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Procédé d1 extraction de Minéraux formant des veines ou couche* inclinées ou à pente raide.
L'extraction de minéraux qui forment des veines ou couches inclinées ou 2 pente raide se fait en prédominance le long d'un front de taille en longueur, c'est-à-dire que le minéral est abattu sur un front étendu, le travail progressant d'une manière continue, principalement par arrachage de bandes. L'espace libre formé, plus spécialement, pour des couches ayant une puissance ou épaisseur 'levée,est presque toujours rempli à nouveau, c'est-à-dire avec des roche remblai, L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait que le roie
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du couloir vient se poser sur le remblai compressible et subit ainsi des contraintes. Le minéral lui-même est donc sollicité de ce fait au front de taille et a donc souvent tendance à s'effondrer.
Le chantier proprement dit, depuis le front d'abattage du minéral jusqu'au remblai, doit donc être protégé par un soutènement onéreux de même que le front de taille et le front de remblai doivent, selon le genre d'abattage, être soutenus. Egalement pour l'extraction mécanique, par exemple par. rabattage, il est nécessaire de mettre le soutènement en place à la main et de consolider le remblai par des cloisons en bois.
Par contre, il est possible d'éviter le fléchissement ondulé du toit, quand on procède à l'abattage d'une manière progressive contin nue, en ayant recours à un mode d'extraction dans une chambre à piliers et suivant lequel le minéral est extrait par bandes entre des piliers qui sont restés en place. Ces piliers sont destinés à supporter le toit et , 1 permettre le travail sans danger dans les chambres. Ceci a toutefois pour Inconvénients que le minéral, qui forme les piliers, est comprimé quand il a une résistance réduite et s'écoule sur le sol de la veine inclinée. Pour remédier 1-ce danger, on était obligé de laisser en place des quantités conidérables du minéral qui étaient ainsi perdues.
Un autre danger est que. des piliers, qui sont formés par du charbon et restent en place pendant que l'abattage progresse, ont tendance à 1'auto-inflammation.
, Il est en outre connu d'établir, entre une galerie supérieure et une galerie inférieure, un certain nombre d'entaille* et trous forés parallèles afin que l'on puisse extraire le minéral, depuis la galerie de tête et à l'aide d'outils d'extraction analogues à des rabots qui sont tirés suivant un mouvement de va-et-vient, simultané** ment dans plusieurs tronçons successifs du couloir pour amener le minéral aux trous forés qui le-dirigent vers la galerie inférieure où il est ramassé directement ou à l'aide de trous forés pour être trans- porté comme matériau d'extraction.
A mesure que l'extraction progresse, on fait intervenir un soutènement déplaçable quiavance à l'aide de moyens hydrauliques et peut être abaissé et soulevé pour soutenir le cas échéant les roches pendantes.
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Ce procède connu permet d'accroître conâidérablement le rendement d'extraction tout en raccourcissant les galeries à établir maie nécessite un agencement particulier du chantier d'extraction et l'intervention d'un grand nombre de dispositifs techniques' auxiliaires qui doivent encore être perfectionnés ce qui exclut l'application pratique prochaine de ce procède.
Pour pouvoir exploiter les avantages du procédé d'extraction spécifié plus haut tout en écartant, en même temps, les inconvénients susdits de ce procédé, on propose un procédé d'extraction de miné- raux formant des veines ou couches inclinées ou à pente raide selon la méthode des chambres à piliers suivant laquelle des entailles parallèles, formées dans le tronçon de veine isolé, sont remplies avec du bé ton pour constituer des piliers entre lesquels les parties restantes de la veine sont extraites de la manière connue, par des moyens mécaniques ou hydrauliques.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on fait, de préférence, intervenir tout d'abord une équipe de forage qui perce des trous parallèles dans le tronçon de veine isolé. A cette équipe succède une équipe d'abattage qui élargit successivement les trous forés par un abattage depuis le haut ou le bas pour former une entaille à section rectangulaire limitée vers le haut et le bas respectivement par le toit et le sol. Depuis la galerie supérieure ou de tête, les entailles sont remplies successivement avec du béton par une équipe qui suit.
Entre les piliers parallèles en béton ainsi formés et dont le béton a déjà fait prise, une ou plusieurs autres équipes procèdent à l'extraction des parties de la veine qui sont restées en place en ayant recours à des machines d'extraction connues en soi.
