FR2504844A1 - Systeme de maconnage pour boulon de voute, notamment de galerie de mine - Google Patents
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Abstract
CE SYSTEME COMPREND: UNE TREMIE 24 DE STOCKAGE ET DE DISTRIBUTION DE CIMENT OU DE MORTIER SEC; UNE VIS DE MESURE 27 DE LA QUANTITE DESIREE DE CIMENT SEC DELIVREE PAR LA TREMIE; DES MOYENS 31 POUR MELANGER LE CIMENT SEC A UN COURANT D'AIR PNEUMATIQUE DETRANSPORT; DES MOYENS 42 POUR MELANGER LE CIMENT SEC TRANSPORTE PNEUMATIQUEMENT AVEC DE L'EAU DELIVREE PAR UNE SOURCE SEPAREE 50-49-48, ET UN TUBE 55 ASSURANT L'INJECTION DE CIMENT HUMIDE DANS L'ALESAGE 23A DU BOULON DE VOUTE, CE TUBE 55 COMPORTANT DES MOYENS 57 POUR SEPARER L'AIR DE TRANSPORT DU CIMENT HUMIDE A INJECTER.
Description
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La présente invention concerne un système de maçonnage de boulons de voûte d'une installation minière, et elle vise plus spécialement un dispositif pour remplir des trous forés dans la voûte d'une mine, à l'aide d'un mélange de mortier, devant remplir l'espace situé autour du boulon monté dans cette voûte, ce mélange de mortier devant ensuite se solidifier autour de ce boulon. Au cours des dernières années, l'utilisation de boulons de voûte est devenue l'un des moyens les plus fiables pour supporter ces voûtes De façon typique, cette utilisation doit constituer un compromis entre l'efficacité et le prix de revient Spécifiquement, il est connu que l'utilisation d'un mortier
à prise rapide pour remplir l'alésage de la voûte d'une mine, en vue de consti-
tuer un support approprié pour la voûte, notamment dans les galeries de mines de charbon, doit prendre en considération certains facteurs tels que la vitesse d'installation et les nécessités résultant des impératifs du nettoyage Il est également connu que la plupart des systèmes de remplissage d'alésages de
voûtes de mines et de mise en place des boulons de voûte implique des opéra-
tions manuelles, qui sont effectuées en-dessous de l'alésage Il en résulte que la mise en place de ces boulons de toit est à l'heure actuelle considérée comme un travail particulièrement dangereux En vue d'améliorer la sécurité de la mise en place de tels boulons, certaines recherches ont été entreprises dès 1972 par le Bureau Américain des Mines, et ces recherches ont débouché sur la mise au point de boulons enduits de résine, qui ont donné un support de meilleure qualité, dans la plupart des cas, et particulièrement lorsqu'on se trouve en présence d'un milieu de très mauvaise tenue A cet effet, on pourra se reporter au brevet américain N O 3 861 155, qui concerne un procédé de
maçonnage de boulons de mines à base d'une résine, qui met en oeuvre un sys-
tème de résine durcissable à température ambiante, dans lequel les résines sont pré-mélangées dans des conditionnements séparés, puis déchargées dans l'alésage de la voûte, ce système impliquant la fixation d'une tige flexible dans la voûte, destinée à recevoir, sur son extrémité, un écrou supportant la voûte de la mine De façon courante, environ un quart des installations de boulons de voûtes mises en place chaque année utilise un tel procédé et
dispositif de maçonnage à base de résines Cependant, les problèmes décou-
lant de l'utilisation et du prix de revient de ces résines, ont jusqu'à présent limité la mise en oeuvre de cette technique Des récents perfectionnements ont été apportés en vue de produire unrrortier inorganique à prise rapide,
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dont les propriétés de support de voûte sont identiques à celles des installa-
tions de maçonnage à base de résines, tout en étant d'un prix de revient infé-
rieur Cependant, jusqu'à présent, onn'a pu obtenir un mode pratique et sûr de
mise en oeuvre de ces mortiers inorganiques, par injection.
La présente invention se propose de pallier les inconvénients des
solutions antérieures rappelées ci-dessus.
La présente invention porte sur l'utilisation d'un ciment inorganique dont la prise est suffisamment rapide, afin d'assurer un support effectif de la
voûte supérieure, ce ciment permettant en outre de résoudre certains pro-
blèmes qui se posaient antérieurement, lorsqu'on utilisait un tel ciment, par exemple la conception d'un dispositif approprié au mélangeage, au transport, à un déchargement rapide dans la cavité ménagée dans la voûte, et également
la réalisation d'un système sûr pour purger le dispositif, afin d'éviter l'obstruc-
tion du système.
De même, jusqu'à présent, les dispositifs connus assurant le rem-
plissage des alésages de boulons de toit exigeait que l'opérateur travaille di-
rectement sous une section de la galerie de mine dépourvue de support de
voûte, ce qui entraînait des risques pour cet opérateur Pour pallier cet in-
convénient, la présente invention prévoit que le dispositif est monté sur une machine qui est conçue de îaçon à se déplacer à l'intérieur de la mine, les
composants du dispositif étant tous positionnés sur la machine, laquelle com-
porte une poutre et une tourelle, éloignées de l'opérateur, grâce auxquelles le mélange de mortier peut être injecté dans l'alésage pratiqué dans la voûte
de la mine.
Les brevets américains N O 3 672 173, no 3 540 837, et no 2 233 872 font connaître des systèmes, différents de celui de l'invention, pour réaliser le mélange de composition à base de ciment et leur distribution à partir d'un système de tuyères Par ailleurs, on connait des dispositifs pour délivrer des matériaux autres que des mélanges de ciment dans des zones souterraines A cet effet, on pourra se référer aux brevets américains N O 4 058 986, 3 802 208,
et no 3 456 886.
Le dispositif objet de la présente invention constitue une combinai-
son unique et nouvelle d'un certain nombre de composants, dont certains sont également nouveaux, pris isolément Par exemple, la combinaison d'un tube 2304 i 44 d'alimentation de mortier et d'un séparateur interne est unique, en ce qu' elle comporte dans un seul système un dispositif interne à ailettes, qui reçoit le courant de mélange de mortier humide, et qui induit un courant tangentiel et rotatif vers l'extérieur, un autre système permettant d'effectuer le mélange du ciment sec avec de l'eau Ce courant hélicoïdal de mortier chaud passe dans un séparateur à inertie inversé, alors que le mortier humide -circule
vers le haut, afin d'être évacué au travers d'une ouverture prévue dans l'alé-
sage du boulon de voûte, le tube d'alimentation en mortier étant positionné avec
un échappement d'air vers l'atmosphère Bien que le système objet de la pré-
sente invention utilise la technologie des cyclones, il se distingue des systèmes antérieurs en ce qu'il utilise un séparateur inversé pour induire un courant hélicoïdal dans un mélange d 9 trnortier humide En ce qui concerne les systèmes de cyclones selon la technique antérieure, on pourra se reporter aux brevets américains N O 4 169 714 et N O 3 256 986 On peut également se reporter aux brevets américains no 3 512 342 et N O 3 485 019, qui décrivent des systlèmes mettant en oeuvre le principe des cyclones Bien entendu, ces systèmes connus sont destinés à séparer des matériaux tels que des poussières d'un courant de
gaz (par exemple de l'air) ou de matériaux d'une bouillie fluide Ils ne pré-
sentent donc pas la configuration inversée objet de la présente invention, ni les composants particuliers mis en oeuvre dans l'invention Par ailleurs, les dimensions de ces systèmes de cyclones sont bien plus importantes que celles
du séparateur inertiel revndiqué dans la présente invention.
D'une façon générale, on ne retrouve pas, dans la littérature dispo-
nible, de systèmes de cyclones inversés Toutefois, la publication "Society of Mine Engineers Magazine", de Février 1978, pages 189 à 193, comporte un article intitulé: "Japanese Swirl Cyclone" qui donne des indications sur un système d'alimentation verticale Cependant, ainsi qu'on le verra ci-après, un tel dispositif est de fonctionnement totalement différent de ceux décrits dans
la présente demande.
Par conséquent, la présente invention vise, d'une façon générale,
un système automatique qui, sous la commande d'un opérateur, permet d'ex-
truder un mélange de ciment à prise rapide, à partir d'une partie terminale
en forme de tuyère ou de buse.
Un autre objet de l'invention est d'apporter un système de maçon-
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nage de boulons de voûte automatique, qui délivre un courant contrôlé de ciment à prise rapide dans l'alésage du boulon, ce système fonctionnant sans purge
séparé ni dispositif de traitement de débris ou de déchets.
Un autre objet de la présente invention est d'apporter (en tant qu'élé-
ment interconnecté du système général) une trémie de stockage du ciment sec, et un dispositif d'alimentation contrôlée, afin de délivrer un courant contrôlé
et constant de ciment, en vue de réaliser un transfert pneumatique et un mé-
lange de ce ciment avec un volume d'eau, ce dispositif permettant en outre de
délivrer le ciment humide, ou un mélange de mortier humide, à un tube d'ali-
mentation de mortier, qui centrifuge le mélange de façon hélicoïdale et le dé-
livre à partir d'une buse ou d'une tuyère faisant partie d'un séparateur inertiel
inversé qui fonctionne de façon à extruder le ciment ou le mortier dans l'alé-
sage du boulon de la voûte, tout en réalisant simultanément un autonettoyage.
Un autre but de l'invention est d'apporter un système pouvant être monté sur un véhicule apte à circuler dans une mine, afin de permettre un fonctionnement en marche dans la galerie de mine, l'opérateur étant placé loin de 1 ' alésage du boulon de mine, de façon à limiter son exposition au danger,
résultant d'une galerie dépourvue de support.
Le dispositif de maçonnage selon la présente invention comporte une trémie de stockage unique, permettant à la fois de stocker et de délivrer, de
façon uniforme, un ciment sec qui, de préférence, est du type à prise rapide.
La structure de cette trémie est choisie de manière à ce qu'elle permette d'as-
surer un débit uniforme, quel que soit l'état du ciment stocké dans la trémie.
