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Dans les mines, le percement des galeries par avancement était effec- tué jusqu'à présent par explosion. Il fallait exécuter dans ce cas successivement différentes phases de travail pour chaque nouvelle section de la galerie. On forait tout d'abord les trous de mines, après quoi la perforatrice nécessaire à cet effet était éloignée de la zone dangereuse. Après l'explosion, la matière détachée était évacuée et ce n'est qu'après qu'on pouvait effectuer le revêtement de la nouvelle section de galerie. On a également proposé des machines dans les- quelles on utilisait des dispositifs tournants comportant des taillants enlevant des fragments de matière pour percer des galeries. Ces machines présentent tou- tefois des inconvénients.
C'est ainsi par exemple qu'on connaît un dispositif de percement de tunnels et de travers-bancs par avancement, dans lequel un châssis inférieur portant la tête porte-outils est guidé dans le sens longitudinal de la galerie par des barres de fer en U et est ancré par rapport à ces barres à l'aide de chevilles, les barres de fer en U étant montées sur des consoles fixées au ter- rain par des broches. Dans ce cas, le revêtement de la galerie ne peut s'effec- tuer qu'après avoir achevé une section de galerie d'une certaine longueur et avoir enlevé les barres de fer en U et les consoles de support. En outre, cela donne lieu à une grande dépense de matière et de travail, principalement pour le perçage initial des trous servant à recevoir les broches de fixation.
De plus, il est douteux que les consoles de support puissent absorber sans déplacement la grande force de réaction provenant de la force d'avancement. Dans une autre machine de percement de galerie par avancement comportant une tête porte-outils tournante, cette dernière prend appui sur le terrain à l'aide de deux trains de roulement à chenilles et est, en outre, guidée par un cadre ancré dans la galerie par des broches filetées, Dans ce cas aussi, le revêtement ne peut se faire qu'après avoir achevé le percement de la galerie. En outre, cela peut con- duire à des coincements, étant donné qu'il n'est pas assuré que le guidage de la tête porte-outils par les trains de roulement à chenilles coïncide toujours avec le guidage produit par le cadre mentionné.
Les inconvénients rappelés ci-dessus sont supprimés par l'invention, Celle-ci concerne une machine de percement de galerie par avancement présentant une tête porte-outils tournant autour de l'axe de la galerie et pouvant coulis- ser dans le sens de l'avancement par rapport à un bâti de support qui est guidé et ancré par des éléments fixés à la paroi intérieure de la galerie, l'invention étant caractérisée en premier lieu en ce que les viroles de revêtement déjà po- sées dans la galerie servent au guidage et à l'ancrage du bâti de support dans cette dernière et prennent appui les unes contre les autres dans le sens longi- tudinal de la galerie par des pièces d'écartement.
Des contre-fiches obliques, qui s'appliquent chacune entre deux viroles de revêtement par des plaques ou éléments analogues contre la paroi intérieure de la galerie, sont avantageuse- ment montées sur le bâti de support. Dans ce cas, les contre-fiches pouvant re- cevoir une extension télescopique peuvent être soumises à l'action d'un liquide sous pression et être raccordées, de préférence, à une source commune de liquide sous pression. Les contre-fiches présentent avantageusement une certaine sécuri- té envers les surcharges. La tête porte-outils peut être garnie de trépans à molettes qui sont montés en plusieurs groupes avec les axes de rotation se trou- vant sur une surface conique.
L'invention présente l'avantage que le revêtement de la galerie peut se faire immédiatement derrière la tête porte-outils sans interrompre le perce- ment. En outre, on obtient avec une dépense extrêmement faible de matière et de travail un guidage parfait du bâti de support dans la galerie et une absorption sûre des forces de réaction provenant'.de l'avancement de la tête porte-outils.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une coupe médiane longitudinale verticale d'une machine
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de percement de galerie par avancement avec une partie de la galerie débouchant au jour ou fendue.
La fig. 2 est une élévation d'extrémité de la tête porte-outils.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig, 1.
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
Les fig. 5 et 6 sont des coupes médianes longitudinales verticales de parties de la tête porte-outils dans deux étapes préparatoires de l'opération de percement.
La galerie débouchant au jour a une section circulaire et est revêtue de viroles 1 ayant un profil en double T. Les viroles sont constituées chacune par trois ou quatre segments et sont étayées les unes par rapport aux autres dans le sens de la longueur par des pièces de bois 2. La machine de percement de gale- rie par avancement repose sur plusieurs viroles de revêtement 1 à l'aide de deux patins 3 qui sont fixés d'une façon décalée par rapport au plan médian longitu- dinal vertical à l'aide de bras 4 sur un cylindre 5 concentrique à la galerie et qui forment avec ce cylindre le bâti de support de la machine.