Le cas échéant et pour économiser dit la masse,. de béton, il peut être avantageux de procéder au remplissage des entailles à l'aide d'un appareil centrifuge débitant du béton ou de tout autre dispositif projetant le béton, ce qui permet d'obtenir des piliers tubulaires en béton qui peuvent être remplis, au besoin, avec des roches de remblai ou analogue. Pour éviter la formation d'un trou de forage, nécessaire pour l'évacuation du matériau et pour le premier
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engagement d'une machine d'extraction, par exemple un dispositif de rabotage, entre deux piliers voisins en béton, l'entaille, qui part du trou foré, peut se faire d'un cote seulement de celui-ci.Le trou foré, avant le remplissage de l'entaille avec du béton, est alors recouvert avec une natte ou analogue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'extraction du minéral dans les chambres formées entre les piliers en béton a lieu hydromécaniquement par des projecteurs d'eau qui, par leur emplacement, forment un entonnoir ou un talus inclina d'un cote vers le trou fort, de sorte que le minéral extrait est entraîné par le courant d'eau et s'écoule par le trou foré vers la galerie inférieure. On peut également monter des tuyères débitant de l'eau sous pression sur un châssis en forme de V ou sur un châssis incliné qui descend lentement depuis la galerie supérieure.
Si l'extraction par le procédé au.indiqué se fait sur une pente qui n'est que modérément incliné*, le remplissage des entailles avec la masse de béton peut se faire par le procédé centrifuge et l'extraction du minéral des chambres peut se faire par voie hydrauli- que de la manière susindiquée car une pente relativement faible permet déjà l'évacuation par l'eau des minéraux extraits,
Il existe toutefois encore un certain nombre d'autres dispo- sitifs et procédés d'extraction qui permettent un abattage, sans l'in- .tervention de travail humain, des tronçons de veine restée en place.
La préparation du chantier et l'extraction du minéral peuvent avoir lieu comme suit.
Une partie de la veine est préparée par la formation d'une galerie supérieure ou de tête et d'une galerie inférieure qui sont toutes deux obtenues par creusement de la veine. L'extraction subsé- quente du tronçon ainsi formé a lieu à revers, c'est-à-dire à partir de la limite du chantier d'extraction vers le point finit .il. A l'en- droit où l'on veut établir un pilier, on fore alors librement un trou depuis la galerie inférieure vers le haut jusqu'à ce qu'on atteigne la galerie supérieure.
Ensuite, on élargit de manière telle le trou foré à l'aide d'un outil approprié, par exemple un rabot, une machine coupante, une haveuse, une fraise ou analogue, ou même par des moye..
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hydromécaniques eu des tirs d'explosifs, jusqu'à ce que la cavité formée ait-la largeur que l'on veut donner au pilier, cette cavité étant délimitée vers le haut et le bas par le toit et le sol. Le minéral ainsi extrait est évacué par la galerie inférieure.
Cette entaille, qui peut être obtenue sans l'intervention de travail humain et d'une manière très économique, est obturée d'une manière étanche à la galerie inférieure et remplie avec du béton, fabriqué par exemple avec des roches de remblai qui peuvent au besoin être réduites par broyage, avec'des scories ou toute autre matière de remplissage dont on dispose, ce béton étant simplement déversé dans l'entai.lle. Le béton ou les matériaux nécessaires à sa fabrication sont amenée par la galerie supérieure par des transporteurs appropriés pour des matières qui peuvent couler.
Les liants, tels que le ciment, des matières plastiques ou analogues, sont mélangés aux autres maté- riaux et, le cas échéant, injectés dans l'entaille; le remplissage convenable de la cavité existante et le raccordement du béton au toit ainsi que la compacité du béton sont assurés par la pente raide de la veine. Ensuite, on forme le pilier suivant de la même manière, l'éca tement entre les piliers correspondant à la largeur d'une chambre.
Cette largeur est choisie de manière telle que, selon la constitution des roches voisines, on puisse procéder à l'extraction du minéral sans soutènement et on obtient ainsi l'avantage que les piliers sou- tiennent rigidement tout le toit. On forme un nombre suffisant de piliers pour être certain que le béton coulé en premier lieu ait atteint la-résistance nécessaire.
L'extraction des chambres peut se faire par le procédé de Sabotage, la chaîne de l'outil raboteur étant tirée dans un pas- sage prévu à cet effet le long du pilier. Cette chatne peut également tire tiré* dans un trou foré formé latéralement ou au milieu de la chambre. Par ce ou ces trous forés ou par des passages formés, on peut aussi faire passer une machine d'extraction à l'aide d'un treuil établi dans une galerie supérieure qui tire cette machine depuis le bas vers le haut ou vice versa, cette machine détachant le miné par fraisage ou havage. Il est également possible d'extraire le @
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ral par des tirs depuis le haut ou le bas en partant d'un trou fore ou hydromécaniquement par des jets d'eau sous pression élevée.
