PT85112B

PT85112B - Processo para a exploracao de minas ou pedreiras subterraneas por meio de relevos descendentes e desbaste e instalacao para a respectiva execucao

Info

Publication number: PT85112B
Application number: PT85112A
Authority: PT
Original assignee: Charbonnages De France
Priority date: 1986-06-19
Filing date: 1987-06-17
Publication date: 1993-05-31
Also published as: PT85112A; ES2025179B3; EP0250286A1; DE3772866D1; FR2600374A1; IN169725B; EP0250286B1; ZA874210B; CA1280614C; AU582499B2; US4979780A; FR2600374B1; AU7422687A

Description

Descrição do objecto do invento que

CHARBONNAGES DE FRANCE,Estabele cimento Público, francês, com sede em Tour Albert ler^65,avenue de Colmar, 92507 Rueil-Malmaison Cedex, França, pretende obter em Portugal para PROCES S0 PARA A EXPLORAÇÃO DE MINAS OU PEDREIRAS SUBTERRÂNEAS POR MEIO DE RELEVOS DESCENDENTES E DESBASTE E INSTALAÇÃO PARA A RESPECTIVA EXECUÇÃO presente invento refere-se a um novo processo de exploração de minas e pedreiras subterrâneas e a um dispositivo para a respectiva execução. Ele aplíca-se mais particularmente às aglomerações ou filões de minerais de altura importante

Para as jazidas deste tipo, as explorações são do tipo de frente de desbaste ascendente ou descendente. Com as frentes descendentes as condições de desbaste são mais fáceis, enquanto que as frentes ascendentes podem levantar problemas de segurança devidos ao desbaste feito no tecto.

Diversas soluções de frente descendente tem sido propostas, mas não são inteiramente satisfatórias.

Ê assim que as explorações sob chão flexivel não se desenvolveram devido às dificuldades de exploração e aos problemas de segurança que levantam. As explorações por meio de transferência não permitem uma recuperação completa do mineral e exigem trabalhos de preparação importantes.

Foi igualmente proposto constituir-se uma placa fixa de betão ancorada às paredes da mina (ou seja ao terreno que rodeia o filão de minério) e extrair-se uma fatia do minério de sob essa placa, repetindo-se depois a operação a profundidades crescentes, com a formação, umas sobre as outras, de

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MTC/EP 94.334 placas fixas sucessivas, ao abrigo das quais se extrai o miné rio: as placas ficam fixas no lugar e são abandonadas à medida que a exploração avança. Uma tal prática é dispendiosa devido à confecção de placas sucessivas e não é aplicável a filões de espessura restricta; a estabilidade das paredes da mi na na vertical do estaleiro é compremetida pelas pressões pro vocadas pelas placas que ficam fixas à montante daquele.

Adualmente não existe nenhum processo inteiramente sa tisfatôrio para as explorações que devam desenvolver-se ao longo de uma certa altura.

Além disso distinguem-se as explorações por entulhamento e as explorações por desbaste. A prática do desbaste, que consiste em deixar abater os terrenos que se sobrepoem ao minério explorado, é mais económica que a prática do entulhamento que consiste em substituir por outro material o minério explorado.

Parece portanto desejável procurar-se combinar a exploração descendente com a técnica do desbaste.

presente invento tem por objecto resolver esse problema ao propor, para as aglomerações ou filões de minerais com altura importante, um processo de exploração de frente descendente com desbaste, que seja relativamente simples e pouco dispendioso e que permita a inclinação e a recuperação do minério, integralmente e com uma grande segurança.

Esse objectivo é atingido realizando-se a exploração por meio de relevos descendentes, sob um tecto de protecção contra o entulho do desbaste que é constituído por uma pluralidade de placas justapostas lado a lado, globalmente num mesmo plano, de preferência sensivelmente horizontal: extrai-se o minério (por qualquer meio apropriado) ao abrigo dessas pia cas e abaixam-se as placas à medida que se vai retirando o mi nério, uma a uma.

Noutros termos, o presente invento propõe-se dividir a abóbada numa pluralidade (teia) de zonas sustentadas independentemente umas das outras e, em paralelo com a extracção n

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do minério do solo, desbastar cada vez de mais perto as referi das zonas, numa altura limitada. Isso permite um controlo satisfatório do desbaste que é compatível com as exigências de segurança. As zonas previstas são as porções da abóbada sustentadas individualmente pelas placas acima citadas (essas ultimas são dimensionadas de forma a poderem ser abaixadas) . Apreciar-se-á que o presente invento propõe que se trabalhe sob uma zona desbastada, sobrepondo-se ao preconceito dos téc nicos do ramo quanto ao que permitem, a priori, as normas de segurança.

Ê importante notar-se que, aquando desse abaixamento, a massa do entulho resultante mantem-se pequena devido ao efei to de abóbada provocado na massa global do entulho do desbaste pela presença das placas vizinhas que ficam fixas. Esta pro priedade permite escolher, por abaixamento sucessivo das placas, os dispositivos (de preferência hidráulicos) cujas carac teristicas técnicas (estrutura e funcionamento) autorizem uma fabricação e uma aplicação industriais.

Apreciar-se-á que o processo de exploração de acordo com o presente invento conduz a uma produtividade elevada por que torna possível uma mecanização do conjunto das operações de exploração. Por outro lado, os investimentos são mantidos a um nível razoável, visto que as placas descem com o estalei ro de exploração.

De acordo com uma primeira forma de realização, as placas apoiam-se a paredes ou pilares de minério e extrai-se o minério, em alternância, entre os muros ou pilares e na extremida superior destes (suportando então artificialmente essas placas).

