EP0050075B1

EP0050075B1 - Procédés pour l'obtention de blocs et dalles

Info

Publication number: EP0050075B1
Application number: EP81401540A
Authority: EP
Inventors: Etienne Vincent
Original assignee: ARDOISIERES D'ANGERS DITE Ste; Ardoisieres D'angers Dite Ste
Current assignee: Cessione vincent Etienne
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-10-05
Publication date: 1986-04-23
Also published as: FR2491815A1; PT73803B; DE3174475D1; ES8207021A1; PT73803A; ATE19368T1; ES506138A0; FR2491815B1; EP0050075A3; EP0050075A2

Description

La présente invention concerne toutes les roches possédant:

- soit une direction de plan de clivage ou de moindre cohésion,
- soit des plans de clivage ou de moindre cohésion tous parallèles entre eux.

Elle décrit les moyens facilitant considérablement ou même permettant, dans les roches définies ci-dessus:

- soit la séparation, suivant un plan de clivage ou de moindre cohésion, de blocs, de dalles ou de plaquettes, directement à partir du massif en place, même si le gisement est exploité en profondeur, cette séparation étant possible chaque fois que le bloc, la dalle ou la plaquette n'est relié d'une manière cohérente au massif que suivant un plan de clivage ou de moindre cohésion,
- soit l'obtention, en une seule opération, de dalles ou de plaquettes de relativement faible épaisseur directement à partir d'un bloc déjà extrait,
- soit la séparation en deux, suivant un plan de clivage d'une dalle ou d'une plaquette.

On a déjà proposé, notamment conformément au brevet allemand n° 97 603, des dispositifs conformément auxquels on utilise des vérins mis en place dans des rangées de trous de mine, pour permettre l'abattage du charbon; cependant, les ruptures obtenues conformément à ces dispositifs sont aléatoires, et ne peuvent pas être guidées dans une direction déterminée.
Au contraire, l'invention propose un procédé pour séparer, dans une pierre naturelle possédant soit une direction de plan de clivage ou de moindre cohésion, soit des plans de clivage ou de moindre cohésion, tous parallèles entreeux, selon un plan parallèle à cette direction à ce plan de clivage ou de moindre cohésion, des blocs, des dalles ou des plaques qui ne sont reliés au massif en place que par le plan suivant lequel on veut obtenir la séparation.
Le procédé consiste à:

1) soumettre le bloc ou la dalle que l'on veut obtenir à un effort de cisaillement par rapport au massif ou au bloc dont on veut le séparer, cet effort étant essentiellement parallèle au plan de fissilité.
2) créer dans la zone mise en cisaillement, par un procédé quelconque, une amorce de fissure dans le plan de clivage ou de moindre cohésion suivant lequel on désire assurer la séparation.
3) assurer la propagation de cette fissure par un moyen quelconque, mais de façon à ce que le front de propagation de la fissure reste toujours, dans sa très grande majorité au moins, soumis à l'effort de cisaillement.

Les opérations 1) et 2) peuvent être effectuées dans l'ordre inverse de celui décrit ci-dessus.
On donne ci-dessous deux exemples d'application de l'invention:
Le premier exemple (figures 1, 2 et 3), concerne ia séparation d'une dalle à partir du massif. Les figures ont été réalisées en supposant qu'il s'agit d'une exploitation montante par gradin renversé. Le cas d'autres types d'exploitation se déduit aisément de ce cas de figure.

- la figure 1 est une vue parallèle au plan de fissilité.
- la figure 2 est une coupe de la figure 1 suivant AB.
- la figure 3 est une coupe CD de la figure 2.

On recherche à séparer du massif en place M un bloc G déjà libéré sur 5 de ses faces; K1, K2, K3, K4, K5. Il n'est donc plus relié au massif que par sa face K6, parallèle au plan de clivage ou de moindre résistance de la roche.
K1 et K2 ont été obtenues lors de l'exploitation antérieure.
K2, K4 et K5 ont été libérées par un procédé quelconque, par exemple par des saignés S3, S4, S5, sensiblement perpendiculaires au plan de fissilité et ayant une profondeur au moins égale à l'épaisseur du bloc que l'on veut séparer.
On introduira dans l'une ou plusieurs de ces saignés, par exemple S4, dont les parois devront être relativement lisses, un ou plusieurs vérins plats V1 et V2 dont la longueur totale ne sera pas trop inférieure à la longueur d'un des côtés du bloc ou de la dalle à obtenir et dont la largeur sera inférieure à l'épaisseur du produit à obtenir.
Ces vérins seront mis sous pression par un fluide quelconque. La pression dépendra de l'épaisseur de la dalle à obtenir, de la profondeur de l'exploitation, de la nature de la roche.
Avant ou après avoir mis sous pression le ou les vérins, on crééra dans le voisinage d'une zone mise sous tension par V1 ou V2, dans le plan de fissilité ou de moindre résistance K6 suivant lequel on veut assurer la séparation, une amorce de fissuration L dont le front 1 sera soumis à un effort de cisaillement R1-R2 (figure 2) du fait de l'effort exercé par les vérins.
La propagation de cette fissuration sera assurée, soit par la force de cisaillement si elle est suffisante, soit par un procédé auxiliaire comme par exemple, une traction exercée perpendiculairement au plan de fissilité, à partir de la zone où a été amorcée la fissure.
Cette propagation se fera alors dans le plan de clivage ou de moindre cohésion choisi et elle ne déviera que sur des défauts importants de la matière, délits naturels, en particulier. La perte de matière sera ainsi réduite au minimum.
Le deuxième exemple concerne la séparation, en une seule opération, d'une plaque relativement mince à partir d'un bloc ou d'une dalle, de matière fissile.
La figure 4 représente ce bloc ou cette dalle P reposant sur une face H1, non vue sur le dessin, sensiblement parallèle au plan de fissilité. Une deuxième face H2 représente la face supérieure du bloc P.
Parmi les autres faces de ce bloc, la face H3 est plane et sensiblement perpendiculaire au plan de fissilité. Son intersection h avec la face H2 devra être sensiblement parallèle au plan de fissilité. On cherche à créer une séparation suivant un plan de fissilité ou de moindre cohésion dont la trace sur le bloc est représentée par la ligne n.
L'effort de cisaillement sera transmis à la plaque que l'on désire obtenir par une ou plusieurs pièces 1 et l' par l'intermédiaire de leurs faces i et i' prenant appui sur la partie supérieure de la face H3 du bloc P, au-dessus de la ligne n. Des vérins, des ressorts ou tout autre dispositif semblable, non représenté sur la figure, transmettront aux pièces 1 et l' des efforts J et J' situés dans un plan sensiblement perpendiculaire à la ligne h, agissant en un point quelconque de 1 et l'et possédant chacun:

- une composante parallèle au plan de fissilité J1 et J'l,
- une composante, très faible, J2 et J'2 perpendiculaire au plan d'appui du bloc P. Ces composantes J2 et J'2 seront de préférence dirigées vers le plan support du bloc P. Elles seront utilement transmises au bloc par l'intermédiaire des faces i2 et i'2 des pièces 1 et l', faces qui prendront chacune appui sur la face supérieure du bloc P en un point au moins.

Le bloc P sera maintenu de façon à ne pas bouger sous l'action des forces J et J'; le moyen utilisé dépendra de la forme du bloc mais pourra le plus souvent être constitué par une simple butée T.
En-dessous des ailes i et i', des pièces 1 et l', en un point de la trace n, avant, pendant ou après avoir appliqué les efforts J et J', on amorcera une fissure N.
Après avoir appliqué les efforts J et J', on propagera la fissure par un moyen quelconque connu en faisant en sorte que le front de fissure reste soumis à l'effort de cisaillement créé dans le bloc immobilisé, par les forces J et J'.
On détachera ainsi une plaque dont la face supérieure sera un élément de H2 et dont la face inférieure recoupera les faces latérales du bloc suivant une ligne très voisine de n.
La répétition d'opérations semblables permettra de diviser le bloc ou la dalle P en plusieurs dalles de plus faible épaisseur.
Les opérations sont évidemment identiques si l'on veut diviser le bloc ou la dalle P en deux dalles seulement.

Claims

1. Procédé pour séparer, dans une pierre naturelle possédant soit une direction de plan de clivage ou de moindre cohésion, soit des plans de clivage ou de moindre cohésion tous parallèles entre eux, selon un plan parallèle à cette direction ou à ces plans de clivage ou de moindre cohésion, des blocs, des dalles ou des plaques qui ne sont reliés au massif en place que par le plan suivant lequel on veut obtenir la séparation, procédé caractérisé en ce que (1) on soumet le bloc, la plaque ou la dalle (G) que l'on veut obtenir à un effort de cisaillement (R1-R2) par rapport au massif (M) dont on veut le séparer, cet effort étant essentiellement parallèle au plan de fissilité (2), on crée dans la zone mise en cisaillement, par un procédé quelconque, une amorce de fissure (L) dans le plan (K6) suivant lequel on désire assurer la séparation, et (3) on assure la propagation de cette fissure (L) de façon que le front de propagation (I) reste toujours au moins dans sa très grande majorité, soumis à l'effort de cisaillement (Rl-R2), la suite des opérations (1) et (2) pouvant être effectuée dans cet ordre ou dans un ordre inverse.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour produire l'effort de cisaillement (R1-R2), on dispose, dans au moins une saignée (S4) sensiblement perpendiculaire au plan de séparation (K6) et formant une des limites du bloc de la plaque ou de la dalle (G) à détacher, un ou plusieurs vérins plats (V1-V2) les contraintes produites par ces derniers se transformant en contrainte de cisaillement (R1-R2) sur le front (1) d'une fissure (L) établie au voisinage du ou des vérins (V1-V2) pendant tout le temps de propagation de cette fissure, assurant par suite sa propagation dans le plan (K6) choisi.

3. Procédé selon la revendication 1, plus particulièrement destiné à la séparation en une seule opération, selon un plan (n) comportant une amorce de fissure (N) d'une plaque relative mince à partir d'un bloc ou d'une dalle (P) ayant une face supérieure (H2) approximativement parallèle à la direction de clivage ou de moindre cohésion, une face (H3) approximativement perpendiculaire à cette direction, procédé caractérisé en ce que, pour produire l'effort de cisaillement (J, J') on dispose, sur la partie supérieure de la face (H3) contiguë à la face (H2), une ou plusieurs pièces (I, l') dont une face (i, i') prend appui sur la face (H3) au-dessus du plan (n) et l'on transmet à ces pièces, notamment par l'intermédiaire de vérins, des efforts (J, J') sensiblement parallèles au plan (n), assurant la propagation dans ce plan de la fissure (L).