Un tube 6 est guidé par un filetage 7 à l'intérieur du cylindre 5.
Le tube 6 porte à son extrémité faisant saillie du cylindre 5 la tête porte-ou- tils constituée par trois parties. La partie médiane 8 est enfilée dans le sens axial sur le tube 6 et présente une surface cylindrique 9 sur laquelle est enfi- lée, dans le sens axial jusqu'à venir buter contre un collet de la partie média- ne 8, la seconde partie 10 de la tête porte-outils formant un corps creux annu- laire de section trapézoïdale. La troisième partie 11 qui forme un corps creux annulaire de section triangulaire, est finalement enfilée sur la seconde partie 10 de la tête porte-outils également par l'intermédiaire d'une surface cylindri- que 12 jusqu'à venir buter contre un collet de la partie 10. Les trois parties de la tête porte-outils forment une surface conique sur laquelle"sont supportés six groupes de trépans à molettes 13.
Chacun de ces groupes comporte plusieurs trépans à molettes montés de façon à pouvoir tourner librement sur des axes 14,15 et 16 qui sont disposés les uns derrière les autres parallèlement à une généra- trice du c8ne et qui reposent à l'aide de supports 17 sur les trois parties 8, 10, 11 de la tête porte-outils. Les trépans à.molettes ont un diamètre décrois- sant constamment vers la périphérie de la galerie. Ils comportent sur leur péri- phérie des dents à bords vifs, de sorte que la roche est brisée lorsque les mo- lettes roulent sur elle sous une grande pression. Les trépans à molettes peuvent aussi être profilés de toute autre manière. Les trépans à molettes de chaque groupe sont décalés par rapport à ceux de l'autre groupe.
Une roue dentée 18, qui est supportée de façon à pouvoir tourner à l'intérieur d'un boîtier 19 monté sur le cylindre 5, mais qui ne peut pas coulis- ser dans le sens axial, sert à la commande de la tête porte-outils;8, 10,11. La roue dentée 18 est accouplée avec le tube 6 du fait qu'elle s'engage par des saillies-20 dans des cannelures longitudinales 21 formées sur le côté extérieur du tube 6, de sorte que ce dernier peut exécuter avec la tête porte-outils pen- dant sa rotation des mouvements d'avancement qui sont déterminés par le pas du filetage 7. Deux moteurs 22, qui sont fixés des deux côtés du cylindre 5 sur des consoles 23a portées par le cylindre et qui entraînent chacun, par l'intermédiai- re d'un mécanisme de transmission 23, deux pignons 24 en prise avec la roue den- tée 18, sont destinés à la commande de cette dernière.
Un autre tube 25 est logé à l'intérieur du tube 6 et est fixé à l'ex- trémité opposée à la tête porte-outils sur le cylindre 5. des bagues de guidage 26 pour le tube 6 étant montées à des distances déterminées sur le tube 25. Un cadre 27 est fixé à l'intérieur du tube 25, un groupe 28 destiné à la commande de rotation et d'ayancement d'un foret d'amorçage 29 étant monté sur ce cadre 27.
Le foret d'amorçage est concentrique à la galerie et est monté à l'extrémité d'un arbre 30 qui prend appui dans une cloison 40 du tube 25 et qui est guidé à travers
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un alésage de la partie 8 de la tête porte-outils de façon à pouvoir coulisser et tourner librement.
La force de réaction, produite par l'avancement des outils et agis- sant sur le bâti de support 3,4,5, est absorbée par trois contre-fiches qui di- vergent depuis l'extrémité arrière du cylindre 5. (A la fige 1, la, contre-fiche dinférieurest représentée tournée de 60 par rapport à l'axe du cylindre 5).
'Les contre-fiches sont constituées chacune par un étançon de mine hydraulique ordinaire 31 et par un tube s'y raccordant 32. Elles prennent appui par leurs extrémités extérieures contre une virole de revêtement 1 du fait qu'elles s'en- gagent entre les deux ailes de cette virole, ces contre-fiches s'appliquant en même temps avec une plaque 33 contre la surface périphérique de la galerie. En outre, un appendice 34 monté sur chaque tube 32 vient saisir.-par l'arrière l'aile intérieure de la virole de revêtement 1 à la manière d'un crochet.
