le coin préféré a en substance la forme générale reproduite sur les dessins. Les parties du coin ont été décri- tes avec référence à la tête à coin 311 d'un côté de la machine. Les parties de l'autre coin portent les mêmes nombres pourvus de l'indice "a". 



   Un transporteur à chaîne M, monté sur le chariot 51, est entraîné par des pignons dentés 401 et 403 entraînés comme décrit ci-dessous. 



   Commande. 



   G désigne la   bofte   à engrenages, 350 est l'arbre principal entraîné par le moteur électrique 91. Un train d'engrenages 352 relie l'arbre 350 à l'ar- bre 354, qui à son tour entraîne-un pignon conique 356 qui entraîne un autre pi- gnon conique   358-calé   sur un arbre 261 qui entraîne la chaîne 267 du bras. De la mêe façcon, un pignon 372 accouple l'arbre 350 à l'arbre 374, qui à son tour est accouplé à un pignon conique 376 entraînant   un   autre pignon conique 378 calé sur l'arbre 261a qui entraîne, la chaîne 267a du bras. 



   L'arbre 374 est pourvu d'un organe d'embrayage 382 qui coopère avec l'organe d'embrayage 384 solidaire d'une roue à chaîne entraînant une chaîne 388. La chaîne 388 passe sur une roue à chaîne 390 qui est montée sur un arbre 392 qui entraîne la chaîne porteuse du transporteur M. L'arbre 354 est pourvu d'un organe d'embrayage 400 qui coopère avec son organe complémentaire 402 soli- daire d'une roue à chaîne 404 qui entraîne une chaîne 406 qui à son tour entraîne une roue dentée 408 montée sur l'arbre 410 qui entraîne la chaîne porteuse du transporteur M, en sens inverse de celui communiqué par la roue 390. Les pignons 352 sont montés de manière à changer le sens de rotation de l'arbre 354 par rap= port à l'arbre 374. 



   L'arbre .principal 350 est pourvu d'une vis sans fin 420 qui attaque les pignons 321 et 323 montés respectivement sur les arbres 227 et 227a. La vis sans fin 321 est montée sur l'arbre 227 sur lequel à son tour est montée une roue à chaîne 229 qui entraîne une chaîne 225 qui passe sur une roue   415.   



   L'arbre 392 entraîne la roue 401 et l'arbre 410 entraîne une roue à chaîne 403. Les arbres 374, 350 et 354 sont tous montés à roulements à billes. 



   Le cadre antérieur 51 (voir figure 13) est constitué par deux par- ties 51a et 51b. La partie 51a comporte une colonne 16 qui coulisse dans un man- chon 17 dans la partie 51b. Le coulissement de la colonne 16 dans le manchon 17 assure l'alignement, dans l'axe de la machine, des parties 51a et 51b tout en permettant le déplacement relatif de ces parties vers l'avant et l'arrière. Deux vis de liaison 18, une de chaque côté de la machine, sont vissées dans la partie 51b. Chacune des vis 18 et 18a comporte une partie s'étendant vers l'avant à travers un prolongement vers le haut 20 de la partie 51a. Les autres parties de la vis de liaison 18 sont décrites ci-après, et il est bien entendu que les pièces correspondantes de la vis 18a portent les mêmes nombres pourvus de l'in- dice "a".

   Un écrou 19 à   7.'extrémité   de la vis 18 porte contre l'extrémité anté- rieure du prolongement vers le haut 20 et limite ainsi le déplacement vers l'a- vant de la partie 51a par rapport à la partie   51b.   Un écrou de réglage 23 sert à déterminer la position antérieure de la partie   51a,   les chaînes 225 et 225a ayant tendance à tirer la partie 51a vers la partie 51b. Cela étant, le disposi- tif de liaison entre les parties 51a et 51b agit comme dispositif tendeur de la chaîne. 



   Le transporteur M est pourvu d'un socle 500. Les palettes 501 pous- sent le charbon sur le socle 500. Un guide 504 forme un prolongement du socle 500 de manière à guider le charbon vers le haut, au-dessus de l'extrémité du trans- porteur M et à le déposer sur le brin supérieur du transporteur M. 