De acordo com uma outra forma de realização do presen te invento, as placas apoiam-se em pilares artificiais e extrai-se o minério, em alternância, entre esses pilares e sob eles. Na prática esses pilares artificiais estão ligados às placas; vantajosamente são deslocáveis transversalmente ao sei tido da exploração.

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Nos estaleiros estreitos as palcas são dispostas topo a topo ou lado a lado. Para os estaleiros de maior largura as placas são, de preferência, alinhadas em filas e colunas; a progressão das saliências e dos abaixamentos das placas efe ctua-se, de preferência , seja fila a fila, seja coluna a coluna .

afastamento das paredes ou pilares é, pelo menos em certos lugares, superior à largura dos engenhos de explora ção de forma a permitir a sua circulação.

De acordo com ainda uma outra forma de realização, mais particularmente destinada aos veios estreitos, metem-se as placas em apoio lateral contra as paredes da mina, por exemplo por escoramento, o que permite extrair o minério do solo a toda a largura da galeria.

presente invento propõe igualmente, para a execução do processo anteriormente referido, uma instalação de apoio para a exploração de minas e pedreiras subterrâneas por meio de saliências descendentes, caracterizadas por comportar um tecto de protecçaõ contra o entulho do desbaste, formado por uma pluralidade de placas elementares independentes munidas de meios de apoio, assim como de meios de suporte e de abaixamento das placas que têm uma altura controlável. Na prê tica essas placas são de betão armado.

De acordo com uma primeira forma de realização do presente invento, os meios de apoio são pilares ou muros de minério a ser explorado, quando este último apresente uma resistência suficiente.

De acodo com uma outra forma de realização, os meios de apoio são artificiais. São constituídos por pilares fixos e solidários com as placas, ou ligados às placas com possibilidade de translação ao longo das mesmas. Na prática esses pilares, tal como as placas, são de betão armado.

No caso de veios estreitos, as placas podem igualmer te ser suportados por uma pluralidade de macacos horizontais que se apoiam nas suas extremidades de encontro a um ressalte* /1

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Em tais veios estreitos, em vez de serem monoblocos, as placas podem igualmente ser formadas por pelo menos dois elementos de abóbada articulados, que formam abóbada a ângulos variáveis, escorados às paredes da mina, vantajosamente completados por dois elementos laterais ou extremos, articula dos a acompanhar as paredes da mina. Macacos horizontais estSo previstos para fixarem lateralmente os elementos extremos de encontro às paredes da mina.

Apreciar-se-á que tais placas permitem tirar partido do peso do entulho do desbaste para aumentar a segurança do trabalho debaixo das placas, no caso de veios estreitos, ao mesmo tempo que permite seguir facilmente as variações de lar gura desses veios estreitos.

São mantidos espaços entre as placas bem como entre as placas e as paredes laterais da cavidade explorada, de maneira que a descida de cada uma das placas se efectue com toda a facilidade. Dispositivos especiais permitem evitar que o entulho passe através desses espaços.

Uma rede metálica flexível é vantajosamente interpôs ta entre o tecto formado pelo conjunto das placas e a abôbadc de entulho do desbaste que sustenta. Como variante, escudos suportados por triângulos deformáveis são dispostos nos intei sticios existentes entre placas adjacentes; de preferência, para um dado interstício entre duas placas, o escudo é transportado pela placa que estiver destinada a ser abaixada em primeiro lugar, enquanto que a outra apresenta um entalhe dej tinado a apoiar-se para baixo naquele escudo aquando do abaixamento desta outra placa.

De preferência, esta pluralidade de placas elementa res comporta pelo menos um alinhamento (coluna) cujos meios de suporte estão suficientemente separados para permitirem a passagem de engenhos de exploração.

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Os meios de suporte e abaixamento controlado comportam, de preferência, macacos ou êmbolos hidráulicos que actuam com vantagem sobre as placas por intermédio de placas de distribuição, ou sobre os pilares por intermédio de ferragens de que são dotados. Estes meios de suporte e de abaixamento controlados são vantajosamente fixados sobre um ou vários bas tidores amovíveis utilizados sucessivamente para diferentes placas. No caso de placas articuladas, os meios de suporte e de abaixamento actuam sobre os elementos extremos, por exemplo por meio de carris transversais que se prolongam até terminarem sob projecçães horizontais desses elementos.

A espessura das placas e a geometria dos pilares são calculados para que o conjunto possa suportar a massa do entulho do desbaste. Vantajosamente estão previstos detectores, seja para as placas (medida da flecha) seja entre placas e pj lares (detectores de pressão) para permitirem vigiar a carga suportada pelas placas, de forma a verificar-se que ela se mantenha abaixo dos limites de utilização das placas .

Objectivos, características e vantagens do presente invento ressaltam da descriçaã que se segue, fornecida a titulo de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos nos quais :

- a figura 1 é uma vista em corte longitudinal de um estaleiro de exploração, de acordo com o presente invento,de um filão vertical de minério.

- a figura 2 é uma vista em corte transversal.

- as figuras 3 e 4 são vistas em corte transversal e longitudinal de um estaleiro análogo, no decurso de uma expio ração de acordo com o presente invento.

- as figuras 5A a 5D são vistas laterais de uma placa com pilares lateralmente deslocáveis em 4 fases sucessivas de extracção,

- as figuras 6A a 6D são vistas em corte longitudinal de um estaleiro análogo ao das figuras 1 a 4, que ilustra 4 fases sucessivas de exploração de acordo com uma variante do

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processo de acordo com o presente invento,

- a figura 7 é uma vista em corte transversal de um es tale iro de grande largura,

- a figura 8 é uma vista em plano superior de um outro estaleiro de grande largura,

- a figura 9 é uma vista em alçado lateral de uma placa suportada por pilares de minério num estaleiro estreito,

- a figura 10 é vista simplificada num estado intermédio de extracção,

- a figura 11 é uma vista em corte longitudinal no estado intermédio da figura 10,

- as figuras 12 e 13 são variantes da figura 9,

- as figuras 14 e 15 são vistas, respectivamente em corte transversal e em plano superior, de um estaleiro de graç. de largura, no qual as placas reposam sobre o minério a explorar,

- a figura 16 é uma vista variante da figura 14,

- a figura 17 é uma vista em corte transversal parcial de duas placas adjacentes munidas de um escudo de protecção.