Par ailleurs, la présente invention, dans l'une de ses variantes, prévoit une vis de mesure à profondeur et pas variables, et, dans un autre exemple de réalisation, une vis de mesure à pas variable, chacune de ces vis permettant d'obtenir une mesure contrôlée de la quantité de ciment sec délivrée à partir
de la trémie de stockage, et destinée à être transportée par voie pneumatique.
A partir de la trémie de stockage, le débit mesuré de ciment sec
est soigneusement mélangé dans un courant pneumatique, à l'aide d'un dispo-
sitif de transport pneumatique, puis il est amené à un ou plusieurs mélangeurs à gorge en forme de venturi, dans lesquels le ciment est mélangé à un courant contrôlé d'eau, un accélérateur chimique pouvant être prévu pour améliorer la durée de prise du ciment Le ciment humide entraîné par voie pneumatique
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est ensuite déchargé contre un premier volet faisant partie d'un ensemble
d'ailettes d'un tube d'alimentation de mortier, qui centrifuge le courant pneu-
matique de mortier humide selon une configuration d'écoulement hélicoïdale.
Le mortier humide se sépare de l'air dans un séparateur inertiel inversé, qui est relié au tube d'alimentation en mortier, en un point qui est situé au-dessus d'un tube détecteur de vortex qui est disposé dans le tube d'alimentation Le mortier humide est ensuite déchargé au travers de l'extrémité en forme de
tuyère du séparateur inertiel inversé, afin de s'écouler dans l'alésage du bou-
lon de mine, cependant que le courant d'air ayant assuré le transport pneuma-
tique est évacué vers l'atmosphère par l'intermédiaire du tube détecteur de vortex On peut ainsi délivrer un volume et un débit contrôlés de mélange de
mortier permettant de remplir l'alésage d'un boulon de voûte de mine, ce mé-
lange étant choisi de manière à prendre rapidement, après la mise en place
du boulon.
Le fonctionnement du dispositif selon la présente invention est asser-
vi de manière que le retrait du séparateur inertiel inversé et du tube d'alimen-
tation en mortier qui y est relié, de l'alésage, lorsque ce dernier est rempli, soit détecté afin de commander l'interruption de l'alimentation de ciment sec
et d'eau Le débit de ciment est arrêté en premier lieu, puis on arrête l'écou-
lement de l'eau, et, ensuite, l'air est automatiquement purgé, afin d'éviter
tout séchage de mortier humide à l'intérieur du système.
Le tube d'alimentation de mortier, ainsi que le séparateur inertiel inversé monté sur ce tube, sont conçus de façon à recevoir le mortier humide, et ce tube comporte un système d'ailettes enroulées autour du tube détecteur
de vortex, la distance entre ailettes décroissant depuis le bas jusqu'au sommet.
Une première ailette (l'ailette située en bas du tube) reçoit le ciment humide
admis dans le dispositif, ce dernier étant ainsi centrifugé selon une configura-
tion hélicoïdale, avec une vitesse qui va en croissant au fur et à mesure que le mortier se déplace vers le haut, le long des ailettes Le système d'ailettes peut être réalisé sous la forme d'un ensemble unique, ou bien il peut être
constitué d'unités séparées, comportant des ailettes uniformes à pas décrois-
sant, et, selon une variante, ces ailettes peuvent être réalisées de façon à
fléchir, ce qui permet d'obtenir un tube d'alimentation flexible.
Un tel système d'ailettes à pas décroissant est réalisé afin d'obtenir
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un pas uniformément décroissant vers le couplage au tube d'alimentation de mortier, en vue de produire un écoulement hélicoïdal de ciment humide, dont
la vitesse est croissante lorsque le débit de ciment s'écoule vers le sépara-
teur inertiel inversé, le mélange de ciment faisant environ deux tours com-
plets Dans le séparateur, l'air se sépare du ciment humide, le ciment humide
étant entraîhé au travers de l'ouverture terminale en forme de tuyère, cepen-
dant que le courant d'air ayant assuré le transport pneumatique est purgé vers le bas, à l'atmosphère, par l'intermédiaire du tube détecteur de vortex La
configuration particulière du système d'ailettes à pas décroissant induit l'ef-
fet centrifuge désiré dans le ciment humide, afin de réaliser la séparation du
courant d'air de transport, près de l'entrée du ciment humide, dans le sépara-
teur inertiel inversé Les dimensions et le positionnement vertical du tube dé-
tecteur de vortex, dans le tube d'alimentation de ciment, sont choisis de ma-
nière à réaliser l'effet vortex désiré à l'extrémité d'entrée du séparateur iner-
tiel inversé, afin d'obtenir une séparation complète du ciment humide et de l'air.
Il ressort de la description qui précède que le dispositif objet de la
présente invention permet, en utilisant des séquences appropriées, d'effectuer une purge automatique Il est donc possible d'utiliser un ciment à prise rapide qui se solidifie rapidement autour d'un boulon de voûte inséré dans l'alésage rempli de ciment, ce qui permet d'obtenir un support de voûte après vissage d'un écrou ou similaire Tout le système peut fonctionner de préférence de façon automatique, afin de délivrer une quantité contrôlée de ciment sec devant être mélangée à un volume mesuré d'eau, lequel peut inclure un accélérateur
chimique; le mélange de ciment sec est délivré par l'intermédiaire de l'extré-
mité en forme de tuyère du séparateur inertiel inversé, disposé sur l'extrémité du tube d'alimentation de mortier En fonctionnement, le tube d'alimentation
de mortier peut être écarté de l'alésage du boulon, afin de maintenir la coordi-
nation avec le débit de mélange de mortier provenant du séparateur inertiel in-
versé et remplissant l'alésage Un tel déplacement est détecté de façon appro-
priée par l'intermédiaire du mouvement d'une poutre ou d'un bras de tourelle, de façon à interrompre séquentiellement les alimentations en ciment sec et en eau Ensuite, on peut éloigner le tube d'alimentation de mortier et insérer un boulon dans l'alésage rempli de mortier, le mortier séchant et prenant
ensuite autour du boulon.
La présente invention apporte un dispositif de fonctionnement et de construction pratiques et universels, pouvant être monté sur un système de
boulonnage de voûte de galerie de mine, de type mobile, ou sur tout autre véhi-
cule similaire, l'opérateur étant placé dans une position éloignée de l'alésage
du boulon de la voûte à remplir.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res-
sortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés,
qui en illustrent divers exemples de réalisation dépourvus de-tout caractère limitatif Sur les dessins la Figure 1 est une représentation schématique montrant certains
exemples de réalisation des composants du dispositif selon la rprésente inven-
tion, d'un système de maçonnage de boulons de voûte, afin de délivrer un mé-
lange à base de ciment humide dans un alésage pratiqué dans la voûte d'une mine la Figure l A est une vue en élévation latérale d'une machine de mise en place de boulons de voûte de mine, dans laquelle est mis en oeuvre le système de naçonnage selon la présente invention, cette machine comportant
une poutre et une tourelle en saillie, sur lesquelles sont disposés le tube d'ali-
mentation de mortier et le séparateur inertiel inversé représentés sur la Fi-
gure 1; la Figure 2 est une vue de profil, à plus grande échelle, du tube
d'alimentation de mortier, auquel est fixé le séparateur inertiel inversé, l'en-
semble étant positionné dans un alésage foré dans la voûte de la mine, certaines parties étant représentées en arrachement; la Figure 3 est une vue en élévation latérale d'un premier exemple de réalisation d'un système d'alimentation et de mesure du type à vis selon la présente invention, la vis étant représentée sur une partie en arrachement de la chambre de mesure alignée avec le fond de la trémie de la Figure 1; la Figure 3 A est une vue erfélévation latérale d'un autre exemple de réalisation d'une vis de mesure selon l'invention;
la Figure 4 est une vue en coupe et de profil, selon -4-4 de la Fi-
gure 1, montrant un premier exemple de réalisation d'un système pneumatique la Figure 4 A est une vue en coupe, selon 4 A-4 A, de la Figure 1; la Figure 5 est une vue de profil, en coupe selon 5-5 de la Figure 1
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illustrant un premier exemple de réalisation d'un mélangeur venturi dans le-
quel le ciment sec, transporté par voie pneumatique, est mélangé à une quan-
tité mesurée d'eau, qui peut comporter un accélérateur chimique de prise; la Figure 6 est une vue schématique illustrant la géométrie d'un séparateur inertiel inversé, cette Figure montrant, par la flèche E, la géomé- trie des ailettes et la configuration des écoulements qui en découle; la Figure 7 est une vue en coupe transversale d'un autre exemple
de réalisation d'un système pneumatique utilisé de la même façon que le dis-
positif illustré par la Figure 4; la Figure 7 A est une vue de dessus en coupe selon la ligne 7 A-7 A de la Figure 7; la Figure 8 est une vue en coupe transversale d'un autre exemple
de réalisation d'un tube d'alimentation de mortier et du séparateur inertiel in-
versé qui y est fixé, cet autre exemple de réalisation comprenant des mélan-
geurs venturi connectés en série, une partie de ces mélangeurs et une partie été
du tube externe ayant/supprimées, afin de permettre de comprendre le fonc-
tionnement de ce dispositif; la Figure 8 A est une vue de dessous en coupe, selon 8 A-8 A de la Figure 8; et, la Figure 8 B est une vue en coupe transversale selon 8 B-8 B de la
Figure 8.
La présente invention se propose d'utiliser des ciments inorganiques disponibles dans le commerce, dont la prise est aussi rapide, ou pratiquement
aussi rapide, que celle d'une résine polymérisée, ceci afin d'obtenir une ins-
tallation de boulons de voûte de mine dont la résistance et la durée dans le temps sont comparables à celles obtenues 'à l'aide d'un maçonnage à base de
résines, sans présenter les inconvénients inhérents à l'emploi de ces résines.