L'appui de chaque étançon de mine hydraulique 31 par rapport au bâti de support 5 et au tube 32 est effectué au moyen de calottes sphériques 35, ce qui donne une certaine mobilité aux étançons, Les trois étançons sont raccor- dés à une pompe commune 36 par des tuyaux souples 37, de sorte qu'ils sont tous soumis à la même pression. Cette pression peut être réglée de façon qu'une force d'avancement déterminée soit absorbée par les étançons et que ces derniers s'effacent lorsque cette force est dépassée, ce qui permet d'obtenir une certaine sécurité envers les surcharges.
Il est naturellement aussi possible d'utiliser d'autres contre-fi- ches quelconques pour l'application mentionnée, par exemple des étançons de mi- nes de type de construction quelconque. De même, on peut prévoir, au lieu de trois contre-fiches, quatre contre-fiches ou plus. Une bande transporteuse 38, dont l'extrémité de chargement est disposée immédiatement derrière la tête porte- outils se trouvant dans sa position extrême arrière, sert à l'évacuation de la matière détachée par les outils. Une tôle racleuse 39 qui pousse la matière à transporter sur la bande 38, est prévue au-dessous de l'extrémité de chargement.
La bande transporteuse s'élève l'extrémité de chargement entre les patins 3 et transporte la matière dans un dispositif d'évacuation ar- rière.
La fige 1 représente la tête porte-outils dans sa position extrême arrière. Lorsque cette tête est mise en rotation par l'intermédiaire de la roue dentée 18, le filetage 7 lui imprime en même temps un mouvement d'avancement. En conséquence, les trépans à molettes 13 roulent sous une grande pression sur la roche qui est ainsi brisée, le foret d'amorçage étant dans ce cas entraîné indépendamment de la tête porte-outils, de façon qu'il soit en avance par rapport à cette dernière. La tête porte-outils peut s'enfoncer dans le terrain, lorsque le bâti de supporta, 4 5 est arrêté, dans une mesure qui n'est pas aussi grande que la longueur du filetage 7. Dans ce cas, on fait de préférence suivre la tête porte-outils par l'installation de transport 38, de sorte que la matière déta- chée est constamment évacuée.
Pendant le percement par avancement avec la tête porte-outils, il est également possible d'avancer le revêtement de la galerie en plaçant successivement dans la section de galerie nouvellement formée d'autres viroles de revêtement 1.
Lorsque la tête porte-outils a effectué son mouvement d'avancement maximum par rapport au bâti de support immobile, ce dernier est avancé sur les viroles de revêtement posées 1 en reculant en même temps la tête porte-outils et en retirant le foret d'amorçage, jusqu'à ce que la tête porte-outils revienne dans la position représentée à la fig. 1 se trouvant immédiatement devant le boîtier 19 du bâti de support. Ce dernier prend alors de nouveau appui au moyen des contre-fiches 31 et 32 contre une virole de revêtement 1. Le processus de travail décrit précédemment est ensuite répété.
Lorsqu'une roche particulièrement résistante est rencontrée, l'avan- cement de la galerie ne se fait pas en même temps sur toute la section. L'abatta-
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ge se fait plutôt par étages. A cette fin, on enlève tout d'abord les deux par- ties extérieures 10 et 11 de la tête porte-outils, de sorte que, comme le montre la fige 5, seule la partie médiane 8 de celle-ci travaille et perce tout d'abord uniquement un trou d'un diamètre relativement plus petit au moyen des trépans à molettes 13 montés sur elle. Lorsque cette opération a été effectuée sur la longueur de l'avancement possible, la partie 8 est de nouveau retirée et la par- tie 10 de la tête porte-outils est enfilée sur elle, comme le montre la fig. 6.
On creuse à présent, dans la seconde phase du percement, un trou ayant un dia- mètre convenablement plus grand. Lorsque ce trou est achevé suivant la mesure de l'avancement possible, les parties 8 et 10 de la tête de percement sont retirées et la partie extérieure 11 est finalement enfilée, le trou étant creusé au dia- mètre définitif au moyen de cette partie 11.
Au lieu des trépans à molettes 13, on peut naturellement aussi uti- liser tous autres outils de perçage, tel que par exemple des outils comportant des bords de coupe. Le dispositif d'évacuation ne doit pas nécessairement com- porter une bande transporteuse, mais peut être constitué sous une forme quelcon- que. Au lieu d'être guidé par deux patins 3, le bâti de support de la machine peut encore être guidé dans certaines conditions par un troisième patin affleu- rant le toit de la galerie et monté sur le dessus du cylindre 5.
Diverses modifications peuvent d'ailleurs être apportées à la forme de réalisation, représentée et décrite en détail, sans sortir du cadre de l'in- vention.