GH1600

Nous avons commencé à concevoir et à produire des charrues pour longue taille en 1941... et les choses ont beaucoup évolué depuis. Les progrès techniques accomplis depuis 1990 ont à nouveau établi l'utilisation de la charrue comme méthode d'exploitation de longue taille privilégiée pour les veines mesurant moins de 1,8 m (70 in) de haut. Les charrues Cat® possèdent des fonctionnalités révolutionnaires que les autres marques ne proposent pas, et leur coût de propriété est nettement inférieur à celui d'une haveuse dans les veines fines et moyennes. Leur fiabilité, leur productivité élevée et leur capacité à travailler dans la veine font des charrues Cat le choix idéal pour l'exploitation des veines fines et moyennes en longue taille.

Des fonctionnalités révolutionnaires

Les charrues Cat possèdent des fonctionnalités révolutionnaires que les autres marques ne proposent pas, et leur coût par tonne (tonne US) est nettement inférieur à celui d'une haveuse dans les veines fines et moyennes. À l'instar du Système de charrue à glissement GH1600, elles constituent des systèmes d'exploitation minière à longue taille fiables et hautement productifs pour les veines fines et moyennes.

Fonctionnement

Le principe d'utilisation de la charrue est simple : un corps de charrue en acier sculpté équipé d'embouts de coupe positionnés stratégiquement est tiré le long du convoyeur de taille, d'une extrémité de la taille à l'autre, par une chaîne en boucle continue mue par des entraînements situés aux extrémités de la taille. La profondeur de coupe est contrôlée électroniquement en poussant l'AFC vers la taille par incréments prédéfinis une fois que la charrue est passée.

Hauteur réglable

La hauteur du corps de la charrue est totalement et facilement réglable, dans les limites d'une plage définie, pour s'assurer que la charrue n'abatte que du charbon. Il est également possible de définir des paliers de hauteur plus importants en installant ou en retirant des blocs à embouts supplémentaires. Ces deux réglages peuvent être effectués rapidement et facilement depuis le côté remblai.

Commande à distance

La présence d'opérateurs sur le front de taille lui-même n'est pas nécessaire. Le fonctionnement de la machine peut être commandé à partir d'un poste de commande central, en sous-sol (à l'entrée de la porte amont, par exemple) ou en surface. Les opérateurs peuvent ainsi travailler à distance, dans un environnement dépourvu de saletés et de poussière. Le système de direction à stabilisateur permet de contrôler l'horizon vertical. Normalement, la direction est manuelle, mais elle peut être automatisée. Des protections sont positionnées en fonction des caractéristiques géologiques de la longue taille et elles avancent automatiquement en suivant l'action de coupe de la charrue.

Un système plébiscité

Le taux d'enlèvement obtenu par les charrues par rapport aux haveuses n'a cessé de croître au fil des années. Pour les veines d'une hauteur moyenne inférieure à 1,8 m (70 in), l'utilisation des charrues est désormais la méthode privilégiée pour l'exploitation minière à longue taille. Mais le GH1600 peut travailler jusqu'à 2,5 m (98,4 in). Dans les veines dont la hauteur est comprise entre 1,8 et 2,3 m (90,5 in), ce sont les conditions géologiques qui déterminent l'utilisation d'une charrue ou d'une haveuse.

Le guide de charrue est moulé pour résister aux forces de réaction élevées générées par les entraînements puissants. Le guide de charrue est conçu pour générer un minimum de frottement entre le guide de charrue et la chaîne de charrue. Des trappes à l'intérieur du guide de charrue (un carter sur deux) s'ouvrent pour permettre d'accéder rapidement et facilement aux chaînes supérieure et inférieure. Les connecteurs de carter côté remblai et côté taille affichent tous deux une résistance à la rupture de 3 600 kN (400 tonnes US) avec le carter de ligne spécial pour charrue PF4, modifié pour être utilisé avec ce système de charrue.

On utilise généralement le corps de charrue simple Gleithobel, raccordé à la chaîne inférieure. Chaque point de contact entre le corps de la charrue et le guide de charrue est conçu comme une pièce d'usure.