La succession des opérations permet d'obtenir une économie considérable en main-d'oeuvre,'car il ne s'agit que de la commande . de machines et de travaux de transport. Les entailles qui, après avoir reçu leur remplissage en béton, forment les piliers, de même que les chambres, n'ont pas besoin d'être traversées par des personnes, de sorte que les risques d'accident sont diminués. Les travaux peuvent être faits par des équipes spécialisées dont les activités, par une organisation appropriée, ne se gênent pas mutuellement et peuvent tire exécutées indépendamment les unes des autres. L'extraction du minéral peut $ faire avec une concentration importante du personnel car on peut envisager une extraction simultanée dans pluieurs chambres.
Pour des raisons d'application des machines, du transport et de la manipulation modérée des matériaux abattus dans les chambres, il peut être avantageux dans certains cas de placer los piliers obliquement par rapport à la direction de la pente.
Ce procédé permet d'obtenir une sécurité plus grande contre les effondrements, les chutes de roches et analogues, puisqu'il est toujours possible, au besoin,après l'extraction, de remplir l'une ou l'autre chambre avec du remblai pour augmenter la surface de BOUM tien du toit. En outre, il est possible, si cela est nécessaire, de laisser une chambre en place, c'est-à-dire de ne pas extraire le minéral qu'elle contient, car pour le charbon par exemple il n'existe aucun danger d'incendie du fait que les piliers assurent l'étanchéité du minéral laissé en place.
Dans certains cas, du fait des conditions mécaniques existant pour les roches, il n'est pas nécessaire de prévoir une résistance trop forte pour les piliers. Ceci se produit plus particulièrement quand les roches avoisinantes ne sont pas dures. Dans ce cas il peut être suffisant que la masse à couler, tout en ayant une constitution et une granulométrie appropriées, soit utilisée sans liant et tassée d'une manière convenable, par exemple par remuage. Les dépenses supplémentaires en résultant sont compensées par une économie en liant, par exemple du ciment.
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Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une disposition convenant pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention.
La fig.l montre la formation d'un chantier d'abattage par le forage de trous, leur élargissement et leur remplissage avec du béton.
La fig.2 montre les diverses possibilités pour l'extraction du minéral dans le chantier d'abattage ainsi obtenu.
Sur les deux figures on désigne par 1 la galerie supérieure ou de tête et par 2 la galerie inférieure.
Sur la fig.l les trous forés parallèles entre eux sont désignés par 3. Ces trous, comme visible en 4 sur la fig.l, peuvent être élargis par les deux cStés par abattage vers le haut, jusqu'à avoi- une section rectangulaire, depuis la galerie inférieure 2.
Ils peuvent aussi, comme montré en 5 sur la fig.l, erre élargis des deux c8tés par abattage vers le bas jusqu'à avoir une section rec- tangulaire depuis la galerie supérieure 1. Le trou foré, désigné par
6 sur la fig.l, est seulement élargi d'un cote jusqu'à avoir une section rectangulaire depuis la galerie supérieure 1 ou inférieure
2 (par abattage vers le haut ou vers le bas), une natte 7 empêchant le béton coulé 8 de pénétrer dans le trou foré 3. La fig.2 montre comment un outil raboteur 9 peut être utilisé dans un trou foré de ce genre. On désigne en général par 15 les tronçons de la veine qui, au début, subsistent encore dans les chambrer.
Pour extraire le minéral de ces chambres, il existe diverses ' possibilités. On peut par exemple établir entre deux piliers en béton 8, sur un châssis approprié 10 et comme montré sur la fig.2, des machines d'abattage ou des tuyères débitant de l'eau sous pres- sion de manière telle qu'il se forme des talas 12 inclinés vers le trou foré 11. Un tel châssis 10 peut être constitué de manière telle @ qu'il soit incliné d'un côté ou qu'il ait la forme d'un V, mais il est dans chaque cas adapté à la formation d'un talus natui-el. Le châssis descend à l'aide de dispositifs connus, au fur et à mesure que l'extraction progresse, depuis la galerie supérieure 1 vers la galerie ' inférieure 2.
En cas d'extraction hydromécanique, le minéral détaché
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est entraîné par l'eau qui se précipite par les trous forés dans la galerie inférieure 2 pour être transporte, de la manière connue, par des rigoles vers le poste d'assemblage.