   Les chaînes 267 et 267a sont constituées par des chaînons 270. Cha- que chaînon 270 est pourvu de languettes 270a qui glissent en dessous d'un guide 

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 265 faisant partie du châssis 263. Des dents 268 sont montées sur les chaînons qui sont aussi pourvus de saillies 267c et 267d qui présentent des ouvertures'des- tinées à recevoir les dents 268. Chaque chaînon 270 est aussi pourvu d'ouvertures 267f et 267g destinées à recevoir des pivots de liaison. Il est clair que les chaînes 267 et 267a sont identiques. 



   Système hydraulique. 



   La figure 22 représente schématiquement le système hydraulique. 101 désigne un moteur électrique entraînant deux pompes 102 qui prennent le liquide dans le réservoir 111. En manoeuvrant les. vannes, on dirige le liquide vers le , moteur des chenilles séparément par les vannes P et P1 ou simultanément par la boîte à vanne Q vers les cylindres élévateurs des bras 262 et 262a, par la boîte   à   vanne Q vers les cylindres du mécanisme à coins 305 et 305a, et par la boîte à vanne Q vers les cylindres basculeurs en 33 et 35. 



   La machine fonctionne de la manière suivante: 
Conformément à la pratique normale, on prépare la taille et on instal- le un dispositif approprié pour transporter le minerai de l'endroit de la taille. 



  On amène la machine en place à   l'extrémité   de la face pour commencer une nouvelle taille. 



   On met la machine en marche, on fait tourner les rotors coupants D et D1, on met les chaînes 225 et 225a en mouvement ainsi que les chaînes   267   et   267à   des bras de coupe H et R et finalement le mécanisme du transporteur M comme décrit si-dessus. On fait alors avancer la machine au moyen du groupe d'entraîne- ment B, contre la veine. 



   Les rotors coupants D et D1 et les chaînes 225 et 225a taillent la veine. En même temps, un des bras H ou R soie le dos de la taille. Le charbon provenant des rotors coupants D et Dit des chaînes 225 et 225a et des bras H et R est projeté vers l'arrière vers le transporteur latéral M qui l'amène vers un autre dispositif de transport hors de la mine. 



   La machine avance jusqu'à ce que les dents des qoins 300 et 300a en- trent en contact avec la veina. On met alors en action le mécanisme à coins W et les coins sont enfoncés en avant entre le bloc de .charbon en porte-à-faux et le toit. Parfois, les coins pénètrent entre le charbon et-le toit, parfoisils pénètrent dans le charbon lui-même pour former un nouveau toit si une matière étrangère tendre surplombe la veine. Ceci a pour effet de déloger une partie du bloc qui a déjà été partiellement détaché de la veine par la saignée inférieure et le sciage latéral. Le bloc est délogé et' en même temps, à cause de la   fragili-   té du charbon, il se désagrège. Il tombe en morceaux sur les transporteurs. Les morceaux tombent alors en arrière sur le transporteur latéral M qui évacue le charbon de la machine. 



   L'action des coins peut être intermittente ou continue. En d'autres termes, la coupe en dessous et le sciage latéral peuvent être poursuivis sur une certaine distance, et arrêté ensuite pour faire entrer en jeu le mécanisme à coins pour enlever le bloc partiellement détaché. En variante, on peut actionner- le mécanisme de taille de manière continue et le mécanisme à coins .peut agir soit par intermittence, soit de manière continue. 



   Les rotors coupants servent non seulement à tailler la veine grâce à l'action des dents 207 et 207a, mais les plages en spirale 203 et 203a et les rainures intermédiaires 205 et 205a agissent sur le petit charbon produit par la taille et le lancent vers l'arrière entre les rotors respectifs D et D1. La dis- position en spirale des plages 203 et 203a et des gorges 205 et 205a provoque l'élément du petit charbon et a tendance à le lancer vers le haut et vers l'inté- rieur (vers le centre de la machine). La matière est ensuite lancée de la surface périphérique des rotors D et D1 dans la zone de transport où elle est reprise par le transporteur latéral M. Cette action diffère de celle des machines antéri- 

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 eures.