Réglage de la hauteur

La conception modulaire du corps de la charrue permet d'en régler la hauteur simplement en insérant ou en retirant des blocs à embouts mesurant chacun 265 mm (10 in) de haut. Le corps de la charrue peut également s'adapter aux variations plus légères de la hauteur de veine grâce à une tourelle à embouts intégrée au corps de la charrue, qui offre des possibilités de réglage infinies. La tourelle contient les embouts supérieurs de la charrue et elle peut être relevée ou abaissée précisément jusqu'à 300 mm (12 in) au moyen d'un pignon à vis sans fin, accessible depuis le côté remblai.

Amortisseur

Caterpillar a développé un amortisseur innovant pour renforcer la protection de la charrue et de la chaîne. Le raccord élastique inséré dans le traîneau qui tire la charrue contient des élastomères dotés de propriétés permettant de réduire les forces maximales appliquées à la chaîne. Le fonctionnement de la charrue est donc plus fluide. Les contraintes exercées sur la chaîne de charrue, les connecteurs de la charrue et les entraînements sont minimisées, ce qui prolonge leur durée de vie.

Avantages

• Limite l'usure de la charrue, des entraînements et de la chaîne
• Le fonctionnement fluide de la charrue prolonge la durée de vie générale

Un contrôle d'horizon efficace de la charrue est nécessaire pour gérer les ondulations de la veine de charbon. Suivre la veine de charbon minimise l'abattage des strates rocheuses adjacentes et les coûts de préparation associés, tout en limitant la consommation de l'outil d'abattage (trépan) et la consommation d'énergie, et en optimisant la valorisation de la veine. Caterpillar a développé un système de direction doté d'un stabilisateur pour contrôler l'horizon vertical, qui utilise les vérins hydrauliques situés entre le côté remblai de l'AFC et la barre de relais du soutènement de toit. L'extension du vérin favorise le mouvement d'abattage vers le bas (excavation) de la charrue, et sa rétraction favorise le mouvement vers le haut (montée). Les vérins de direction peuvent être commandés manuellement ou automatiquement via le Système de commande électrohydraulique PMC-R Cat. Un système d'ancrage composé de vérins et installé entre le convoyeur de taille et le soutènement de toit (aux extrémités de la taille) contrôle l'approche du convoyeur et contribue à maintenir une tension correcte de la chaîne de charrue.

Avantages

• La charrue avance relativement lentement, par petits paliers, par rapport à une haveuse. Cela permet au système de contrôle d'horizon d'orienter la charrue verticalement, afin de la maintenir dans la veine, même en présence de fortes ondulations. Une haveuse ne peut modifier son alignement vertical que graduellement, ce qui entraîne l'extraction d'une plus grande quantité de matériaux « hors veine » en présence d'ondulations très marquées.
• Le réglage facile de la hauteur permet à la charrue de fonctionner sans problème dans les failles ou les ondulations, en minimisant l'abattage des strates adjacentes.

Répartition des charges

Les moteurs d'entraînement à fréquence variable (VFD) permettent de varier la vitesse entre 0 et 120 % de la vitesse nominale, tout en maintenant un couple constant pour une vaste plage de vitesses. La consommation d'énergie des moteurs est surveillée en continu pour pouvoir répartir les charges entre les entraînements individuels.

Avantages

• Utilisation totale de la puissance disponible
• Protection contre la surchauffe des moteurs et limitation du temps d'immobilisation qui en découle
• Courant du moteur réduit avec un couple optimal lors du démarrage
• Excellent facteur de puissance (~1)

Protection contre les surcharges

Une protection efficace contre les surcharges est essentielle pour obtenir un travail rapide et puissant de la charrue. Le Système de protection des surcharges UEL à planétaires Cat possède un embrayage multidisque intégré dont la pression est réglée pour permettre à l'embrayage de glisser bien en-deçà du couple requis pour atteindre la force de rupture de la chaîne. Lorsqu'un « glissement de l'embrayage » est détecté, le couple de transmission est immédiatement réduit et les moteurs de la charrue s'arrêtent simultanément pour éviter d'endommager la chaîne.

Avantages

• Élimine les chocs sur tous les composants d'entraînement
• Minimise les défaillances de chaîne et optimise la durée de vie des composants
• Permet de redémarrer le système rapidement

Commande de la charrue

Comme la charrue ne comporte pas de pièces mobiles, la commande de la charrue est effectuée par une commande d'entraînement PMC-D séparée. La commande PMC-D détermine la position de la charrue de manière fiable et précise, en mesurant la course de la chaîne d'entraînement. La commande PMC-D est généralement utilisée avec un PMC-V, qui remplit les fonctions d'interface homme-machine (IHM) et de visualisation.