- a figura 18 é uma vista explodida em plano superior dos quatro elementos constitutivos duma placa articulada de acordo com o presente invento;

- a figura 19 é uma vista em alçado lateral duma dessa, placas num veio de minério fortemente inclinado;

- a figura 20 é uma outra vista em alçado lateral dessa placa, num veio análogo de maior potência;

- a figura 21 é uma vista esquemática parcial, em elevação, de um dispositivo de suporte e de orientação descender te de uma placa articulada de acordo com uma variante de realização;

- a figura 22 é uma vista em perspectiva desse dispositivo de orientação descendente;

- a figura 23 é uma vista lateral duma outra placa de acordo com o presente invento, conforme uma configuração completamente plana;

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- a figura 24 é uma vista em corte transversal de uma galeria estreita cuja abóbada é formada por placas planas munidas de macacos de suporte lateral;

- a figura 25 é uma vista em corte longitudinal que re presenta uma carreta elevadora para colocação dos macacos e suporte e abaixamento das placas; e

- a figura 26 é uma vista dessa galeria, em corte longitudinal em escala menor, que mostra diversas placas lado a lado.

As figuras 1 a 26 representam diversas variantes de rw lização de uma instalação de suporte para a exploração de minério (carvão, minerais metálicos...) por meio de relevos de_s cendentes e com desbaste progressivo, controlado e localizado. A extracção pode fazer-se por meio de uma técnica clássica ( corte inclinado, raspagem, tiro...), a frente de extracção inclinada progredindo de uma placa para outra. A altura do re levo é um parametro importante mas o explorador é totalmente senhor do mesmo desde que disponha de um engenho de extracção inclinada adequado.

As figuras 1 e 2 representam um estaleiro de exploração de acordo com o presente invento, no qual uma pluralidade de placas Dl... se encontram dispostas lado a lado. Trata-se de um estaleiro estreito e as placas, globalmente paralélipipédicas, estão dispostas transversalmente.

Essas placas Dl... são sustentadas por pilares P aqui dispostos transversalmente às placas, de forma a desembaraçarem um ou diversos corredores ou filas Cl, C2 ... Estes pilarei reposam sobre uma aglomeração 10 de minério a explorar.

Nas extremidades do estaleiro estão aqui representadas duas galerias verticais 11 e 12, destinadas à entrada do ar e ao acesso do pessoal, por um lado, e à evacuação do minério e ao retorno do ar, por outro.

Estas placas placas suportam conjuntamente uma massa 23 constituída por entulho do desbaste; entre essas placas e o entulho do desbaste encontra-se interposta uma rede metálica

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flexível 14 que está fixada aos terrenos vizinhos 15 (chamados paredes da mina) por meio de parafusos de fixação 16.

Designa-se por Dp-1, Dp, Dp+1... placas sucessivas, sejam elas quais forem, da pluralidade de placas Dl —

As figuras 3 e 4 ilustram de forma esquemática um estado intermédio de exploração, no qual um relevo central 1, entre dois pilares P, já foi extraído a todo o comprimento do estaleiro (em variante não representada, este relevo 1 é extraído de forma descontinua, placa por placa, em alternancia com os relevos laterais 2)

Os relevos laterais, sob os pilares P, são extraídas, placa a placa, sendo cada placa abaixada à medida que a extra cção é feita e o relavo avança, por meio de desbaste controla do e localizado.

Na figura 4, os relevos laterais 2, que foram extraídos sob os pilares das placas até à Dp-1, encontram-se em cur so de extracção sob os pilares da placa Dp. Um dispositivo de suporte (não representado), de preferência hidráulico, manten a placa Dp durante esta extracção. 0 dispositivo assegura a seguir a descida da placa Dp e dos pilares P, que são solidários, ao nível das placas precedentes.

Por razões de comodidade de extracção sob os pilares estes são vantajosamente transladáveis lateralmente tal como aparece nas figuras 5A a 5D.

Na figura 5A os pilares P’ estão aproximados ao máximo; estraem-se primeiramente os relevos laterais 1 a toda a extensão do estaleiro.

Afastam-se seguidamente os pilares até ficarem por cima dos relevos laterais extraídos e depois abaixam-se as placas; os pilares P' bordejam assim um relevo central 2 que a seguir se extrai (figura 5B).

Para efectuar a fase seguinte de extracção, pode-se antecipadamente voltar a colocar os pilares em configuração apriximadamente e repetir as opera_-ções acima citadas.

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De forma preferida, procede-se de maneira inversa, co meçando-se por extrair o relevo central 1' (figura 5C) e depois , após aproximação dos pilares e descida da placa, extrac ção dos relevos laterais 2’ (figura 5D).

Os ciclos de extracção alternam assim, de acordo com as figuras 5A e 5B, ou as figuras 5C e 5D.

As figuras 6A e 6B ilustram uma variante de exploração em que um relevo central é extraido em primeiro lugar como anteriormente . Cada uma das placas estâ aqui equipada com dis positivos de suporte e de abaixamento 17 . Nas figuras 6A e 6B, a extracção dos relevos laterais (por razões de clareza suprimiram-se os pilares anteriores” das placas) encontra-se em curso sob os pilares da placa D4 que, como a precedente placa D3 se encontra apoiada sobre os seus suportes 17 . Antes de se iniciar a extracção do minério sob os pilares da placa D5, (fogura 6C), enquanto se põe essa placa em apoio sobre os seus meios 17 de suporte e de abaixamento, abaixa-se a placa D3, provocando-se um desmoronamento por cima dela (figura 6D). Há assim uma diferença de uma placa entre a última placa abai xada e a placa sob a qual se extrai õ minério. Isso pode f aci litar as manobras de extracção pelo aumento do espaço disponível .