   D'une manière générale, ces machines agissant avec des éléments coupant horizontalement malaxent simplement le petit charbon et le traînent, vers l'ex- térieur de la machine provoquant ainsi l'obstruction de la machine, ou bien né- cessitant un autre matériel pour évacuer le petit charbon du sol. La présente ma- chine, d'autre part, recueille le petit charbon vers le centre et le dépose sur le transporteur M. 



   On peut utiliser la machine dans un sens ou dans l'autre le long de la taille. 



   Un des principaux problèmes que résoud la présente machine est celui de l'allégement des contraintes dans le toit. On a essayé d'utiliser un bras hori- zontal sciant horizontalement pour détacher le bloc du toit. Cependant, lorsque le bloc est détaché du toit, des tensions prennent immédiatement naissance qui provoquent l'affaissement imperceptible du toit. Ceci a pour effet de coincer le toit contre le bras et de plier   ce,   dernier, ce qui le place ensuite hors d'aligne- ment. Ceci a pour résultat que le bras taille trop bas et laisse un toit descen- dant avec des difficultés ultérieures pour commencer la taille suivante. La ma- chine suivant l'invention élimine ce problème.

   Le coin étant articulé est enfoncé lorsque le toit s'affaisse mais lorsque le coin arrive en contact avec la veine solide, il se relève dans sa position normale avant de commencer à pousser dans le bloc pour le désagréger. 



   La hauteur de la saignée inférieure est régie par le fait que la taille doit être suffisamment profonde pour permettre aux mécanismes de coupe et de transport ,de passer en dessous du bloc. La hauteur maximum de la coupe infé- rieure est régie par la hauteur de la veine. On préfère que la saignée inférieure ne dépasse pas 45 cm de hauteur mais ait au moins 38 cm. La pénétration en avant. du trait de scie doit être au moins égale à la course maximum du coin et elle est de préférence supérieure, par exemple, égale à la profondeur de la saignée inférieure.

   On assure ainsi que le sciage est complet sur la profondeur du bloc sur lequel doit agir le coin et en outre, avec la forme préférée du bras telle   qu'elle   est représentée, le bloc restant est maintenu à la paroi latérale par une partie de minerai non enlevé, comme c'est représenté en Y sur la figure 24. 



   La course du coin n'est de préférence pas supérieure à environ 45 cm. Quantitativement, la profondeur de- la saignée inférieure est régie par le fait qu'elle ne doit pas pénétrer ¯loin assez pour que le bloc restant, après l'ac- tion des coins, se détache de la veine, et elle doit pénétrer cependant suffisam- ment pour que la partie du bloc sur laquelle agit le coin se détache. Dans une veine épaisse, on peut utiliser des coins multiples plutôt que d'accroître la hauteur de la saignée inférieure. 



   La profondeur initiale de la saignée inférieure est de préférence   d'au,,,,   moins 90 à   120   cm. Le trait de scie sur les côtés doit avoir de préférence approximativement la même profondeur. Les bras H et R sont rappelés vers le haut en même temps que le coin W s'avance. Le coin a de préférence une course d'envi- ron 45 cm. En d'autres termes, pour la taille initiale, la machine avance de ma- nière que le mécanisme de coupe inférieure taille environ 90 à 120 cm. Ensuite, le coin avance de 45 cm et enlève un morceau de 45 cm sur le bloc de 90 à 120 cm partiellement détaché par la saignée inférieure et les sciages latéraux. 



   Les limites des différentes entailles sont les suivantes: la saignée inférieure peut atteindre jusqu'à environ 120 cm et ne doit jamais être inféri- éure à environ 90 cm. Il-en va de même pour le sciage. La course des coins peut être continue ou intermittente et elle peut être de 10 cm et plus sans dépasser 45   cm'   
Les rotors doivent toujours être maintenus couverts par une partie de bloc qui n'a pas été séparée du toit. Par ,conséquent, la course du coin doit avoir une longueur telle qu'elle laisse un bloc non séparé surplombant les rotors. 

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   La machine pqut fonctionner dans des veines à pente variable, jusqu'à des pentes de   30%.   Sur les gradients les plus raides, il est courantde tailler en descendant et sur les gradients moins prononcés, soit en remontant soit en descendant. Les veines horizontales sont taillées des deux façons. 