PMC-D (unité de commande d'entraînement)

L'Unité de commande d'entraînement PMC-D constitue le cœur du système PMC-D. Généralement dédiée à une boîte d'engrenages ou à un entraînement, l'unité est normalement montée à proximité de l'appareil ou de l'application qu'elle commande. L'unité PMC-D comprend tous les éléments matériels nécessaires pour commander efficacement les nombreuses fonctions d'un système d'entraînement classique.

PMC-V (Unité de visualisation et de commande, VCU)

L'unité VCU contrôle non seulement l'ensemble de la longue taille, mais elle visualise également les opérations de taille sur un écran, en indiquant notamment la position, la charge de charbon réelle sur l'AFC (via la consommation d'énergie de l'AFC), la position des protections, la pression des jambes, la course et la position de la charrue. L'unité VCU propose un réseau pour l'ensemble de la taille et permet d'entretenir à distance les composants des protections. Elle permet également d'enregistrer les données et de les transmettre à la surface. Le PMC-V fait office d'interface utilisateur pour toutes les unités du système PMC-D installées. Il permet à l'utilisateur de définir les paramètres et de stocker et d'afficher les données du système. Le PMC-V comporte 24 touches pour une utilisation en toute simplicité et un écran VGA de 4" pour la visualisation des données. Il peut également afficher des tendances graphiques, des avertissements et des messages d'erreur. Avec une interface disponible en plusieurs langues, le PMC-V affiche toutes les données de transmission disponibles, notamment les valeurs du transducteur, les informations d'état, les paramètres généraux et locaux et l'état du réseau. Le logiciel VPlow affiche le système de charrue, y compris tous les mouvements de la charrue et sa progression, ainsi que tous les paramètres définis, notamment pour la commande d'entraînement protégée contre les surcharges. VDrive visualise les contrôleurs de transmission du convoyeur et permet de définir les paramètres. Les valeurs des capteurs peuvent être affichées de manière graphique.

Utilisation incrémentielle de la charrue

Les exigences essentielles à un travail hautes performances avec la charrue sont la commande à distance, la profondeur de coupe réglable et la capacité à conserver une ligne de taille droite. Ces exigences sont toutes satisfaites par le système de coupe incrémentiel de Cat et le système de charrue pour longue taille entièrement automatisé. Avec les charrues classiques, les variations de dureté du charbon entraînent des variations de profondeur de coupe qui provoquent souvent une surcharge du convoyeur et des équipements en aval ou bien le blocage de la charrue. Le travail incrémentiel de la charrue permet d'éviter ces problèmes en maintenant une profondeur de coupe constante, indépendamment de la dureté du charbon ou de la présence de bandes rocheuses.

Avantages

• La commande à distance garantit une sécurité et une productivité optimales dans les veines de charbon basses.
• Le système AFC/charrue et les soutènements de toit peuvent être positionnés exactement là où il faut (sinuosités, état du toit, failles, etc.).
• Le système corrige automatiquement sa force de poussée, ce qui permet de maintenir une taille droite dans toutes les conditions.
• Utilisation optimale de la puissance installée, pour une profondeur de coupe maximale en tous points de la taille.
• Les systèmes de charrue automatisés Cat permettent d'accéder à de vastes réserves dans les veines de charbon basses, pour obtenir un pourcentage plus élevé d'exploitation des réserves.
• Une quantité de charbon nettement plus importante peut être extraite grâce à des agencements plus efficaces, qui limitent les coûts généraux.

Surfaces de contact optimisées

L'utilisation du profil PF éprouvé dans la cage supérieure optimise la surface de contact entre le déflecteur et le profil. La pression de surface exercée sur les déflecteurs est ainsi minimisée dans les veines sinueuses et les ondulations. La forme spéciale de la cage inférieure, qui multiplie la surface de contact quasiment par deux, réduit considérablement les frottements et l'usure au niveau du coude du déflecteur. En outre, la transition incurvée aux extrémités du carter réduit énormément le bruit lors du fonctionnement du convoyeur à chaîne.