Como variante, existe um número reduzido de conjuntos de macacos hidráulicos 17 montados sobre um quadro móvel 18 (ver a placa Dl). Esses macacos actuam de preferência sobre as placas, por intermédio de uma placa de distribuição 19.

A figura 7 representa, lado a lado, três filas de pia cas Dp,l, Dp,2, Dp,3 recobertas por uma mesma rede de protecção.

A figura 8 representa, vistas por cima, quatro filas de placas Dp,l a Dp,4, que definem uma sucessão de colunas de 4 placas.

A progressão dos relevos pode efectuar-se fila a fila ou coluna a coluna de placas. Para facilitar a circulação dos engenhos de exploração de uma fila para a outra, implantam58 .188

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-se aqui e ali colunas de placas particulares D0,l a DO,4 cujos pilares P' são divididos.

As figuras 9 a 16 apresentam variantes de realização nas quais as placas Dp reposam sobre paredes ou pilares M, constituídas pelo próprio minério a ser explorado. Os relevos ficam, nesses casos, situados a niveis diferentes (ver figura

9) · relevo central 1 entre os pilares M é extraído em primeiro lugar. Em seguida apoiam-se as placas sucessivamente sobre os seus suportes 17, depois extrai-se o minério da parte alta dos pilares M (vêr figuras 10 e 11, no caso de um estaleiro) .

Se as paredes do filão não forem verticais aplica-se o mesmo principio, devendo a descida das placas acompanhar um movimento de translação horizontal (vêr figura 12) . Como variante , as placas Dp são inclinadas de modo a ficarem sensivelmente perpendiculares às paredes do filão (figura 13).

As figuras 14 e 15 representam um estaleiro semelhan te de maior largura, com diversas filas paralelas de placa Dp,l a Dp,4.

Aplicam-se aqui as mesmas indicações que para as figuras 7 e 8. Pode-se notar que as placas das figuras 14 e 15 se apoiam, pelas suas extremidades, nas paredes comuns de minério, que são interrompidas sob as placas D0,l a DO,4 para permitir a travessia de engenhos de exploração.

A figura 16 representa uma variante da figura 14 em que as placas duma mesma coluna reposam sobre paredes ou pilé res distintos, desimpedindo corredores sob e entre cada uma das placas (o número de corredores Cl a C7 é superior ao da figura 14, para um número inferior de filas de placas).

A escolha entre uma e outra das configurações dependerá da resistência dos pilares e da largura do estaleiro.

Como é conhecido de persi na industria mineira, a protecção dos espaços vazios entre as placas é geralmente assegurada por uma rede metálica flexível e continua desenrola30

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da por cima das placas aquando do arranque do estaleiro.

Pode-se, se tal for necessário, assegurar uma vedação estanque entre as placas, utilizando qualquer meio conhecido.

Esta protecção é obtida, como variante, por meio de escudos 20 suportados por triângulos deformáveis 21 representados na figura 17.

Cada triângulo comporta:

- um lado AC constituído pela (no intervalo respectivo) que desce em primeiro lugar,

- um lado AB de comprimento constante, articulado em A na placa e articulado em B no lado BC. Este lado BC suporta o escudo de protecção.

- um lado BC de comprimento variável, articulado em B no lado AB e deslizante em C através de um estribo, fixado na placa. Esse deslizamento pode ser travado por meio de uma ca vilha .

- A placa Dp, que desce em segundo lugar, comporta em 22 um ressalto que provoca a descida do vértice B do triângulo articulado e assegura assim a vedação estanque do dispositivo .

Vantajosamente está previsto um dispositivo (não representado) para a protecção dos espaços vazios entre as placas e as paredes de cavidade explorada e para apoio do tecto.

papel deste dispositivo é duplo. Permite evitar a irrupção de entulho para dentro do estaleiro e permite adaptar o método a modoficações da largura do estaleiro. A pressão do entulho em contacto com a parede do estaleiro e geralmente fraca em consequência da presença de placas que suportam o to tal da carga.

Este dispositivo não representado permite assegurar uma protecção pelo simples avanço de alongamentos através de ganchos fixados à placa, alongamentos esses que estão equipados com almofadas de madeira ou de ferro. Esses alongamentos facilmente avançáveis ou retrácteis, permitem a adaptação às variações da largura do estaleiro. Um suporte clássico por es í n

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coras pode ajudar quando se registe uma grande extensão desses alongamentos.

Este dispositivo pode ser de comando manual (deslocamento dos alongamentos à força de pulso) ou hidráulico.

A disposição das placas em fila e colunas permite obter no estaleiro um corte em camaras e pilares com recortes

Podem portanto utilizar-se para a extracção inclinada do minério os materiais conhecidos nestes métodos de camara e pilares (por exemplo, cortadoras).

Além disso, a existência das placas, pela facilidade que elas oferecem de aí se preverem e se colocarem todos os meios necessários de suspensão, permite dispor-se neste ti po de estaleiro de todos os meios necessários de elevação e transporte por mono-carril suspenso.

A titulo de exemplo, para a exploração de um veio de minério de 17 metros de largura, utilizam-se placas (ou traves) de 16 metros de comprido, 2 metros de largura e l,5m de altura. Os pilares correspondentes são cubidos com um ladc de 2 metros e estão distanciados 7 metros. Uma tal placa em betão armado pode ser concebida para suportar 200.000 Kg/m2, o que classicamente corresponde a cerca de 80 m de entulho.