Pour permettre d'utiliser de tels ciments inorganiques pour effec-
tuer des opérations de maçonnage d'alésages de boulons de voûte, la présente
invention met en oeuvre un dispositif pouvant être utilisé sur un engin ou véhi-
cule classique d'alésage et de maçonnage de boulons de voûte, tel que repré-
senté dans son ensemble en 10 sur la Figure 1 A Ce véhicule 10 comporte le système permettant de mélanger le ciment ou le mortier avec de l'eau, et également les moyens assurant la distribution du mélange par l'intermédiaire
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d'un dispositif d'alimentation monté sur une tourelle 10, et qui distribue 1 e mélange dans l'alésage du boulon de voûte de la mine De préférence, ces opérations s'effectuent sous le contrôle d'un opérateur unique, qui prend place sur une console 14 disposée sur le véhicule, dans une position qui est située très en arriere de l'emplacement de l'alésage à remplir La présente inven- tion apporte un dispositif qui peut être installé sur un véhicule de boulonnage et de maçonnage de voûte de mine classique, ou sur tout véhicule similaire apte à forer des alésages de boulons de voûte et à remplir, immédiatement
après forage, ces alésages, à l'aide d'un ciment ou d'un mortier à prise ra-
pide, le système de remplissage étant du typeobjet de la présente invention.
Les divers systèmes pouvant être utilisés pour le forage des alé-
sages et la mise en place des boulons de voûte dans ces alésages étant de type
bien connu, on ne les décrira pas.
La Figure 1 est une représentation schématique des différents cons-
tituants du dispositif selon la présente invention, qui constitue un système de maçonnage de boulons de voûte, désigné dans son ensemble par la référence 20
et qui, dans la description squi suit, sera simplement appelé: "le système".
Le système 20 comprend des éléments interconnectés pour délivrer
pneunlatiquernent et mélanger un ciment inorganique à prise rapide, par l'in-
termédiaire d'un tube d'alimentation de mortier 21, qui, dans un premier exemple de réalisation, se présente sous la forme d'un tube réalisé à partir d'un matériau flexible, et qui comporte un séparateur inertiel iïnversé en
forme de cône 22, monté à l'extrémité d'évacuatuon du tube (voir la Figure Z).
Dans les deux exemples de réalisation du tube d'alrnentation 21 (Fig 1) et 80 (décrit plus loin en référence à la Figure 8 A);, du ciment au du mortier humide passe par un séparateur inertiel inve'rs:;Z, afin de r emplir un alésage de boulon de voûte de mine 23 a, qui a été pirécédemment foré dans la voûte Z 3 de la mine Comme spécifié ci-dessus, lie véhicule de boulonnage
et de maçonnage 10 (ou un véhicule similaire) coip-rend de préférernce le sys-
tème 20, les tubes d'alimentation de mortier 21 e Q 80, disposés star la tou-
relle 12 d'une poutre en prolongement 11, afin aie dêcharger le ciment ou le mortier humide, par l'intermédiaire d'un séparateur inertiel inversé 22 e forme de cône, chaque séparateur étant désigné ci-après par l'expressiom:
"séparateur inertiel".
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Selon l'invention, on utilise de préférence un ciment ou un mortier présentant des caractéristiques de prise rapide Un exemple d'un tel ciment ayant donné de bons résultats dans la pratique est celui commercia sé sous les appellations "Hydrocal " ou "Airtrol" par la firme américaine United States Gypsum Company On peut éventuellement accélérer la prise de ce ciment, en vue d'obtenir la vitesse de prise désirée, en y ajoutant une solution d'un accélérateur chimique tel que le K 2 SO 4 en une quantité de 1 à 2 % en poids de ciment, ce mélange étant ajouté à de l'eau provenant d'un réservoir (Fig 1), comme on l'expliquera plus loin La proportion ciment/eau du
mélange est de 1/2.
On se réfère à la Figure 1, sur laquelle on a représenté les divers
composant S du système 20 permettant d'obtenir un mélange de ciment ou mor-
tier sec ou un mélange de ciment sec et d'eau, ce système pouvant être mis en oeuvre dans le dispositif représenté sur les Figures 8, SA et 8 B Le mélange de mortier est délivre à des tubes d'alimentation du mortier Le ciment est délivré par gravité, sous la forme sèche, à partir d'un orifice d'évacuation 25 ménagé dans le fond d'une trémie 24, le ciment s'écoulant dans la chambre de mesure 26, munie d'une vis de mesure A l'intérieur de cette chambre 26, est disposée, selon un premier exemple de réalisation de l'invention, une vis de mesure 27, à profondeur et pas variables, qui sera désignée ci-apres par vis
de mesure 27, et qui a été représentée en détail sur la Figure 3 Selon un se-
cond, exemple de réalisation, on dispose dans la chambre 26 une vis de mesure à pas variable 70, qui sera aussi appelée par la suite vis de mesure 70, et qui a été représentée en détail sur la Figure 3 A On décrira en détail ci-après la disposition relative de la trémie 24 avec sa sortie 25 et des vis de mesure 27 et 70 Comme on peut le voir sur la Figure 1, la vis de mesure 27 est couplée en 28, par son extrémité 27 b (Fig 3) à un moteur classique (non représenté), de façon à pouvoir être entraînéten rotation L'autre extrémité 27 c de la vis
27, et un épaulement 27 d, situé du côté de l'extrémité 27 b, sont usinés de fa-
çon à pouvoir tourner dans des paliers classiques 29, qui sont de préférence
des paliers à billes Comme on peut le voir sur la Figure 3 A, la vis de me-
sure 70 comporte des extrémités postérieure 71 et antérieure 72 usinées de façon à pouvoir tourillonner dans des paliers classiques similaires aux paliers 29 de la Figure 1, l'une de ces extrémités étant couplée à un moteur classique
(non représenté).
Lors de leur fonctionnement, les vis de mesure Z 7 et 70, comme on l'expliquera en détail ci-après, déplacent un débit contrôlé de ciment sec, délivré à partir de l'orifice d'évacuation 25 de la trémie 24, pour l'amener dans un tube d'évacuation 30 Comme on peut le voir sur la Figure 1, le tube d'évacuation est relié de manière à transmettre le débit de ciment dans un
système'de réception pneumatique 31, décrit ci-après.
Selon un premier exemple de réalisation de ce dispositif de récep-
tion et de transport pneumatique, représenté sur la Figure 4, on raccorde une conduite d'alimentation d'air sous pression 32, afin de réaliser le mélange et le transport du ciment sec Le dispositif 31 se présente sous la forme d'un bloc comportant une cavité allongée 33, débouchant sur une chambre 34 qui comporte une pluralité de buses espacées 33 a dont les sorties débouchent sur la chambre 34 Cette chambre 34 est disposée endessous du tube d'évacuation 30, de manière à recevoir, par gravité, un courant de ciment sec Le tube 30 est connecté à la chambre 34 par l'intermédiaire d'une liaison 34 a Il résulte de cette disposition que le ciment sec tombant du tube d'évacuation 30 s'écoule le long des parois 34 b de la chambre 34, pour tomber finalement dans cette chambre, ainsi qu'on peut le voir sur la Figure 4 A, le courant d'air provenant de la conduite 32 étant distribué au travers des buses 33 a, afin d'entraîner et -de mélanger le-ciment sec qui arrive dans la chambre 34 Ensuite, le courantde ciment sec ainsi mélangé à l'air traverse un dispositif d'évacuation 35, d'oi il est amené dans une conduite pneumatique 41, qui est reliée à une conduite 41 a. On décrira maintenant le second exemple de réalisation du dispositif de réception pneumatique 75 représenté sur les Figures 7 et 7 A Ce dispositif
est également relié à la conduite d'alimentation en air sous pression 32 assu-
rant le mélange et le transport du ciment sec Le dispositif 75 est relié, par
l'extrémité 76 a de son corps supérieur 76, au tube d'évacuation 30 Le dispo-
sitif 75 reçoit donc de ce tube 30 un courant de ciment sec qui s'écoule dans une enceinte de réception en forme d'entonnoir 77, la forme de cette enceinte se rétrécissant vers l'intérieur, de manière à déboucher sur un col 77 a, dont l'extrémité 77 b constitue l'extrémité d'évacuation Le dispositif 75 comporte
une cavité 78 sur laquelle débouche la conduite 32 d'alimentation en air com-
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primé Comme on peut le voir sur la Figure 7, la cavité 78 comprend, à son
extrémité d'évacuation, une partie 79 en forme de cône dont l'extrémité rétré-
cie se termine sous la forme d'un orifice d'évacuation 79 a qui est situé légère-
ment en-dessous de l'extrémité 77 b de l'entonnoir Grâce à cette disposition, le courant d'air crée un vide à l'extrémité du col, de façon à aspirer le débit de ciment sec, ce qui entra 1 ie ce ciment dans le courant d'air Par conséquent,
le mélange d'air et de ciment sec passe dans l'extrémité rétrécie 76 b du dis-
positif de réception pneumatique 76, et il est ensuite délivré dans la conduite
pneumatique 41.
Comme on peut le voir sur la Figure 1, ainsi que sur les coupes schématiques des Figures 4 et 7, le débit d'air illustré par la flèche A, après
son passage au travers du système de réception pneumatique, collecte et en-
traine le ciment pour l'amener soit dans un mélangeur venturi 42, similaire à celui représenté sur les Figures 1 et 5, soit dans le tube d'entrée 58 d'un
tube d'alimentation en ciment comportant un ou plusieurs mélangeurs venturi.
Cette variante a été représentée sur les Figures 8, 8 A et 8 B.
On comprend que le ciment sec introduit dans le dispositif pneuma-
tique à partir du tube 30 est mélangé avec un débit d'air suffisant (flèche A), afin d'entrafrer totalement le courant de ciment sec En pratique, le débit d'air suffisant pour entraver un débit de ciment sec de l'ordre de 5 kg/minute peut être aussi faible que 1, 70 m 3/kg, ou 0, 17 mn 3/kg de matériau transporté, et, de préférence, il est compris entre 0, 57 m /kg et 2, 83 m /kg, ce débit étant fonction d'une relation entre la granulométrie moyenne du ciment, sa densité brute, et les vitesses de transport nécessaires pour obtenir le débit désiré En pratique, le débit d'air est maintenu à l'état sec à l'aide de pièges
à eau et de filtres à coalescence, montés en série, et qli n'ont pas été repré-
sentés sur les dessins.
