soutènement (suite)
Le soutènement de la couronne de la galerie peut prendre appui sur les piliers de bois ou bien en être indépendant. Dans ce cas, habituellement, on utilise des cintres métalliques TH (des initiales de leurs inventeurs Toussaint et Heintzmann), formés de trois segments d’un profilé spécial, qui, serrés entre des colliers, peuvent coulisser à frottement dur. Pour leur mise en place, ils sont faciles à régler et ils sont compressibles. Le soutènement Moll est formé de quatre segments articulés sur trois longrines en bois ou métalliques.
Le soutènement en taille
Généralités
Dans les houillères, le soutènement en taille pose un problème très différent en raison de l’ampleur des mouvements de terrain au-dessus de l’arrière-taille. Sauf aux extrémités de la taille, qui constituent des points particuliers, le toit n’a pas l’appui latéral que constituent les parements d’une galerie ; il se comporte comme une longue plaque encastrée d’un côté au-dessus du front de taille et qui, de l’autre côté, dans le cas du remblayage, appuie progressivement sur les remblais. Ceux-ci se tassent sous la pesée du toit ; à une cinquantaine de mètres du front, ils finissent par n’occuper qu’une hauteur d’au plus 60 p. 100 de la puissance exploitée. S’il s’agit d’une taille à foudroyage, le toit immédiat casse et s’effondre le long d’une ligne parallèle au front de taille à quelques mètres de celui-ci ; les éboulis foisonnes remplissent le vide, de sorte que le toit supérieur, à quelques mètres au-dessus, repose sur ces éboulis, qui jouent le rôle d’un remblai, et les tasse progressivement ; tout se passe dans les terrains comme si une couche environ trois fois plus puissante avait été exploitée avec remblayage. La taille est entourée d’une vaste voûte dissymétrique très allongée de terrain détendu verticalement, qui prend appui d’une part sur les remblais ou les éboulis tassés et d’autre part sur le massif de charbon un peu en avant du front car, sous la contrainte verticale accrue par cet effet de culée, le charbon se fracture à front en plaques pour échapper à cette pression. Ce volume de terrain détendu se déplace avec l’avancement de la taille. En raison de la courbure du toit qui s’affaisse, celui-ci tend à se fissurer, parallèlement au front, au droit de son encastrement dans le massif. Dans l’abattage qui met le toit à nu, on peut donc constater déjà une fissure au voisinage immédiat du front, et, au cours de l’avancement de la taille, les fissures s’ouvrent en fonction de la courbure. Le soutènement doit s’adapter à ces conditions, tout en contrariant l’affaissement du toit. Ses éléments serrés entre toit et mur doivent donc être perpendiculaires aux épontes, stables, le plus robuste possible pour éviter, ou tout au moins limiter, l’exfoliation des bancs du toit au-dessus du vide, soutenir le toit dès que celui-ci est dégagé, et avoir des éléments plaqués contre le toit maintenant les fissures parallèles au front de taille. Le remblai ou le foudroyage doivent venir aussi près que possible du front de taille (de l’ordre de 3 m), de façon que les toits trouvent le plus tôt possible un appui dans l’arrière-taille. Le foudroyage est provoqué par le retrait du soutènement, qu’on réutilise en avant. Cette réutilisation peut être pratiquée aussi avec le remblayage.
Différents modes de soutènement
• Soutènement en bois. Le soutènement traditionnel en bois, constitué de « buttes » soutenant, sous le toit des « flandres » (ou « rallonges ») parallèles au front, la première ligne de flandres placée à front, est stable et offre un appui au toit jusqu’à front ; pour les fissures parallèles au front, des « queues » sont placées à cheval sur les flandres. Mais ce soutènement ne dégage pas le front, comme il est nécessaire pour la marche des engins mécaniques d’abattage, et il n’est pas assez robuste pour s’opposer efficacement à l’affaissement du toit sur les allées libres. Les bois, abîmés par la pression, ne sont pas réutilisables ; si les buttes ne s’enfoncent pas d’elles-mêmes dans le mur, on les taille en pointe à leur extrémité inférieure pour éviter leur flambage. Avec le foudroyage, le manque de résistance oblige à renforcer la dernière ligne de buttes par des piliers démontables en bois équarris. Aussi ce soutènement est-il tombé en désuétude, sauf cas particuliers (couches en dressant). Il est remplacé par le soutènement métallique, beaucoup plus robuste, qui réduit l’affaissement du toit sur les allées de travail, donc son exfoliation et ses fractures. Dans un tel soutènement, des « chapeaux » métalliques perpendiculaires au front, donc aux fractures, permettent un porte-à-faux qui laisse le front dégagé pour le passage de la haveuse ou du rabot ainsi que du convoyeur blindé, lequel est ripé sans démontage avant de mettre en place la nouvelle ligne d’« étançons ».
• Étançon à friction et chapeau articulé. L’étançon métallique doit être réglable en hauteur pour s’adapter aux variations d’épaisseur des couches ; il doit avoir une certaine compressibilité afin de coulisser avant qu’il ne soit détérioré par la pression du toit ; il doit pouvoir être desserré afin qu’il soit récupéré en bordure du foudroyage ou du remblai. L’étançon le moins cher est du type à friction. Il se compose de deux parties — l’une, supérieure et de section légèrement décroissante vers le bas, pouvant coulisser dans l’autre —, maintenues par un collier dans lequel un coin métallique enfoncé à coups de masse assure le serrage. Le coulissement débute sous une charge de quelques tonnes et continue progressivement avec l’augmentation de la charge ; la résistance finale est de l’ordre d’une vingtaine de tonnes ; il est inutile qu’elle dépasse la résistance du mur dans lequel le pied de l’étançon s’enfoncerait. On desserre l’étançon en frappant sur la pointe du coin de serrage.
Un chapeau métallique de 1,20 à 1,60 m (largeur d’une allée) est posé sur la tête de l’étançon, aux deux tiers environ de sa longueur, et il est relié au chapeau de l’allée précédente par une articulation simple par tenon et œillet. Dès qu’une largeur de toit correspondant à une longueur de chapeau a été dégagée, on accroche un nouveau chapeau au précédent et on le presse contre le toit par un dispositif à coin qui le fait cabrer et bloque l’articulation en attendant que le convoyeur soit ripé contre le front pour permettre de placer un étançon sous ce nouveau chapeau.