Os macacos que constituem os meios 17 de suporte e de abaixamento tem, por exemplo, um curso de 1,6 m, uma carge em deslize de 200 toneladas e um esforço de levantamento de 170 t. 0 dispositivo completo pode comportar 6 a 8 macacos.

Para a concepção desses meios de suporte e de abaixamento devem distinguir-se dois casos :

- 12 caso: Os pilares de apoio das placas são em minério e não em betão. Neste caso um quadro amovivel compor tando os 6 ou 8 macacos previstos será levado para debaixo dc. placa a apoiar. A placa será sustentada em peso pelo dispositivo que assegurará o seu suporte durante a remoção dos pilares e depois na sua descida. Seguidamente será deslocado para a placa seguinte. Se as placas tiverem superfícies tais que a estabilidade não seja assegurada por um só quadro, do58 .188

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I 25 brar-se-ão os dispositivos de descida das placas, os quais serão colocados de . maneira a assegurarem essa estabilidade.

- 22 caso: Os pilares de apoio das placas são em betão .

12. variante: eles são solidários com as placas. Nesse caso pode-se utilizar um quadro como no caso preceden te, em que os macacos podem ser fixados de encontro aos pilares por meio de ferragens previstas aquando da fabricação dos pilares.

22. variante: são transladáveis. Nesse caso a utili·· zação dos quadros é imperativa.

Nas duas variantes, se as placas tiverem superfície tais que a estabilidade não seja assegurada por um unico qua dro, dobrar-se-ão os dispositivos.

As figuras 18 a 20 representam uma placa articulada em quatro elementos sucessivos 31, 32, 33 e 34 articulados uns aos outros, progressivamente. Trata-se de uma variante de placas ( na prática, em betão) para os casos de filões inclinados com uma espessura de 2,8 a 3 m e até 8m. para uma orientação vizinha da vertical, ou mesmo mais para filões de inclinação inferior a 45^e relativamente à vertical.

Os elementos extremos 31 e 34 são, na prática, sensivelmente paralelos. 0 elemento 31 está disposto ao longo do tecto 35 do veio 36 de minério enquanto que o elemento 34 está disposto ao longo da parede 37 desse veio. Estes ele mentos chamados elementos de tecto e elementos de parede estão adaptados a apoiarem-se sobre o minério pelas suas extremidades inferiores 31A e 34A.

Os elementos intermédios 32 e 33 formam conjuntamen te uma abóbada cujo angulo de abertura é tanto maior quanto a largura ou potência do veio de minério seja importante, como ressalta da comparação entre as figuras 19 e 20. Esta abertura variável da abóbada permite seguir as variações de largura do veio.

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Em configuração extrema, representada na figura 23, esse angulo é de 1802 e a abóbada está completamente plana.

A massa de entulho de desbate 38 que pesa sobre a abóbada tende a abrir o angulo da mesma, espalmando-a, e provocando uma pressão lateral dos bordos inferiores 32A e 33A dos elementos de abóbada, em direcção ao tecto e à parede, respectivamente, visando assegurar uma fixação transversal, ou escoramento da placa sobre o tecto e a parede ( efeito de silo); dai resulta, para os elementos extremos, um empurrão enérgico de encontro ao tecto e a parede que pode ser suficiente, no caso presente, para permitir a retensão da própria placa se se extrair o minério sob os pés 31A e 34A dessas placas extremas. Um macaco de afastamento 40, ( apenas esquematizado pela sua linha de acção nas figuras 19 e 20) pode sempre ser acrescentado para reforçar essa fixação transversal.

Apreciar-se-á que a fixação lateral das placas extremas 31 e 34 contra as paredes da mina, quer dizer contra as rochas constitutivas do tecto e da parede, é tanto mais impor tante quanto fôr grande o angulo de abertura da abóbada ( com a ressalva de que se mantenha inferior a 1802): há variações paralelas entre o pesodo entulho do desbate a suportar e o esforço transversal de fixação resultante, que permite resistir totalmente ou em parte a esse peso.

A estrutura dos elementos 31, 32, 33 e 34 ressalta claramente das figuras 18 e 19 ( ou 20 ), nomeadamente no que se refere à sua forma de articulação.

No exemplo representado, toda a articulação de dois elementos constitutivos é formado por dois gonzos ( elementos de charneira) laterais solidários de um dos elementos, que enquadram um gonzo central solidário do outro desses dois elementos.

Numa variante não representada, as articulações são obtidas por imbricação de um numero impar de gonzos, de um lado, e de um numero par de gonzos, do outro, para satisfazer uma simetria de conjunto dos elementos relativamente a um

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I 25 plano vertical perpendicular aos eixos das articulações. Podem também existir gonzos em numero igual em cada um dos elementos .

Os gonzos de uma articulação são mantidos coaxiais por barras redondas 41, por exemplo em aço, que materializam os eixos de articulação.

No exemplo representado, cada um dos elementos extre mos comporta um gonzo central 31B ou 34B, perfurado por uma furação 42 para a passagem das barras 41 de articulação, enquanto que os elementos de abóbada 32 e 33 comportam, cada um deles, um par de gonzos laterais 44 adaptados a enquadrar os gonzos centrais 31B e 34B e perfurados por furacões 43 para a passagem das barras 41. No exemplo representado, esseí gonzos laterais formam os bordos inferiores de apoio 32A e 33A dos elementos de abóbada.

elemento 32 comporta além disso, no lado oposto à sua extremidade 32A, um par de gonzos 45, com furacões 46,adaptados para enquadrar um gonzo central 47 perfurado por uma furação 48, praticada no elemento 33 no lado oposto da sua extremidade 33A.