De préférence, les systèmes pneumatiques 31 (Fig 1) et 75 (Figures 7 et 7 A), sont pourvus d'une vanne à papillon coulissant, telle que représentée en 36 sur la Figure 1 Comme on le comprend, le déplacement contrôlé du
papillon 36 a, monté en travers de l'extrémité du tube d'évacuation 30, per-
met d'interrompre l'écoulement du ciment Si on le désire, le papillon 36 a de la vanne 36 peut être polarisé en position fermée, par exemple sous l'effet d'un ressort ou similaire, non représenté Grâce à cette disposition, le
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papillon 36 a s'ouvrira (Fig 1) sous l'effet de l'injection de l'air, à l'encontre de l'action du ressort Afin de coordonner l'interruption de l'alimentation en ciment sec, on peut simultanément arrêter la rotation de la vis de mesure 27
ou 70.
Afin d'obtenir un débit massique, constant et uniforme du ciment dans le tube d'évacuation 30, lequel débit est critique pour le fonctionnement
du dispositif, et afin d'éviter toute interruption non désirée de ce débit, ré-
sultant de conditions défectueuses d'écoulement, pouvant se produire dans le système de trémie (par exemple un pontage), la présente invention utilise une trémie 24 (Fig 1) du type connu sous le nom de trémie à débit massique unique Cette trémie 24 comporte une forme qui se rétrécit depuis son sommet jusqu'à son fond, afin d'obtenir une ouverture allongée étroite, faisant office d'orifice d'évacuation 25 Le ciment s'écoule sous la forme d'un courant uniforme sur toute la longueur de l'orifice d'évacuation 25, dans la chambre 26 de la vis de mesure De préférence, la trémie comporte une ouverture supérieure de
grande dimension 38, afin d'assurer son alimentation en ciment Cette ouver-
ture est obturée par un couvercle 39, pouvant être maintenu à l'aide de boulons
, comme représenté sur le dessin, ou à l'aide de tout autre système de ver-
rouillage On peut également prévoir des pompes ou similaires (non représen-
tées sur le dessin) pour exercer soit un vide, soit une surpression dans l'en-
ceinte de la trémie 24.
Selon la présente invention, il est nécessaire de réaliser un débit constant de la quantité mesurée de ciment par rapport à un volume déterminé
d'eau, afin d'obtenir un mélange de mortier ayant des propriétés de prise ra-
pide désirées, ce mélange devant être injecté dans l'alésage 23 a de la voûte 23 de la mine Il est en conséquence nécessaire que l'installation permette
de délivrer un débit constant et déterminé de ciment sec au système pneuma-
tique Ce résultat est obtenu par les vis de mesure 27 et 70 Les vis de me-
sure (Fig 1) sont montées dans la chambre de mesure 26 La rotation de la vis à une vitesse suffisante pour obtenir une extraction uniforme de ciment sec tout le long de la sortie 25 est réalisée par l'intermédiaire d'un moteur électrique, ceci afin d'éviter des variations d'écoulement qui pourraient donner lieu à un débit pulsé Pour obtenir ce résultat (Figures I et 3), on choisit un pas de vis 27 qui décroît à partir de l'extrémité 28 d'accouplement
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au moteur Comme on peut le voir sur la Figure 3, le pas est réduit d'une valeur de l'ordre de 2, 5 cm entre les spires 27 e (région X) et les spires 27 a (région W), la zone située entre les régions X et W représentant la partie médiane de l'évacuation 25 Toute autre réduction du pas vers l'extrémité de couplage 28 entraîne un danger d'obstruction, et il en résulte que le diamètre
primitif de la vis de mesure, à partir de la zone W vers l'extrémité de cou-
plage 28, augmente jusqu'à la zone V, ce qui permet d'obtenir une extraction
continue du ciment sans engorgement.
Par exemple, pour obtenir une ouverture allongée d'évacuation dont la dimension longitudinale interne est de l'ordre de 0, 305 m, on a réalisé une vis de mesure 27 ayant les modifications de profondeur et de pas, entre les zones V à Z, représentées sur la Figure 3 En supposant que la longueur de la vis 27 est de 0, 584 mètres, depuis la première spire en Z, et en se déplaçant le long de la vis, le pas de la vis est d'abord constant jusqu'à la zone Y, sur deux spires et selon une valeur de 0, 051 m environ Au point Y, le pas change et les deux spires suivantes, entre les points Y et X, représentent une longueur de l'ordre de 0, 157 m Ensuite, le pas des spires comprises entre les zones X et W augmente linéairement d'une valeur de l'ordre de 0, 030 à 0, 060 mètre
par spire, cette zone (entre X et W) ayant une longueur d'environ 0, 223 mètre.
* A partir de la zone W, le diamètre primitif de la vis augmente, de façon que cette vis s'évase vers l'extérieur jusqu'à la zone V, sur une longueur de l'ordre de 0, 152 m, l'aire entre les spires se réduisant tout le long de cette zone, jusqu'à l'extrémité de la vis Les valeurs des pas et profondeurs de vis données
ci-dessus s'appliquent à une vis 27 ayant une longueur de l'ordre de 0, 584 cm.
Bien entendu, il s'agit là de valeurs relatives, étant donné que cellesci varient en fonction de la longueur de la vis, des débits désirés, etc De préférence, on prévoit des joints à doubles lèvres (non représentés) disposés à l'intérieur
de la chambre Z 6, à l'une ou l'autre de ses extrémités, afin de maintenir pres-
surisées à la fois la chambre 26 et la trémie 24, afin d'obtenir le débit désiré.
Sur la Figure 3 A, on a représenté un second exemple de réalisation d'une vis de mesure 77 qui, de la même façon que la vis 27 décrite ci-dessus,
est à pas variable, mais dont la profondeur ne varie pas Cette vis 70 com-
prend un corps cylindrique 73 de rayon constant, sur lequel est fixé un filet de via 74 Afin d'obtenir le débit uniforme et constant de ciment sec, ce filet
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74 présente un pas étroit près de son extrémité 71, ce pas augmentant en-
suite uniformément jusqu'à un point médian, à partir duquel le pas demeure constant pratiquement jusqu'à l'autre extrémité 72 de la vis 70 Grâce à cette disposition, il n'est pas nécessaire que la vis présente une profondeur variable, comme la vis 27, pour obtenir un débit de sortie constant, étant donné que ce résultat est obtenu en faisant varier le pas de la vis de la manière représentée par la Figure 3 A Il demeure bien entendu qu'en réglant de façon convenable la vitesse de rotation des vis 27 et 70, on peut obtenir les débits de sortie
constants et uniformes désirés de ciment sec.
Comme on peut le voir sur la Figure 1, le débit de ciment et d'air de transport est délivré par le système pneumatique 31, par l'intermédiaire d'une conduite pneumatique 41, à un mélangeur venturi, dont un premier exemple de réalisation a été représenté en 42 De préfér ence, la conduite pneumatique 41 est flexible, comme on l'a représentée par le coude 41 a sur la Figure 1 Dans le mélangeur venturi 42, le débit d'air et de ciment est mélangé dans une gorge à un volume mesuré d'eau, auquel peut être ajoutée
une quantité déterminée d'un accélérateur chimique, comme indiqué cidessus.
Sur la Figure 5, on a représenté un exemple de réalisation préféré d'un mélan-
geur venturi 42 Celui-ci se présente sous la forme d'un bloc 43, pouvant pré-
senter toute forme voulue, par exemple circulaire Ce bloc 43 comporte une extrémité d'admission 44 en forme de cloche, dans laquelle vient s'ajuster
l'extrémité de la conduite pneumatique 41 A partir de l'extrémité 44, le mé-
langeur venturi 42 s'évase uniformément vers l'intérieur, vers la zone de la gorge 45, à partir de laquelle il s'évase uniformément vers l'extérieur, de manière à se terminer dans l'extrémité d'évacuation 46 Cette extrémité 46 présente un diamètre qui est sensiblement égal au diamètre de l'extrémité d'admission 44 d'un tuyau flexible 52, qui doit s'adapter dans l'extrémité
d'évacuation 46 Cette conduite 52 assure l'évacuation du ciment ou du mor-
tier humide mélangé à l'eau.
Le mélange du débit pneumatique de ciment sec et d'eau s'effectue dans la gorge 45 L'eau est amenée sous pression à partir d'une conduite de
transfert 48, qui reçoit l'eau provenant d'un réservoir 50, par l'intermé-
diaire d'un régulateur de débit 49 L'eau pénètre dans la gorge 45, au tra-
vers d'un ajutage 47 (Fig 5) L'eau, comportant ou non une addition d'un
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accélérateur chimique, circule selon la direction indiquée par la flèche B, sur la Figure 1 En pratique, on a découvert qu'une injection d'eau effectuée immédiatement dans la gorge du venturi à haute pression permet d'obtenir un mélange eau-mortier satisfaisant, à condition que la vitesse de l'air, dans la gorge du venturi, ne descende pas en-dessous de 305 mètres/minute Comme
on peut le voir sur la Figure 1, le réservoir d'eau 50 est de préférence pres-
surisé, cette pressurisation étant schématisée par la flèche C, dirigée dans la conduite 51 Grâce à cette disposition, l'eau comportant éventuellement un accélérateur chimique en solution, est repoussée au travers du système de contrôle et de régulation 49, qui, de préférence, est un système classique à valve à action rapide, électriquement connectée à un système de commande à distance A partir du mélangeur venturi 42 (Fig 1), le mélange de mortier
humide peut éventuellement traverser un ou plusieurs mélangeurs venturi sup-
plémentaires 42 a, schématisés par les contours en traits interrompus Il est
préférable de prévoir ces venturi supplémentaires, afin de réaliser un mé-
lange additionnel du mortier humide dans la gorge, et éventuellement, on peut procéder (comme dans le mélangeur 42), à une injection d'un débit contrôlé d'eau Les mélangeurs venturi supplémentaires sont connectés de manière que le mortier humide ainsi mélangé soit délivré dans la conduite 52 Si nécessaire,
on peut prévoir un ou plusieurs mélangeurs venturi 42 a, afin d'obtenir un mé-
lange complet de l'eau avec le ciment, en vue d'obtenir le rapport désiré eau/
ciment, ainsi que la consistence voulue Après ce mélange énergique, le ci-
ment ou le mortier humide est délivré pneumatiquement à la conduite 52, qui, de préférence, est de type flexible, comme représenté sur la Figure 1 par le coude 52 a Cette conduite 52 est connectée à un tube d'alimentation en mortier
21 Ce tube est de préférence monté sur la tourelle 12 d'un véhicule d'exploi-
tation minière 10, comme représenté schématiquement sur la Figure IA Sur la Figure 1, la conduite 52 a été représentée avec une partie arrachée, ceci
afin de pouvoir représenter à plus grande échelle le tube d'alimentation de mor-
tier 21, afin d'en faciliter la description.