Avantages

• Frottement minimal
• Usure réduite du coude du déflecteur dans la cage inférieure
• Pertes de puissance réduites
• Durée de vie supérieure des déflecteurs et des profils
• Niveau de bruit réduit lors du fonctionnement

Carters de ligne

Innovants, les carters de conduite PF pour charrue Cat sont à la pointe de la technologie dans le domaine du convoyage de taille en sous-sol. Ils sont basés sur les générations PF3 et PF4, testées et approuvées, qui répondent à toutes les exigences en termes de qualité, de résistance à l'usure et de capacité de convoyage. Les carters de ligne PF constituent la puissante colonne vertébrale du système de convoyage. Cette technologie de convoyage révolutionnaire et la conception extrêmement robuste des carters ont fait l'objet de tests approfondis.

Séparation des pièces d'usure

L'idée ingénieuse et totalement nouvelle consistant à diviser les différentes zones fonctionnelles du PF permet de séparer les pièces d'usure des pièces structurelles. Des matériaux très durs et résistants sont utilisés pour fabriquer les pièces soumises à l'usure, tandis que les pièces structurelles sont fabriquées en aciers durs haute résistance. La conception des carters permet de remplacer facilement les goulottes supérieures usées.

Avantages

• Durée de vie nettement supérieure
• Usure globale des carters considérablement réduite
• Remplacement aisé des pièces d'usure en sous-sol

Soutènements de toit

Les soutènements de toit pour les systèmes de charrue œuvrant dans les veines fines ont des exigences et des limites spécifiques :

• Le bras DA à action directe permet d'utiliser des soutènements de toit plus courts dans les veines sinueuses.
• Les composants structurels sont fabriqués exclusivement en acier haute résistance, pour garantir une épaisseur minimale et une hauteur de trajectoire maximale.
• Une base fendue permet à la barre de relais de se déplacer verticalement, ce qui est nécessaire pour obtenir un contrôle d'horizon efficace et pour accéder au bras DA à des fins d'entretien.
• Un pied d'éléphant est disponible pour éviter l'accumulation de saletés et pouvoir travailler efficacement sur terrain meuble.

Système de commande électronique des soutènements de toit

Les systèmes de commande des protections électrohydrauliques PMC-R, modernes et faciles à utiliser, sont conçus, fabriqués et programmés par Caterpillar. Leur fonction principale consiste à automatiser le processus d'abattage par utilisation incrémentielle de la charrue. Deux configurations possibles : une commande dans chaque protection (configuration la plus répandue) ou une commande partagée par trois protections, lorsque les fonctions de protection nécessaires sont moins nombreuses.

Sécurité et productivité

• Avec la commande à distance, les opérateurs n'ont plus besoin d'être présents sur le front de taille. Niveaux de sécurité extrêmement élevés, productivité maximale dans les veines de charbon basses (quelle que soit la vitesse de déplacement des conducteurs).
• Le fonctionnement automatisé améliore la sécurité et la gestion de la taille grâce à une surveillance et une visualisation constantes, à une documentation et une analyse claires et cohérentes, et à l'amélioration continue des processus.

Temps productif et durée de vie optimisés

Le corps de la charrue comprend des composants mécaniques dont toutes les pièces d'usure peuvent être remplacées en sous-sol. La goulotte a été conçue pour faciliter le remplacement des goulottes supérieures usées en sous-sol.

Service client global Caterpillar

Chez Caterpillar, notre relation client ne se limite pas à la vente d'équipements neufs. La vente n'est que le début d'un partenariat à long terme. Pour chaque achat, nous offrons à nos clients un service après-vente qui s'étend sur toute la durée de vie des équipements. Lorsque vous investissez dans une machine Cat, vous investissez dans la productivité. Le réseau mondial de concessionnaires Cat propose des forfaits d'entretien et d'assistance comprenant l'entretien sur site, les réparations, les révisions et des pièces d'origine de qualité supérieure, pour vous garantir un retour sur investissement optimal à long terme. Notre objectif consiste à optimiser sans cesse la productivité de nos clients. Pour atteindre cet objectif, nous restons à la pointe des technologies minières, en fournissant à nos clients les meilleurs équipements avec les coûts du cycle de vie les plus bas. Grâce au service client global Caterpillar, vos équipements miniers restent un atout très productif.