Para permitir que o angulo relativo entre os elementos de abóbada possa tomar valores agudos, um esvaziamento central 49, de forma triangular, está previsto no elemento 32 entre as bases dos gonzos 45, enquanto que esvaziamentos semelhantes 50 estão previstos no elemento 33 de um,lado e outro da base do gonzo central 47. Esses esvaziamentos permitem uma embricação das bases dos gonzos: essa imbricação é quase máxima na figura 19, ocupando as bases dos gonzos, quase totalmente, o volume dos esvaziamentos. De preferência o diâmetro dos gonzos é superior à espessura dos elementos 31 e 34, o que facilita notavelmente essas rotações e reduz os esvaziamentos necessários.

Tal como ressalta mais precisamente das figuras 19 e 20, os elementos extremos 31 e 34 apresentam, perto dos gonzos 31B e 34B, zonas 31C e 34C mais espessas que as suas

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I 25 extremidades inferiores, adaptadas para resistirem aos esfor ços mecânicos que aparecem perto desses gonzos quando em ser viço.

Ê geralmente desejável que o plano que contém as articulações dos elementos extremos 31 e 34 aos elementos de abóbada 32 e 33, seja globalmente perpendicular ao tecto 35 e à perede.37. Pode-se prever para esse efeito a existência de elementos extremos de comprimentos diferentes, adaptados a apoiarem-se, pelas suas extremidades inferiores vantajosamen te biseladas, num solo aproximadamente horizontal: a extracção do minério desse solo pode assim fazer-se por camadas horizontais apesar da inclinação do filão 36.

De maneira preferida estão previstos pinos 51 nos gonzos laterais dos elementos de abóbada para fixação de macacos temporários, representados pelos seus eixos 52, de assistência na descida das placas.

Séries de furacões transversais 53 estão vantajosamen te previstas nos elementos extremos 31 e 34, para p_ermitir, no caso presente, um aparafusamento destes elementos ao tecto e à parede. As figuras 18, 19 e 20 representam séries qua drangulares de furacões 53 de desenhos ligeiramente diferentes .

A titulo de exemplo, para um filão ligeiramente incli nado (por exemplo 302 relativamente à vertical), de 8 metros de espessura, os elementos tem, por exemplo, uma mesma largura de l,5m. com gonzos de 0,5m. de espessura. Os elementos 32 e 33 tem um comprimento de 4,9 m. ( incluindo os gonzos) e os elementos 31 e 34 tem comprimentos respectivos de 6,2 e 4 metros. A largura das placas pode mesmo ser inferior (0,8 a 1 m., por exemplo) .

Em serviço, dispõem-se lado a lado uma pluralidade de placas articuladas e extrai-se o minério, progressivamente, sob cada uma delas. Esta extracção pode fazer-se sob as extremidades 31A e 34A das placas extremas, logo que a fixação lateral da placa às paredes da mina (tecto e parede) se17 .188

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I ,5 ja suficiente. 0 macaco 40 está previsto para consolidar essa fixação, por meio da aplicação de um esforço de afastamento entre tecto e parede, perpendicularmente a estes (donde o interesse de que as articulações 31-32 e 33-34 estejam num plano perpendicular àqueles); no entanto, pode por vezes ser suprimido, ou neutralizado ( pelo menos quando não está a haver extracção) quando o entulho do desbaste se tiver repartido correctamente sobre a abóbada 32-33. Se necessário, macacos suplementares ( não representados) podem ser montados na placa, na prática sob o macaco 40, para reforçar ainda o apeio dos elementos extremos de encontro à parede e ao tecto.

Apôs a extracção de uma camada de minério sob uma pia ca, faz-se descer esta ultima por qualquer meio apropriado: reduz-se o esforço de apoio lateral e controla-se a descida da placa ao longo da parede e do tecto.

Para reduzir o esforço de apoio lateral, começa-se, evidentemente, por reduzir a pressão de afastamento aplicada pelo macaco 40 e pelos macacos complementares, entre os elementos 31 e 34. Pode-se, além disso, graças ao macaco 52, provocar uma reaproximação das extremidades inferiores 32A e 33A dos elementos de abóbada.

Numa versão muito geral, esse guiamento é assegurado por um dispositivo de suporte e de abaixamento que comporta:

- meios hidráulicos (macacos) de sustentação da placa;

- uma ossatura metálica própria para guiar a placa;

- um meio de traeção complementar sempre que isso se considere necessário.

Este dispositivo é móvel e de preferência automotriz e equipado com peneumáticos .

No caso de não se ter necessidade de um elemento de traeção, a descida da placa pode ser controlada por meio de macacos fixados de forma amovível aos elementos de abóbada da placa, por meio de ferragens previstas na placa aquando da sua construção.

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As figuras 21 e 22 ilustram, a titulo de exemplo e de forma parcial, um dispositivo móvel 55 sem dispositivo de tracção. Este dispositivo comporta uma estrutura móvel 56, macacos verticais 57 que sustentam travessas 58 sobre as quais se vem apoiar as próprias placas graças a espigões 59 proporcionados para esse efeito; macacos horizontais 60 são além disso previstos para fixação lateral do dispositivo nas placas que enquadram as que se encontram em curso de descida A estrutura 56 é completada por uma estrutura semelhante ao seu lado, para a descida do outro elemento extremo da placa.

A figura 32 ilustra em corte uma variante de placas articuladas tornadas definitivamente planas, para o caso,por exemplo, em que a largura do veio se torna demasiadamente im portante.