La Figure 8, ainsi que les coupes 8 A et 8 B, illustrent un autre exemple de réalisation d'un tube d'alimentation de mortier 80, qui comprend
des mélangeurs venturi en série 81 et 82, ainsi qu'une ailette hélicoïdale con-
tinue 91, assurant la centrifugation d'un mélange de ciment ou de mortier sec,
comme on le décrira ci-après.
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A la différence du tube d'alimentation de mortier 21, le tube d'ali-
mentation 80 assure le mélange d'un mortier sec immédiatement avant la cen-
trifugation, et il réalise son évacuation par l'intermédiaire du séparateur iner-
tiel inversé, ce qui réduit à un minimum l'éventualité d'une obstruction du sys-
tème, provoquée par des dépôts de mortier humide dans une conduite de liai-
son, telle que la conduite flexible 52 Dans la description qui suit, on a indiqué
quelques exemples préférés de dispositions de tubes d'alimentation de mortier pouvant être montés sur la tourelle d'un véhicule d'exploitation minière, afin
de remplir des alésages de boulons de voûte, de manière efficace et en ex-
posant le moins possible l'opérateur, ce dernier étant à cet effet positionné
très en arrière de l'emplacement de l'alésage.
Le tube d'alimentation de mortier 21 représenté sur les Figures 1 e 2 est constitué de préférence d'un tube extérieur 55, formé d'un matériau
flexible, alors que le tube d'alimentation 80, représenté sur la Figure 8, com-
porte un tube extérieur 80 a qui, de préférence, est réalisé en un matériau ri-
gide Bien entendu, les tubes 21 et 80 sont conçus de façon à pouvoir s'ajuster
dans l'alésage 23 a de la voûte de la mine, comme on peut le voir sur les Fi-
gures I et 2 Sur une extrémité 55 a ou 80 b de chaque tube 55 ou 80, est monté
de préférence le séparateur inertiel 22, qui sera déc rit en détail ciaprès.
Chaque tube d'alimentation est pourvu d'un tube détecteur de vortex 57, qui comporte une extrémité d'évacuation 57 a qui s'étend à partir et audelà de l'extrémité du tube d'alimentation 21 ou 80, à l'opposé du séparateur inertiel 22 Chaque mode de réalisation comporte un tube d'admission de mortier 58,
qui sera désigné, dans la suite de la description, par l'expression tube d'en-
trée 58 En ce qui concerne le tube d'alimentation de mortier 21, so tube d'entrée 58 est également constitué d'un matériau flexible, et il s'adapte au
tube extérieur 55, sur sa face latérale Ce tube 58 comporte une pièce d'adap-
tation 59 assurant la liaison avec une extrémité de la conduite flexible 52, de
manière à recevoir le courant de ciment humide provenant du mélangeur ven-
turi 42 Le tube d'entrée 58 devant être relié au tube d'alimentation de mor-
tier 80 est réalisé, de préférence, à partir d'un matériau rigide, et il est
également relié au tube extérieur 80 a.
Le tube d'entrée 58 représenté sur les Figures 1 et 2 s'étend vers le bas, à partir du tube extérieur 55, selon un angle qui est considérablement
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plus grand que 90 Cependant, en pratique, cet angle peut présente toute valeur à partir d'au moins celle de la normale à l'axe du tube extérieur 55, jusqu'à la parallèle à cet axe Dans le tube 21, le ciment humide provenant du tube d'entrée 58, lorsqu'il pénètre dans le tube extérieur 55, rencontre une première ailette flexible 60 a qui, de préférence, est réalisée à partir d'une matière plastique de façon à pouvoir se déformer en suivant la courbure du tube d'entrée 58, et/ou du tube extérieur 55, et à reprendre sa forme initiale dès que cessent les efforts de flexion Dans cet exemple, l'ailette flexible 60 a constitue une unité unique, comme représenté sur la Figure 2, cependant, elle peut également être réalisée sous la forme de sections, supportées séparément par rapport au tube détecteur de vortex 57 Dans tous les cas, il est nécessaire que le pas de l'ailette, sur toute la spirale qu'elle décrit, conserve une valeur
constante Comme représenté sur la Figure 2, l'ailette 60 a s'enroule régulière-
ment autour du tube détecteur de vortex 57, en formant une spirale uniforme,
l'ailette étant reliée de façon intermittente, point par point, au tube 57 L'en-
trée de l'ailette flexible est alignée avec l'extrémité de sortie du tube 58, de manière à recevoir le mélange de mortier humide et à induire un déplacement
hélicoïdal dans le courant de ciment humide De cette manière, le ciment hu-
mide est animé d'un mouvement hélicoïdal ou tangentiel, sous l'action de la spire flexible 60 a Le ciment humide, qui est évacué de la spire 60 a, pénètre dans une ailette de guidage 60 (Fig 2) dont l'entrée présente le même pas que l'extrénité d'évacuation 60 b de l'ailette flexible L'ailette de guidage 60 a un
angle qui va en diminuant, de manière à accélérer la vitesse du ciment humide.
En pratique, il n'est pas nécessaire que les deux spires soient au contact l'une de l'autre, et elles peuvent être espacées l'une de l'autre lorsque la trajectoire hélicoïdale du ciment humide passe de la spire flexible à l'ailette de guidage,
comme on l'a représenté Fa la flèche E, sur la Figure 6 Comme précisé ci-
d essus, les ailettes 60 a et 60 (Fig 2) sont de préférence enroulées autour du tube détecteur de vortex 57, de manière à décrire une spirale autour de ce tube, l'ailette de guidage 60 se terminant en-dessous d'une extrémité d'entrée 57 b du tube 57 Les ailettes 60 et 60 a s'étendent depuis le tube 57 jusqu'à la paroi interne du tube extérieur 55 De préférence, l'ailette de guidage 60 est constituée d'un matériau rigide, et son angle diminue depuis son extrémité
d'entrée jusqu'à son extrémité de sortie, sur une distance correspondant sen-
siblement à deux tours complets.
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On se réfère maintenant à la Figure 8, qui représente le tube
d'alimentation de ciment 80 Ce tube comprend de préférence une paire d'ai-
lettes de guidage 90 (cependant, il peut ne comporter qu'une seule ailette de guidage) La configuration et le fonctionnement de ces ailettes de guidage sont sensiblement identiques à ceux de l'ailette de guidage 60 décrite ci-dessus A la différence du tube d'alimentation 21, le tube d'alimentation 80 représenté sur la Figure 8 comprend un premier mélangeur venturi 81 connecté en série avec un second mélangeur venturi 82, afin de mélanger le courant pneumatique de ciment sec avec de l'eau et faire passer ce ciment ou mortier humide sur les ailettes de guidage 91 représentées sur les Figures 8 et 8 A Le tube 80
reçoit également un courant contrôlé d'eau, comportant éventuellement un ac-
célérateur chimique, par l'intermédiaire d'une conduite de transfert 48 Comme on peut le voir sur les Figures 8 A et 8 B, ce courant de ciment sec passe dans des gorges 85 du premier mélangeur venturi 21, ces gorges étant disposées dans des côtés opposés du corps 80 c, dans lequel sont formés les mélangeurs venturi Les gorges 85 reçoivent le fluide à partir d'orifices 84, qui laissent
passer le fluide par l'intermédiaire:d'un anneau 83, qui est connecté à la con-
duite 48 Les mélangeurs venturi 81 et 82 peuvent être usinés à partir du corps c, les parties éliminées de ce corps, ainsi que la surface interne 80 a du carter, constituant les parties d'expansion et de contraction des mélangeurs venturi. Sur les Figures 8 et 8 A, on voit que le premier mélangeur venturi 81 constitue ure section convergente 86 qui reçoit le courant de ciment sec du
tube d'entrée 58, et le délivre dans la gorge 85 Le ciment sec est à l'état tur-
bulent, et, dans la gorge 85, il reçoit un débit contrôlé d'eau, introduit par l'intermédiaire des orifices 84 A partir de là, le ciment humide passe le long
d'une section divergente 87 du premier mélangeur venturi 81 Ensuite, le mé-
lange de ciment circule dans une section convergente 88 du second mélangeur venturi 82 Ainsi, le ciment humide est encore compacté, et il est soumis à des turbulences qui continuent à mélanger le ciment lorsqu'il pénètre dans la gorge 89 du second mélangeur venturi 82 Puis, le ciment humide sort d'une section divergente 90 du second mélangeur venturi, pour être amené sur le bord 92 des ailettes de guidage 91 Comme on l'a mentionné ci-dessus, les ailettes de guidage 91 sont enroulées sur le bord interne du tube 57, et elles
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sont décalées l'une par rapport à l'autre Ces ailettes font environ deux tours complets autour du tube 57 Lors du fonctionnement, le ciment humide quittant un c Oté du mélangeur venturi 82, pénètre sur une ailette 91, et il commence sa centrifugation Par conséquent, les deux courants de ciment humide sortant du mélangeur 82 subissent chacun une centrifugation, selon une trajectoire hélicoïdale désirée, et ils se mélangent à la sortie, en passant sur le bord
93 de chaque ailette de guidage 91.
Les deux courants de ciment humide qui sortent du second mélangeur
venturi 82 sont également entrafiés dans le courant pneumatique, et ils cir-
culent sensiblement selon une trajectoire parallèle à l'axe longitudinal du tube
d'alimentation de ciment Comme on l'a vu ci-dessus, chaque ailette de gui-
dage 91 reçoit ce courant et commence à le centrifuger dans une première section, dans laquelle les spires sont écartées, ces spires devenant de plus
en plus rapprochées au fur et à mesure que l'on progresse le long du tube 57.