   On peut prévoir un mécanisme d'entraînement auxiliaire, par exemple un.câble de halage, par exemple lorsque la machine fonctionne sur un sol relati- vement tendre. En variante, la carcasse 80 peut être mobile vers l'avant au moyen d'un dispositif hydraulique, par rapport au châssis B des chenilles de ma- nière que le mécanisme de coupe puisse être avancé pour attaquer la veine alors que le châssis B des chenilles est bloqué dans une position fixe. 



   La dimension des éléments de la machine est assez importante. Il est préférable d'entailler aussi peu que possible par dessous,' tout en laissant assez de place pour la machine. On préfère ne pas dépasser 45 cm pour la saignée infé- rieure. Cela signifie que la saignée inférieure doit être la somme de la hauteur de la chaîne et des rotors. Généralement, la chaîne a environ 15 cm de hauteur et les rotors 20 cm. Le diamètre d'un rotor est d'approximativement 60 cm. 



   La largeur du trait de scie latéral est approximativement de 15 cm de sorte que les rotors et les bras de sciage sont combinés pour donner une lar- geur totale de la saignée inférieure d'environ   1,5 m.   



   Les différentes pièces sont en une matière qui apparaît clairement aux spécialistes, les matières suivantes étant préférées pour les pièces impor- tantes. 



   Les pièces coupantes ont des pointes rapportées en carbure de tung- stène et les autres pièces coupantes et sujettes à l'usure sont en acier spécial ou autres métaux appropriés. Les coins 300 et 300a sont de préférence en acier à haute résistance ayant subi un traitement thermique. 



   La machine, y compris l'entraînement des mécanismes d'attaque et de transport, est actionnée entièrement par un moteur électrique de 150 CV. Le mé- canisme des coins est actionné de préférence par un système hydraulique   suscep-'   tible de produire une pression de 105   kg/cm2.   



   La présente invention est particulièrement applicable à l'exploita- tion des mines de charbon, spécialement de charbon bitumineux qui se présente en veines relativement étroites, mais elle peut aussi être appliquée à l'exploi- tation de mines d'autres matières friables, par exemple le sel et la potasse. 



   L'action des coins, expression utilisée dans cette description, signi- fie l'action d'enfoncer un ou plusieurs coins lentement dans le charbon sur une largeur substantielle d'un bloc de charbon. Conformément à l'invention, cette action des coins a lieu après que le bloc a été découpé par en dessous et scié sur les côtés. La vitesse d'avance des coins est habituellement d'environ de 2,7 à environ 3,6 m par minute par rapport au charbon. 



   Exemple I 
C'est un exemple typique de taille "longwall" de charbon dans des veines relativement minces. Les renseignements concernent une veine de 1,2'm de   haut .    



   Les dimensions de la machine employée sont.approximativement les suivantes: groupes d'entraînement A, 60 cm de hauteur; largeur de ce groupe, 135 cm; la largeur du groupe de taille de l'extérieur du bras H   jusqu'à   l'extérieur du bras R est de   1,5 m.   Le restant de la machine est en substance proportionné comme représenté sur les dessins. 



   L'exemple est basé sur du charbon bitumineux d'un type rencontré dans la région de Sydney (Nouvelle Ecosse, Canada). Il y a 35 cm de matière étran- 

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 gère molle, principalement de l'argile et du schiste, par dessus la veine et le sol sur lequel la machine fonctionne est de l'argile réfractaire, une matière re-   lativement   tendre. 



   La machine travaille comme il a été décrit ci-dessus, pour attaquer la veine. Elle avance à la vitesse d'environ 90 cm par minute sur une distance de 150 m pour faire une taille   complète   sur le front. L'action des coins est réalisée de telle manière qu'elle laisse un toit de 15 cm de charbon en dessous du schiste tendre. On place des étançons en dessous du toit immédiatement après le passage de la machine. 



   La machine attaque la veine et désagrège le charbon et elle fournit un produit absolument non contaminé (ne contenant aucune matière étrangère) du transporteur sur le dispositif de transport auxiliaire qui l'évacue hors de la mine. La production d'une veine de 1,2 m de charbon est d'environ 60% de gros et   40%   de petit. Le gros a plus de 32 mm et le;petit est en dessous de ce chiffre. 