A principal diferença entre esta placa 61 e a das figu ras 18 a 20 ( para além das diferenças menores de perfil) re side na presença de ferros transversais 62 proporcionados noç elementos de abóbada aquando da sua preparação. Ferros de es quadria 63 são presos a esses ferros transversais, de cada um dos lados do eixo 41 de articulação da abóbada, tendo esta ultima sido colocada em estado plano. A manutenção da abó bada em configuração horizontal pode ser assegurada pelo encosto a topo de eventuais superfícies de afrontamento previs tas nos elementos de abóbada e/ou por apoio da zona de articulação da abóbada nos ferros de esquadria. Procede-se segui damente a uma recofragem desses ferros 63 para tornar rigida a placa. Os elementos extremos podem então ser suprimidos, de maneira a não haver mais do que uma placa horizontal. Uma tal placa monobloco pode ser colocada em apoio sobre meios de sustentação apropriados ( parede de minério ou pilares de betão).

Em caso de aumento da potência do veio que torne inutilizáveis placas de um dado tipo, estas podem ser deixadas no lugar aparafusando-se às paredes da mina os elementos extremos graças às furações 53; novas placas de um tipo mais

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I apropriado são instaladas por debaixo das primeiras para se continuar a exploração.

Segundo disposições preferidas não representadas:

- os elementos extremos apresentam zonas de menor largura (graças, por exemplo, aos espigões 59 acima referidos) que permitem inserir cunhas em madeira entre esses elementos e as paredes da mina em caso de irregularidade destas;

- os macacos de afastamento 40 e os macacos de aproximação podem ser substituídos por macacos de afastamento e aproximação de duplo efeito;

- os elementos de placa apresentam, frente à espessura dos gonzos, elementos que lhes são articulados, chapas arredondadas ( abarcando com jogo essas espessuras) que podem fazer parte da cofragem desses elementos aquando da sua fabricação .

A fixação lateral das placas nas paredes da mina pode igualmente fazer-se por meio de hastes de pistões que venham fixar-se directamente às paredes da mina, como ressalta das figuras 24 a26, que representam placas monobloco 71 que apresentam cavidades 72 de onde partem lateralmente canais 73.

Na figura 24, uma placa 71 é suportada por muretes 74 e 75 de minério e encontra-se apoiada no lado esquerdo contra uma parede de mina.76. Na cavidade 72 encontram-se dispostos transversalmente macacos 77 cujos cilindros 77A estão apoiados contra a parede esquerda da cavidade e cujos pistões 77B são prolongados por fusos 78 destinados a passar pelos canais 73 e a virem apoiar-se contra a parede direita da miniL 79. Estes macacos são alimentados de liquido por meio de tubos flexiveis não representados.

Conforme ressalta das figuras 25 a 26, pode-se prever três macacos 77 em cada extremidade de cada placa posta a funcionar, durante o tempo de extrair o minério situado no alto dos muretes 74 e 75.

Uma carreta 80 munida de rodas comporta uma estrutura de suporte 82, móvel em altura sob a acção de macacos 81

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MTC/EP 94.334 adaptados a virem-se apoiar no chão por razões de estabilidade, portadores de berços 83 para os grupos de macacos transversais 77 e calah 84 adaptadas para se apoiarem debaixo das placas a fim de lhes permitirem o suporte e o guiamento na descida.

As placas tem, por exemplo, um comprimento de 7 m., uma largura de 7,5 m. e uma cavidade de 0,5 m de profundidade

No decurso do avanço da frente de exploração (da esquerda para a direita na figura 26) desbasta-se primeiro o fundo da galeria. Antes de se extrair o minério do alto dos muretes que suportam uma placa (aqui duas placas) põe-se esta em apoio lateral por meio da instalação dos macacos 77; extzai -se o alto dos minérios (o mais frequentemente, com evacuação da carreta 80 por razões de espaço) depois traz-se a carreta 80 e sustem-se a placa por meio das calhas 84 enquanto se abranda a pressão nos macacos 77; a descida das placas é controlada pelos macacos 81. Repete-se em seguida a manobra para a (as) placa(s) imediatamente à direita.

Nas figuras 24 a 26 os macacos 77 actuam todos no mesmo sentido, apertando a placa de encontro a uma parede de mina e fusos de encontro a outra parede de mina. Numa variante não representada, recomendada quando a superfície das paredes de mina é irregular, os macacos estão dispostos pés coir cabeça, com fusos, salientando-se, graças a canais 7 3 proporcionados de um lado e de outro da cavidade central, de cada um dos lados da placa cujas paredes da cavidade central retomam os esforços de afastamento.

Deve entender-se que a descrição precedente não foi proposta senão a titulo indicativo e que numerosas variantes podem ser propostas pelos técnicos do ramo sem se afatarem do quadro do presente invento.

Assil, por exemplo, os macacos 40 de aperto dos elementos extremos contra as paredes da mina, podem ser substituídos por uma pluralidade de macacos que apertam individualmente um elemento extremo contra uma parede de mina, apoian30

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MTC/BP 94.334 do-se directamente sobre a outra parede de mina, transversal mente ao elemento extremo oposto. Tais macacos podem, por exemplo, actuar sobre a parte dilatada de um elemento extremo (perto das zonas espessas 310 ou 34C) e atravessar o elemento extremo em frente graças a um espigão 29 (ver figura 22) . Tais meios individuais de aperto permitem, por exemplo, fazer descer alternadamente os elementos extremos opostos , um elemento extremo ficando fixo enquanto o outro desce e, inversamente. A extracção no solo faz-se então alternadamente tanto ao longo de uma parede da mina como ao longo tra parede da mina.

Claims

-REIVINDICAÇOESia . - Processo para exploração de minas ou pedreiras subterrâneas por meio de relevos descendentes sob um te_c to, caracterizado por se dividir o tecto numa pluralidade de zonas sustentadas (Dl...) independentemente umas das outras e à medida que se extrai o minério sob esse tecto, desbasta-se progressivamente as referidas zonas a uma altura limitada.

25. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado por se sustentar o tecto por meio de uma cobertu ra (Dl...) de protecção contra o entulho do desbaste , constituída por uma pluralidade de placas justapostas lado a lado .
3^ . - Processo de acordo com a reivindicação 2, ca racterizado por as referidas placas se apoiarem sobre pilares (m) de minério e de depois da retirada de minério entre

58 .188

MTC/EP 94.334 ds pilares se sustentarem artificialmente (17) as placas (Dp), se diminuírem as alturas dos pilares e abaixarem-se as placas.
4^ . - Processo de acordo com a reivindicação 2, carac terizado por as placas comportarem pilares de apoio (p) e dejois da retirada do minério entre os pilares, se susterem artificialmente (17) as placas, retirar-se o minério sob os pilares e abaixarem-se as placas.
5^ . - Processo de acordo com a reivindicação 4, cara, tterizado por os pilares de apoio (P) serem deslocáveis lateralmente e depois da retirada do minério entre os pilares, se sustentarem artificialmente as placas, se deslocarem lateralnente os pilares, abaixarem-se as placas e retirar-se o minério do local de onde os pilares foram deslocados.
6ê . - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por se sustentarem as placas por meio de apoio la teralmente contra as paredes da mina, no caso de veios estrei tos.
7½ . - Processo de acordo com qualquer uma das reivin dicações 2 a 6, caracterizado por as placas estarem dispostas ξπι filas e colunas e a progressão dos relevos e dos abaixamen tos das placas se efectuar fila a fila.
8è . - Processo de acordo com qualquer uma das reivin dicaçães 2 a 6, caracterizado por as placas estarem dispostas em filas e colunas e a progressão dos relevos e dos abaixamen tos das placas se efectuar coluna a coluna.
9a. - Instalação de suporte para exploração de minas e pedreiras subterrâneas por meio de relevos descendentes sob um tecto, caracterizado por comportar uma cobertura de protec ção contra o entulho do desbaste, formado por uma pluralidade de placas (Dp...) elementares independentes, munidas de meios de suporte (P, Μ), bem como meios (17,55,80) de suporte e de abaixamento de placas com altura controlável.
10a . - Instalação de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por as placas (Dp) serem em betão armado.

llâ . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei

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MTC/EP 94.334 vindicações 9 a 10, caracterizada por os meios de suporte (M) serem constituídos pelo próprio minério.
12^ . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei vindicações 9 a 10, caracterizada por os meios de suporte (p) serem fixos e solidários com as placas.
13^ . - Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 10, caracterizada por os meios de suporte (P¹) serem deslocáveis lateralmente.
14^. - Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 13, caracterizada por os meios de suporte (Ρ, P') serem em betão armado.
15^.- Instalação de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizada por sempre que as placas (31,34,71) ocupam a quase totalidade da largura entre as paredes da mina, os meios de suporte serem meios (40, 77) de aperto lateral contra as paredes da mina.
16^. - Instalação de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por os meios de aperto lateral serem macacos (40, 77) .
17». - Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 9, 10 e 15, caracterizada por as placas compor tarem dois elementos (32, 33) de abóbada articulados (41) que formam uma abóbada de ângulo variável escorada às paredes da mina , completados por dois elementos extremos (31, 34) articulados nos elementos de abóbada e destinados a acompanhar as paredes da mina.
18^. - Instalação de acordo com a reivindicação 17, caracterizada por os macacos (40) horizontais estarem previstos para apertar esses elementos extremos de encontro às pare des da mina.
19a . - Instalação de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizada pelo facto de pelo menos um macaco (52) estar previsto para voltar a fechar o ângulo dos elementos de abóbada.
20â . - Instalação de acordo com a reivindicação 15, n/i

58 .188

MTC/EP 94.334 caracterizada por as placas (71) de tipo monobloco comportarem uma cavidade central bordejada por paredes transversais e uma pluralidade de canais transversais (73) sobre pelo menos um dos lados dessa cavidade, macacos horizontais (77) que estão adaptados, apoiando-se contra uma das paredes da cavidé de e contra as paredes da mina através dos referidos canais .
21& . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei. vindicaçães 9 a 20, caracterizada por uma rede metálica flexível (14) interposta se encontrar entre as placas (Dp) e o tecto.
22* . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei vindicações 9 a 20, caracterizada por as placas comportarem escudos (20) sustentados por triângulos deforméveis para a protecção dos espaços vazios (21).
23^ . - Instalação de acordo com a reivindicação 22, caracterizada por a placaseguinte (Dp) relativamente a uma pia ca (Dp-1) munida de um escudo (20) suportado por triângulos deformáveis (21), comportar um ressalto (22) que assegura a descida do escudo aquando da deslocação dessa placa seguinte.
24^ . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei vindicaçães 9 a 23, caracterizada por comportar pelo menos uma coluna de placas cujos meios de suporte (P, M) são suficientemente separados para permitirem a passagem de engenhos de exploração.
25& . - Instalação de acordo com qualquer uma das rej. vindicaçães 9 a 24, caracterizada por as placas vizinhas da parede do estaleiro comportarem prolongamentos que podem avan çar ou recuar para assegurarem a protecção entre placas e paredes da cavidade explorada.
26â . - instalação de acordo com a reivindicação 25, caracterizada por os prolongamentos serem, além disso, sustentados por escoras.
27* . - Instalação de acordo com qualquer uma das rei vindicaçães 9 a 26, caracterizada por os meios (17, 55, 80) de suporte e abaixamento das placas comportarem macacos hi25 58 .188

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I7.JM87 ₁ dráulicos.
28è . - Instalação de acordo com a reivindicação 27 caracterizada por os meios (17,55,80) de suporte e de abaixa mento de placas estarem fixos numa ou várias estruturas amovíveis que são utilizadas sucessivamente para as diferentes placas .