Il en résulte que le mélange de ciment est soumis à une centrifugation, selon une trajectoire hélicoidale de plus en plus serrée Lors de ce processus de centrifugation, le courant d'air commence à se séparer du ciment humide, et,
en un point qui est situé au-dessus de l'extrémité du tube de détection de vor-
tex, il est totalement séparé du ciment Le ciment passe ensuite dans le sépa-
rateur inertiel 22, et le courant d'air pénètre dans l'extrémité 57 b du tube 57,
pour %tre évacué par l'extrémité du tube détecteur de vortex (Figures 1 et 2).
Comme on peut le voir sur les Figures 2 et 8, les ailettes de gui-
dage 60 et 91, afin de produire la trajectoire hélicoïdale désirée du ciment humide, sont réalisées de manière à présenter un angle d'enroulement qui varie sensiblement linéairement au fur et à mesure que les ailettes s'enroulent sur l'arbre correspondant En pratique, (Fig 8), on a découvert que, pour obtenir une vitesse d'écoulement désirée pour différentes densités de ciment, il était utile d'utiliser une ou plusieurs ailettes de guidage en spirale, qui sont
enroulées avec décalage autour du tube 57 Les ailettes individuelles sont re-
liées de façon indépendante au tube détecteur de vortex, de manière à être dé-
calées l'une par rapport à l'autre selon la configuration désirée Grâce à cette
disposition, on peut obtenir, en utilisant deux ailettes en spirale, un rende-
ment de séparation de l'ordre de 98 % On se réfère maintenant à la Figure 8, qui représente de façon
21 2504844
schématique une configuration géométrique préférée du séparateur inertiel 22.
humide Sur cette Figure, la flèche E schématise l'entrée du ciment / et du courant d'air de transport; la flèche F représente la trajectoire du courant hélicoïdal
induit dans le ciment humide lorsque celui-ci se déplace vers l'extrémité ou-
verte 56, après séparation de l'air de transport, la flèche G représente le courant d'air séparé qui s'échappe dans l'extrémité 57 b du tube détecteur de vortex 57, et la flèche H illustre l'évacuation du ciment humide de l'extrémité ouverte 56 du séparateur inertiel La séparation du courant d'air du ciment
humide continue à se produire tant que le séparateur inertiel présente la confi-
guration appropriée L'extrémité 57 b du tube 57 est située longitudinalement
à l'intérieur du tube extérieur Sur la Figure 6, on a représenté schématique-
ment la disposition d'un séparateur inertiel 22, dont les dimensions critiques ont été identifiées par des lettres L'expérience a montré que les instructions
devant être suivies, en ce qui concerne les dimensions d'un séparateur iner-
ti_ l, sont les suivantes:
L 2 D = Z D =D
c c c e c/Z
S = 3 D J =D
c c c c
4 4
En utilisant, comme séparateur inertiel, un cyclone présentant un angle c> de l'ordre de 15 , afin d'obtenir une trajectoire hélicoïdale du ciment humide entrai-né dans un courant d'air vers l'extrémité ouverte 56, il est nécessaire de conserver un moment angulaire, ce qui exige des vitesses d'écoulement d'air progressivement plus grandes La vitesse du courant d'air nécessaire peut être calculée à partir des relations ci- après L = I IV = Iv r I étant le moment d'inertie des particules du matériau entraîné selon un tourbillon; v étant la vitesse tangentielle; et,
r étant le rayon.
Etant donné que | = Mr, M étant la masse des particules, et que L = constante = Mvr, 22 2504 i 44
par conséquent, la vitesse est: v = K, et, puisque l'accélération centri-
r pète est: A v 2, l'accélération centripète varie en raison inverse de la r troisième puissance du rayon Par conséquent, si la vitesse d'entrée est de , 7 mètres par seconde, et si le rapport des rayons effectifs d'entrée et de sortie est de: 2, O (ce qui constitue une valeur typique), on a
A = ( 45, 7) ( 2, 0)
c r En raison de l'existence des frottements, la vitesse varie avec lerayon, selon la relation ci-après: v = r-n avec 0, 5 <n < 0,7, et, par conséquent, en choisissant N = 0, 6, l'accélération centripète devient
A L ( 47 5) ( 2, 0) ' 6 = 3655 m/sec /sec.
c r L'accélération extrêmement élevée qui est ainsi produite dans le séparateur inertiel 22 réalise la séparation effective de matériaux à différentes
densités, le courant de l'air de transport se séparant du ciment humide sensi-
blement dans une zone effilée vers l'intérieur 55 a du séparateur inertiel, cette zone étant située directement au-dessus de l'extrémité d'entrée 57 b du tube détecteur de vortex, Il en résulte que le ciment humide le plus lourd continue à circuler dans le séparateur inertiel, pour sortir par l'extrémité ouverte 56, comme représenté par la flèche H sur la Figure 6, cependant que le matériau le plus léger, constitué par l'air, est évacué au travers du tube 57, comme illustré par la flèche G. Le dispositif selon la présente invention fonctionne sans qu'il soit
nécessaire de prévoir un cycle de purge Etant donné que le seul ciment hu-
mide présent dans le système, à l'exception du tube 21, est celui qui est situé dans le mélangeur venturi 42, dans le tube 52, et dans le tube d'entrée 58
(Figure 1) On diminue également la complexité d'une purge d'urgence, néces-
saire dans le cas d'une défaillance d'énergie.
Grâce à la présente invention, on peut réaliser un contrôlé étroit des débits délivrés de ciment et d'eau, l'injection d'eau étant contrôlée par le
système régulateur et de commande 49, situé en aval du réservoir 50 (Fig 1).
23 2504 44
Ce dispositif de contrôle 49, comme on l'a précisé ci-dessus, est réalisé de
préférence sous la forme d'une vanne à fonctionnement rapide, de type clas-
sique, qui est commandée à partir d'un tableau 14, disposé sur le véhicule de
boulonnage de la voûte de mine représenté en 10 sur la Figure l A Un opéra-
teur peut donc régler à la fois les débits d'alimentation et de mélange de l'eau et du ciment, par commande du panneau 14, puis le système 20 fonctionne de
façon indépendante, automatiquement, étant bien entendu contrôlé par l'opéra-
teur à partir du panneau de commande 14 En pratique, cet opérateur règle le système, puis il déplace la tourelle 12 de façon appropriée pour introduire le tube d'alimentation de ciment dans l'alésage 23 a pratiqué dans la galerie de la
mine, en alignant ce tube avec ledit alésage, et ensuite, il commande l'écoule-
ment de l'air, de l'eau et-du ciment Les deux exemples de réalisation de tubes d'alimentation de ciment décrits ci-dessus sont de préférence programmés de façon à ce que les tubes soient enlevés de l'alésage 23 dès que 1 'alésage est rempli de ciment, en réponse à un déplacement de la poutre 11 et de la tourelle 12 montées sur le véhicule 10 (Figure 1 A) Bien entendu, la-mise en route -des opérations s'effectue dans l'ordre inverse de celui indiqué ci-dessus Dans le cas o le déplacement de la poutre 11 ne permet pas de débuter cette opération,
il est prévu, sur le panneau de commande 14, des moyens assurant un fonction-
nement manuel sous la commande de l'opérateur Afin d'indiquer à l'opérateur que le tube d'alimentation de ciment est sur le point de ressortir de l'alésage 23 a, on prévoit une marque appropriée sur le tube extérieur 55 ou 80 a, comme représenté en 61 sur le tube 55 de la Figure 1, à proximité de l'emplacement o le séparateur 22 est enlevé de l'alésage Il en résulte qu'un opérateur assis
sur le véhicule 10 peut contrôler et commander tout le fonctionnement du sys-
tème 20, bien que, dans la plupart des cas, il n'ait qu'à surveiller un fonction-
nement totalement automatique.
Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe
toutes les variantes.
24 2504844
Claims (35)
1 Système de maçonnage pour alésage de boulon de voute, notam-
ment de galerie de mine, monté sur un véhicule d'exploitation minière, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 24) de stockage et de distribution de ciment sec pour délivrer, sur commande, un courantuniforme de ciment; des moyens ( 31), reliés auxdits moyens de stockage ( 24), de manière à recevoir ledit courant uniforme de ciment sec et à le mélanger à de l'air pourassurer sontransport parvoie pneumatique; des moyens mélangeurs àventuri ( 42), reliés auxmoyens ( 31), de manière à recevoir ledit courant pneumatique de ciment sec età mélanger ce courant avec un volume déterminé d'eaudans la zone d'une gorge ( 45)du venturi; des moyens ( 52) pour transmettre le courant pneumatique de ciment humide à un tube ( 21) d alimentation de ciment; un tube d'alimentation de ciment ( 21) qui comporte un tube extérieur ( 55), ouvert à une extrémité, etun tube d'entrée ( 58) s'étendant àpartir du tube extérieur selon un angle qui est compris entre une valeur inférieure à la normale à l'axe longitudinal dutube extérieur et urnarallèle audit axe, ce tube d'entrée ( 58) étant relié aux moyens ( 52) amenantle courant pneumatique de ciment humide;
des moyens ( 60), disposés dans ledit tube extérieur ( 55), pour rece-
voir le courant pneumatique de ciment humide etpour transformer sa configu-
ration d'écoulement à l'entrée en une configuration d'écoulement hélicoïdale dans ledit tube ( 55); des moyens de séparation inertiels inversés ( 22), disposés sur l'extrémité ouverte du tube extérieur, pour recevoir et délivrer le ciment humide au travers d'une extrémité ouverte ( 56) et, des moyens ( 57) qui s' étendentau travers de l'extrémité fermée du tube extérieur pour mettre à l'atmosphère l'air pneumatique de transport
après sa séparation du ciment humide.