  La quantité totale de charbon miné dans la taille est d'environ 320 tonnes cour- tes. Le charbon gros et petit est évacué longitudinalement de la machine par le transporteur. 



   Avantages. 



   Parmi les avantages de l'invention on peut citer les suivants. 



   Elle convient particulièrement bien à l'exploitation avec un rende- ment élevé des mines à veines minces. Elle donne une production très élevée en produit brut de la veine en comparaison à certains procédés antérieurs qui don- nent une surabondance de matières fines. L'action en spirale des rotors coupants élève les matières fines taillées dans la veine et les lance loin de la zone de coupe de sorte que la   tendance   à l'obstruction est évitée et l'opération peut continuer à une vitesse plus élevée. Elle permet de procurer un faux toit en dessous duquel on peut travailler, ce qui est particulièrement avantageux s'il y a une matière étrangère friable immédiatement au-dessus de la veine. Le pré- sent procédé laisse une paroi rectiligne nette à l'arrière de la taille.

   Le mécanisme à coins peut être réglé à n'importe quelle hauteur désirée pour compen- ser les variations de l'épaisseur de la veine et l'articulation des coins pro- cure le soulagement des tensions dans le toit.. 



   On a décrit la machine dans son application à l'exploitation des mi- nes de charbon. Il est toutefois bien entendu qu'elle est applicable à l'exploi- tation de mines d'autres minerais se présentant d'une façon analogue et ayant des caractéristiques semblables. 



   REVENDICATIONS 
1. Procédé d'exploitation de mines de minerais industriels se pré- sentant en veines, caractérisé en ce que la veine est attaquée et désagrégée, qu'on forme un bloc partiellement détaché de la veine en taillant la veine en dessous et en sciant simultanément le dos de la taille, et ensuite on sépare du toit et on brise au moins une partie du bloc à l'aide de coins pour produire des morceaux de minerai séparés, qu'on évacue au fur et à mesure de la taille.

Claims (1)

1. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la veine est taillée par dessous et que la matière retirée de la taille est amenée vers le centre de la taille et transportée vers l'arrière du centre de celle-ci vers un point bien en arrière de la taille, d'où elle est évacuée.

   3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la saignée inférieure est faite à une hauteur qui permet l'accès du transporteur en dessous du bloc en porte-à-faux mais qui est insuffisante pour produire une surabondance de petit charbon, le trait de scie étant insuffisant pour produire une quantité substantielle de fines et la hauteur de la saignée inférieure' étant suffisante pour permettre au bloc d'être suffisamment profond pour procurer un <Desc/Clms Page number 10> porte-à-faux vers l'avant par dessus la partie antérieure du transporteur qui reste en place tout en procurant en même temps un porte-à-faux suffisant à l'ar- rière du surplomb antérieur qui peut être soumis à l'action des coins, détaché et évacué.

   4. Procédé d'exploitation de mines de minerais industriels se présen- tant en veines, caractérisé en ce qu'on attaque et désagrège la veine, on forme un bloc en taillant initialement la veine par dessous et en sciant simultanément le dos de la taille pour produire un trait de scie, le bloc étant ainsi séparé de la veine par la saignée inférieure et les traits de scie latéraux, on brise une partie du bloc en le détachant du toit à l'aide de coins et on le désagrège pour former des morceaux qui sont transportés vers l'arrière-de la taille, la profondeur initiale de la saignée inférieure étant considérablement supérieure à celle du -bloc à briser par l'action des coins, la profondeur des traits de scie étant au moins aussi grande que le bloc à briser par l'action des coins.

   5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la hau- teur de la saignée inférieure est d'au moins 38 cm mais ne dépasse pas 46 cm et la profondeur de la saignée inférieure est au moins 90 cm, la profondeur de l'ac- tion des coins variant de 10 cm à environ 45 cm.

   6. Machine pour l'exploitation de mines, comprenant la combinaison d'un mécanisme d'attaque et de désagrégation de la veine, comportant un chariot et sur le chariot un dispositif pour tailler la veine par en dessous et un dispo- sitif de sciage juxtaposé au dispositif de taille inférieure pour scier vertica- lement le dos de la taille pour former avec la saignée inférieure un bloc partiel- lement détaché de la veine, un dispositif à coins à l'arrière et au-dessus du dispositif de coupe destiné à agir sur le bloc ainsi formé pour le détacher du toit et le désagréger pour produire des morceaux, et un dispositif pour évacuer les morceaux du front d'attaque.

   7. Rotor coupant pour une machine d'exploitation de mines comprenant un corps cylindrique pourvu de plages disposées en spirale et séparées par des gorges, ces plages étant pourvues de dents coupantes espacées.

   8. Appareil de coupe comprenant une paire de roues coupantes suivant la revendication 7, ces roues étant montées sur des arbres parallèles pour tour- ner, sans se toucher, en sens opposés, les roues étant destinées à faire passer la matière taillée entre elles et la lancer vers le haut et l'arrière.

   9. Machine pour la taille "longwall" du minerai dans les mines, com- prenant un groupe d'attaque, ce groupe d'attaque comportant un corps comprenant une boîte à engrenages présentant une surface supérieure relativement plane et une paire de faces antérieures courbes formant une carcasse, une paire de rotors coupants montés sur ce corps avec leurs axes verticaux, ces rotors s'étendant en substance sur la hauteur du corps et présentant une surface inférieure espacée du fond du corps, les rotors étant pourvus de plages en spirale séparées par des gorges, ces plages étant pourvues d'éléments coupants, une paire de chaînes cou- pantes étant montées de manière à travailler chacune dans l'orbite d'un rotor .

   et s'étendant vers l'arrière jusque dans le corps, un, dispositif d'entraînement des rotors en sens opposés avec leurs surfaces antérieures tournant vers l'in- térieur de la machine, un dispositif d'entraînement de chaque chaîne dans le même sens vers son rotor, au moins un mécanisme de sciage monté sur le côté du corps et comprenant un cadre et une chaîne coupante circulant sur le cadre et un dispositf pour entraîner ce mécanisme de sciage, la partie postérieure du corps étant pourvue d'une auge transversale, un transporteur monté dans cette auge pour évacuer latéralement les morceaux de minerai lancés par le mécanisme d'attaque vers l'arrière sur le transporteur, un mécanisme à coins monté sur la partie supérieure du corps et pouvant être réglé verticalement,

   ce mécanisme à coins comprenant des coins destinés à pénétrer vers l'avant dans un bloc de minerai for- mé dans la veine par le mécanisme de coupe et un dispositif pour actionner ce <Desc/Clms Page number 11> mécanisme à coins.

   10. Machine de taille "longwall" comprenant en bombinaison un méca- nisme d'attaque de la veine et un mécanisme d'entraînement, le mécanisme d'atta- que comprenant un corps ayant une base destinée à glisser sur le sol ; le mécanis- me d'entraînement comprenant un châssis sur lequel sont montés les éléments pro- pulseurs, le corps du mécanisme d'entraînement étant monté à l'intérieur du châs- sis de manière à pouvoir être levé et abaissé, le corps du mécanisme d'entraîne- ment étant relié de manière rigide au corps du mécanisme d'attaque, le mécanisme d'attaque pouvant ainsi être incliné vers le haut ou vers le bas par l'inclinai- son vers le haut ou le bas du corps du mécanisme d'entraînement,

   un dispositif agissant entre le corps du mécanisme d'entraînement et le châssis pour incliner le corps du mécanisme d'entraînement vers le haut ou versle bas parrapport au châs- se; le mécanisme d'attaque portant un dispositif de coupe inférieure comprenant une paire de rotors espacés et portant des éléments coupants pour couper la veine de minerai par en dessous et une chaîne coupante en dessous de chaque rotor, au moins un mécanisme de sciage destiné à coopérer avec les rotors et les chaînes coupantes,,horizontales pour scier simultanément à l'opération de saignée inféri- eure, une paire de chaînes espacées l'une de l'autre et destinées à fonctionner dans la même orbite que les rotors de coupe inférieure,