Z Système de maçonnage pour alésage de boulon devotte, notam-
ment de galerie de mine, monté sur un véhicule d'exploitation minière, carac-
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térisé en ce qu'il comprend: des moyens ( 24) de stockage etde distribution de ciment sec pour délivrer, sur commande, un courant uniforme de ciment; des moyens ( 75), reliés auxdits moyens de stockage ( 24), de manière à recevoir le courant uniforme de ciment sec età le mélanger à de l'air pour assurer son transport par voie pneumatique; des moyens mélangeurs à venturi ( 81-82), reliés aux moyens ( 75), de manière à recevoir ledit courantpneumatique de ciment sec et à mélanger ce courant avec unvolume déterminé d'eau dans la zone d'une gorge ( 85) du venturi; un tube d'alimentation de ciment ( 80) qui comprendun tube extérieur ( 80 a), qui est ouvertà une extrémité etdans lequel sont disposés les moyens mélangeurs à venturi ( 81-82), ce tube comprenant untube d'entrée ( 58), relié aux moyens amenantle courant pneumatique de ciment sec; des moyens ( 91), disposés dans ledittube extérieur ( 80 a), pour recevoir le courantpneumatique de ciment humide et transformer sa configuration d'écoulement enune configuration d'écoulement hélicoïdale dans ledit tube extérieur;
des moyens de séparation inertiels (ZZ), disposés sur l'extré-
mité ouverte du tube extérieur, pour recevoir et délivrer le cimenthumide au travers d'une extrémité ouverte ( 56) et,
des moyens ( 57) qui s'étendent autravers de I'extrémité fer-
mée du tube extérieur pour mettre à l'atmosphère l'air pneumatique de trans-
port après sa séparation du ciment humide.
3 Système demaçonnage selon l'une des revendications 1 ou
2, caractérisé en ce que le ciment oumortier utilisé est unciment à prise rapide et en ce que les moyens ( 24) de stockage et de distribution du ciment sont conçus de manière à conserver et délivrer des quantités contrôlées avec
précision de cimenta prise rapide.
4 Système de maçonnage selon l'une quelconque des revendi-
cations précédentes, caractérisé en ce que l'eauajoutée auciment à prise
rapide comporte un accélérateurchimique de prise.
26 2504944
-Système demaçonnage selonla revendication 4, caractérisé en ce que l'accélérateur chimique de prise est une solution de 1/Z de 1 %
à Z % de K 2504, compté sur le poids du ciment.
6 Système de maçonnage selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractériséen ce que les moyens de stockage et de distributionde cimentsec
comprennent: une trémie verticale ( 24), disposée de façon à délivrer le ci-
ment par gravité, cette trémie comportant des côtés latéraux verticaux qui s'inclinent vers l'intérieur, de manière à partir d'une zone de sommet large pour se terminer selon une ouverture d'évacuationallongée et étroite ( 25); un couvercle ( 39)disposé sur une ouverture supérieure ( 38)de latrémie par laquelle s'effectue le remplissage en ciment sec; une chambre ( 26) à vis de mesure reliée à l'ouverture ( 25), de manière à recevoir un courant de ciment s'écoulantpar gravité et, un système devis demesure ( 27-70) disposé dans ladite chambre de manière à entraîner par rotation, une masse constante
de ciment au travers de ladite chambre.
7 Système de maçonnage selon la revendication 6, caractérisé
en ce que les moyens de stockage etde distribution de ciment ( 24) sont réa-
lisésde manière à tre soumis à une pressiondifférente de la pressionatmos-
phérique. 8 -Système demaçonnage selonla revendication 6, caractérisé en ce que-la vis de mesure ( 70) entralnée en rotation dans la chambre de mesure comporte un arbre cylindrique de diamètre uniforme ( 73) sur lequel s'enroulent les spires hélicoïdales de lavis ( 74), le pas de cettevis étant
variable, afin que les spires situées du côté de l'extrémité éloignée de l'ou-
verture d'évacuation de Iadite chambre, soient rapprochées les unes des autres, puis s'écartent progressivementle long de l'arbre pour se terminer
à proximité de l'ouverture d'évacuation.
- 9 -Système demaçonnage selonl'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'il comporte une valve de contrôle de débit ( 36), disposée entre lesmoyens de stockage etde distributionde ciment sec ( 24) et les moyens ( 31-75) assurantle mélange avec l'air et le transport pneumatique du
ciment sec.
Système demaçonnage selonl'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que les moyens mélangeurs à venturi ( 42, 81, 82) sont
27 2504844
réalisés dans la gorge ( 45, 85) eten cequ'ils sontreliés àune source d'ali-
mrnentation eneau ( 50), par l'intermédiaire d'un système de vanne ( 49), afin de faire passer unvolume contrôléd'eau souspression autravers desdits
moyens mélangeurs.
11 Système demaçonnage selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'on prévoit une pluralité de venturis mélangeurs ( 42 a), disposés en
série, pour mélanger le ciment sec auvolume contrôlé d'eau.
12 Système de maçonnage selon la revendication 11, caractérisé en ce que seulle premier de ladite pluralité deventuris ( 42 a) estconçude
manière à réaliser le mélange d'eauetle ciment dans une gorge.
13 Système de maçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur ( 55) et le tube d'entrée ( 58) du tube d'alimentation
en -ciment ( 21) sont tous deux constitués d'un matériau flexible.
14 Système demaçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour communiquer au courant pneumatique de ciment
humide, unécoulement ayantune configurationhélicordale dans le tube exté-
rieur ( 55) comprennent: un système d'ailettes flexibles ( 60 a) enroulées selon une spirale uniforme dans ledit tube extérieur afin de recevoir à une
extrémité de ce tube le courant pneumatique de cimenthumide et luicommu-
niquer une configuration d'écoulement hélicoi'dale et, un système d'ailettes de guidage ( 60) disposées en spirale dans le tube extérieur, en aval desdites ailettes flexibles ( 60 a), l'angle d'enroulement de cesailettes ( 60) allant en
diminuant depui S l'endroit oh elle S reçoivent le courant pneumatique, trans -
mis par les ailettes flexibles, jusqu'à la sortie du séparateur inertielinversé
( 22).
Système demaçonnage selon la revendication 14, caractérisé ence que les ailettes flexibles ( 60 a) sont constituées d'une seule section d'un matériau souple, conformé selon une spirale uniforme et qui est fixé par
points le long de sonbord interne aux moyens ( 57) de mise à l'atmosphère.
16 Système de maçonnage selon la revendication 14, caractérisé en ce que les ailettes de guidage ( 60) comprennentau moins une section d'un matériaurigide quiest enroulé en spiraleet quiest fixé par points le long de son bordinterne aux moyens ( 57) demise à l'atmosphère de manière à s'étendre jusqu'à la paroi interne du tube extérieur ( 55), ces ailettes de
28 2504844
guidage ( 60) étant conçues etdisposées demanière àrecevoir le courant pneumatique de ciment humide transmis par les ailettes souples de façonà maintenir la configurationd'écoulement hélicoï'dale et en ce que ces ailettes de guidage en spirale forment sensiblement deux spires dont le pas diminue de l'entrée vers la sortie, ense repérantà unplan transversalaudit tube extérieur.
17 Système de maçonnage selon la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens assurant l' échappement à l'atmosphère de l'air de transport pneumatique après sa séparation du ciment humide comprennent un tube détecteur de vortex ( 57) qui estsupporté axialementdans ledit tube extérieur ( 55)pour entraîner le courant pneumatique de ciment humide selon une trajectoire hélicoiïdale, ce tube ( 57) étant positionné longitudinalement à l'intérieur du tube extérieur, son extrémité d'évacuation ( 57 a) s'étendant au
travers et au-delà de l'extrémité fermée du tube extérieur.
18 Système de maçonnage selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que le séparateur inertielinversé ( 22) comprend une partie
en forme de c 8 ne constituant unpassage longitudinalcontinu de forme tronco-
nique se rétrécissantde l'entréevers la sortie ( 56), ce passage tronconique
étant relié à l'extrémité du tube d'alimentation de ciment ( 21-80) afin de rece-
voirà son extrémité d'entrée le courant de cimenthumide quitraverse ledit
passagepour ressortirpar sonextrémité de sortie et des moyenspouraccé-
lérer le courant de cimenthumide avant son entrée dans le passage tronco-
nique afinde réaliserla séparationduciment humide du courantpneumatique
de transport.
19 Système de maçonnage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens pour communiquer au courant pneumatique de ciment humide une configurationhélicoidale d'écoulement, dans le tube extérieur ( 80 a) comprennent des ailettes de guidage ( 91) enroulées en spirale dans le tube extérieur, avec unangle d'enroulement qui diminue depuis l'endroitoh arrive le courant délivrépar leventuri ( 81-82)jusqu'à l'endroitoh ce courant sort
du séparateur inertiel( 22).
Système de maçonnage selon la revendication 19, caractérisé
en ce que les ailettes de guidage ( 91) comprennentau moins une sectioncons-
tituée d'unmatériau rigide enroulé en spirale et relié par points par son bord
29 2504844
interne aux moyens ( 57) de mise à l'atmosphère de l'air de transport pneuma-
tique, cette section s'étendant jusqu'à la paroiinterne du tube extérieur ( 80 a) et étant conçue de manière à recevoir le courant pneumatique de ciment humide
délivré par les moyens mélangeurs à venturi ( 81-82) et à transformer l'écoule-
ment axial de ce courant enun écoulement hélicoidal et en ce que lesdites ailettes de guidage ( 91) forment une spirale faisant sensiblement deux tours complets, le pas de ladite spirale diminuant progressivementde l'entrée vers
la sortie en se repérant à un plan transversal au tube extérieur.
21 Système de maçonnage selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens de mise à l'atmosphère du courantd'air pneumatique après sa séparation du cimenthumide comprennent un tube détecteur de vortex ( 57) qui est supporté centralementpar les moyens ( 91)prévus dans le tube
extérieur ( 80 a) pour transformer l'écoulementaxial enun écoulement hélicoi-
dal, ce tube détecteur de vortex étant positionné longitudinalement dans ledit tube extérieur de manière que son extrémitéd'évacuation s'étende au travers
etau-delà de l'extrémité fermée du tube extérieur ( 80 a).
22 Système de maçonnage selon la revendication 18, caractérisé en ce que le séparateur inertielinversé ( 22) fait un angle (d) de 15 entre la
verticale et sa partie tronconique orientéevers l'intérieur.