   les rotors étant pourvus de plages disposées en spirale et séparées par des gorges et de plate-formessupé- rieures inclinées destinées à lancer le minerai vers le haut et l'arrière; un mécanisme à coins également monté sur le corps du mécanisme de coupe et compre- nant une paire de coins destinés à pénétrer dans le bloc de minerai pour le libé- rer et le désagréger, et un transporteur monté à l'arrière des éléments à coins et de coupe et destiné à recevoir le minerai taillé et désagrégé lancé vers l'ar- rière du mécanisme de coupe et'le transporter d'un côté de la machine, un dispo- sitif d'entraînement dans le corps du mécanisme d'entraînement et des liaisons d'entraînement entre le dispositif d'entraînement et les mécanismes de coupe et de transport,

   un moteur hydraulique monté sur le corps du mécanisme d'entraî- nement et comportant une liaison d'entraînement avec le mécanisme d'entraînement et comportant une liaison d'entraînement avec le mécanisme à coins.

   11. Machine de taille du type décrit ayant un groupe d'attaque qui comprend une paire de rotors coupants montés sur des axes verticaux espacés, les rotors coupants ayant une face périphérique pourvue de plages en spirale séparées par des gorges en spirale, un dispositif d'entraînement des rotors en sens opposé qui entraîne leurs surfaces antérieures vers l'intérieur, les plages étant dis- posées de manière à s'élever vers l'extérieur de manière à lancer la matière vers le haut et l'intérieur, les faces supérieures des rotors étant pourvues de faces inclinées suivant l'angle des plages ce qui les rend aptes à lancer la matière vers le haut et l'arrière et des dents sur les plages pour tailler le minerai attaqué.

   12. Dans une machine du type décrit, un corps principal sur lequel le mécanisme d'attaque de la veine est monté et au-dessus du corps principal un mécanisme à coins qui comprend un cadre monté sur le corps principal au moyen de vérins hydrauliques s'étendant vers le haut du corps principal pour entrer en contact avec la partie antérieure du cadre et des vis de réglage s'étendant vers le haut du corps principal pour entrer en contact avec la partie postérieure du cadre, ce cadre ayant un guide s'étendant vers l'avant, un chariot à coins monté de manière à avancer et à reculer sur ce guide, un piston hydraulique relié à la tête à coins, ce qui permet de faire avancer et reculer -le coin par rapport au cadre.

   13. Machine suivant la revendication 12, caractérisé en ce que le coin est pourvu d'un outil de coupe articulé, le cadre étant pourvu d'un épaule- ment s'étendant vers l'avant, l'outil étant articulé sur le cadre devant l'épau- lemènt et comportant un prolongement vers l'arrière reposant normalement sur la partie supérieure de l'épaulement pour limiter le déplacement vers le haut de <Desc/Clms Page number 12> la partie antérieure de l'outil, ce dernier présentant un coin faisant saillie vers le haut et l'avant destiné à pénétrer dans le minerai qui dbit subir l'ac- tion du coin, l'outil étant destiné à être enfoncé par le contact de la partie coupante mais étant normalement rappelé dans une position supérieure et étant destiné à être guidé vers le haut par l'inclinaison du coin lorsqu'il pénètre dans le minerai; ' 14.

   Machine de taille "longwall" comprenant en combinaison sont un dispositif d'attaque pour attaquer une veine de minerai et comprenant un disposi- tif pour tailler par en dessous, un dispositif pour scier sur le côté de la sai- gnée inférieure ce qui permet de former avec la saignée inférieure un bloc sépa- ré de la veine en dessous et sur un côté mais relié à la veine par son extrémité intérieure, un dispositif à coins monté à l'arrière du groupe d'attaque derrière et au-dessus des dispositifs de coupe inférieure et de sciage, ce dispositif à coins comprenant un cadre monté sur le groupe d'attaque et permettant le régla- ge vertical, un élément de coin coulissant vers l'avant et vers l'arrière dans ce cadre et un moteur destiné à pousser vers l'avant le dispositif à coins, ce dernier étant destiné à libérer des morceaux de ce bloc,

   le groupe d'attaque com- prenant aussi un transporteur à l'arrière du dispositif de coupe inférieure et des dispositifs de sciage et à coins destiné à recevoir le minerai taillé et délogé comme décrit ci-dessus.