23 Système de maçonnage selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé ence qu'il comprend des moyens pour détecter le déplacement du tube d'alimentation enciment ( 21 -80) en dehors de l'alésage ( 23 a) duboulon de
voute en réponse à l'injectiond'une quantité de cimenthumide dans cet alésage.
24 Système de maçonnage selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que les moyenspour mélanger à de l'air le ciment sec pour assurer son transportpneumatique comprennentune enveloppe ( 31-76); un système de cuvette ( 34, 77) disposé dans ladite enveloppe pour recevoir le courant de ciment sec; unpassage dans ladite enveloppe, relié à ladite cuvette, au travers duquelpasse le ciment secpar gravité et desmoyens ( 32)reliés à une source d'air sous pression pour diriger un courant d'air dans le ciremt
sec délivré par gravité afind'assurer son transport par voie pneumatique.
Système de maçonnage selon la revendication 24, caraitéri% 4 en ce que lesmoyens reliés à la source d'air sous pressionsont réalisés sous la forme d'un système de buses ( 33 a) débouchantindividuellement dans ledit
2504844
passage pour amener l'air souspression dans le courant de ciment sec passant
en continu dans ledit passage.
26 Système de maçonnage selon la revendication 24, caracté-
risé ence que le système de cuvette ( 77) esten forme de tronc de cône se rétrécissant vers l'intérieur afinde former le passage se terminant par une extrémité ouverte ( 77 b) eten ce que les moyens pour amener de l'air sous pression dans le ciment sec comprennent une cavité ( 78) située dans ladite enveloppe ( 76), cette cavité étant reliée à l'entrée d'air ( 32) età un cône ( 79) qui se rétrécit vers l'intérieur vers le passage ( 77 a) et se termine sur une extrémité d'évacuation ( 79 a)située endessous de l'extrémité ouverte ( 77 b)
dudit passage.
27 Tube d'alimentationde ciment conçu pour être utilisé avec un système de maçonnage de l'alésage du boulon de voute de mine, monté sur un véhicule d'exploitationminière, caractérisé en ce qu'il comprend: untube extérieur ( 55)ouvert à une extrémité et conçu de façon à s'introduire dans l'alésage (Z 3 a) pratiqué dans lavoûte ( 23); untube d'admission de ciment ( 58) qui vient se raccorder sur le côté dudit tube extérieur selon un angle qui est compris entre une valeur inférieure à la normale à l'axe longitudinal du tube extérieur et la parallèle à cet axe, afin de faire passer un mélange de ciment humideentrainé pneumatiquementet reçuà partir d'une source séparée; des moyens ( 60 a-60) disposés dans ledit tube extérieur pour recevoir le courant
pneumatique de cimenthumide etpour transformer son écoulement en un écou-
lement hélicordal dans le tube extérieur; un séparateur inertielinver S é ( 22)
connecté à l'extrémité ouverte du tube extérieur conçu de manière a s'intro-
duire dans l'alésage ( 23 a) afind'y décharger une quantité déterminée de ciment humide et des moyens ( 57) qui s'étendent au travers de l'extrémité du tube extérieur pour mettre à l'atmosphère l'air assurant le transport pneumatique
après sa séparation duciment humide.
28 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 27, caractérisé en ce que le tube extérieur ( 55) et le tube d'admission ( 58) sont
constitués d'un matériau flexible.
29 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 27, caractérisé en ce que les moyens pour entraîner le courant pneumatique de ciment humide dans le tube extérieur, selon une trajectoire hélicoïdale, comprennent un ensemble d'ailettes flexibles ( 60 a) enroulées en spirale dans le tube extérieur pour recevoir à une extrémité le courant pneumatique et pour luicommuniquer latrajectoire hélicofdale et unensemble d'ailettes de guidage ( 60) enroulées en spirale dans le tube extérieur enaval du système d'ailettes flexibles, l'angle d'enroulementde ces ailettes de guidage dimi- elles nuant depuis l'endroit o V reçoivent le courant du système d'ailettes flexibles elles
jusqu'à l'endroit o V le délivrent au séparateur inertiel inversé ( 22).
Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 29, carac-
térisé en ce que les ailettes flexibles ( 60 a) sont fabriquées à partir d'une section unique d'un matériauflexible qui est enroulé en spirale uniforme et
relié par points, le long de soubord interne, aux moyens de miseà l'atmos-
phère.
31 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 29, carac-
térisé en ce que lesailettes de guidage ( 60) comprennent aumoins unepartie d'un matériaurigide enrouléen spirale et reliépar points le longde sonbord interne, auxmoyens de mise à l'atmosphère, de manière à s'étendre vers la paroiinterne du tube externe ( 55), cesailettes étant conçues demanière à recevoir le courant pneumatique de ciment humide transmis par les ailettes
flexibles pour continuer le déplacement du courant de ciment selon une trajec-
toire hélicoidale, ces ailettes de guidage constituant une spirale faisant sensi-
blement deux tours complets dont le pas diminue de l'extrémité d'entrée vers
celle de la sortie, en se repérant à un plan transversalau tube externe.
32 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 27, carac-
térisé en ce que les moyens demise à l'atmosphère de l'air de transport après sa séparation du cimenthumide comprennent: un tube détecteur de vortex ( 57)qui est supporté centralementpar les moyens ( 60, 60 a) disposés dans le tube extérieur pour communiquer au courant de ciment humide une trajectoire hélicoiïdale, ce tube ( 57) étant positionné longitudinalement dans
le tube extérieur, son extrémité s'étendant autravers et au-delà de l'extré-
mité fermée du tube extérieur.
33 Tube d'alimentation de ciment conçu pour être utilisé avec un système de maçonnage de l'alésage du boulonde voûte de mine, monté sur un véhicule d'exploitationminière, caractérisé en ce qu'il comprend: un tube 32 2504 a 44 extérieur ( 80 a) ouvertà une extrémité etconçu de manière à s'introduire dans l'alésage ( 23 a) foré dans la voûte de la mine; untube d'admissionde ciment ( 58) qui est relié sur le c 8 té du tube extérieur pour y introduire un courant de ciment sec entraîné pneumatiquement et délivré par une source séparée; un système mélangeur venturi ( 81-82) disposé dans le tube extérieur pour recevoir le courant pneumatique de ciment sec et pour lemélangerà de
l'eau dans une zonede gorge ( 85); des moyens ( 91) disposés dans le tube exté-
rieur, après le système mélangeur venturi, pour transformer la configuration
du courant de ciment humide sortantdu mélangeur en une configuration héli-
cordale; un séparateur inertielinversé ( 22) disposé sur l'extrémité ouverte
du tube extérieur pour s'introduire dans l'alésage ( 23 a), ce séparateur com-
portant une extrémité ouverte pour l'injection de ciment humide dans ledit alésage et desmoyens ( 57) de mise à l'atmosphère de l'air de transportaprès
sa séparationdu ciment humide.
34 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 33, carac-
térisé en ce que le tube extérieur ( 80 a) etle tube d'admission ( 58) sont consti-
tués d'un matériau rigide.
Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 33, carac-
térisé en ce que les moyens pour communiquer au courant pneumatique une trajectoire hélicordale dans le tube extérieur comprenant un système d'ailettes
( 91) enroulées en spirale dans ledittube extérieur selonun angle d'enroule-
ment qui diminue depuis l'endroit o il reçoit le courant provenant du système de mélangeur venturi ( 81-82) jusqu'à l'endroit o il évacue le ciment humide
vers le séparateur ( 22).
36 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 35, carac-
térisé en ce que le système d'ailettes ( 91) comprendau moins une section d'un matériaurigide enrouléeen spirale et reliéepar points, le long de sonbord interne, auxmoyens de mise à l'atmosphère ( 57), en s'étendantjusqu'à la paroi interne du tube extérieur ( 80 a), cette section étant réalisée de manière à
recevoir le courant pneumatique de ciment humide du système mélangeur ven-
turi ( 81-82) et à lui communiquer une configuration d'écoulement hélicoiïdale, ces ailettes s'enroulant en spirale sur sensiblement deux tours complets et leurs pas diminuantprogressivement de l'extrémité d'entrée vers l'extrémité
de sortie en se repérantà unplan transversalau tube extérieur.
33 2504844
37 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 33,
caractérisé en ce que les moyens de mise à l'atmosphère du courantpneuma-
tique après séparation de l'air du ciment humide comprennent untube détec-
teurde vortex( 57) qui est supporté centralementpar les moyens ( 91) prévus dans le tube extérieur pour communiquerau courantde cimenthumide une
trajectoire hélicoïdale, ce tube détecteur de vortex étant positionné longitudi-
nalement dans le tube extérieur, son extrémité d'évacuations' étendant autra-
vers etau-delà de l'extrémité fermée du tube extérieur.
38 Tube d'alimentationde ciment selon l'une quelconque des
revendications Z 7 à 37, caractérisé en ce que le séparateur inertielinversé
( 22) comprend unepartie conique dans laquelle estménagé unpassage tron-
conique qui se rétrécit de l'extrémité d'entrée vers celle de sortie, cette partie
conique étant reliée à l'extrémité du tube d'alimentation ( 21) de manière à rece-
voir à son extrémité d'entrée le courant de cimenthumide età le distribuer par son extrémité d'évacuation etdes moyens pour accélérer le courant de
ciment humide avant son entrée dans la partie conique afinde réaliser la sépa-
ration du ciment humide de l'air de transport.
39 Tube d'alimentation de ciment selon la revendication 38, caractérisé en ce que le séparateur inertielinversé ( 22)fait un angle (") de
l'ordre de 15 entre laverticale etsa cloisoninterne inclinée.
Tube d'alimentation de ciment selon l'une quelconque des
revendications 27 à 39, caractérisé ence qu'ilcomporte des moyens pour
détecter le déplacement du tube ( 21) hors de l'alésage ( 23 a) enréponse à
l'injectionde ciment dans cetalésage.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26005381A | 1981-05-04 | 1981-05-04 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2504844A1 true FR2504844A1 (fr) | 1982-11-05 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8207707A Withdrawn FR2504844A1 (fr) | 1981-05-04 | 1982-05-04 | Systeme de maconnage pour boulon de voute, notamment de galerie de mine |
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- 1982-05-04 AU AU83250/82A patent/AU8325082A/en not_active Abandoned
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