Systèmes de soutènement de toit personnalisés

Technologie de pointe

Caterpillar est le leader mondial en matière de technologie de soutènement de toit pour longue taille. Au début des années 1970, les conditions d'exploitation difficiles dans les mines de charbon allemandes ont incité les experts à concentrer leurs efforts de R&D sur les technologies de soutènement de toit. Les veines de charbon en pente raide, épaisses ou fines, les toits friables et les toits en grès massifs, les sols meubles et les failles géologiques nécessitaient un degré élevé de personnalisation. L'expertise acquise grâce à ces efforts a été déployée et appliquée dans toutes les régions minières du monde pour offrir aux clients une technologie de pointe personnalisée qui permet d'optimiser le contrôle du toit et du sol de leurs longues tailles. Cette technologie supprime le temps d'immobilisation dû au contrôle des strates voisines de la veine de charbon, mais elle permet également d'automatiser les systèmes de soutènement de toit, même dans les conditions géologiques les plus difficiles.

Une gamme idéale

Une gamme complète de soutènements de toit est disponible pour des hauteurs d'exploitation comprises entre 550 et 7 500 mm (1,80 à 24,60 ft), avec des capacités de soutènement dépassant 1 750 tonnes (1 929 tonnes US). Comme pour tous les produits Cat, une qualité exceptionnelle et des innovations de pointe permettent d'obtenir des produits offrant des performances supérieures et une disponibilité maximale du système, une durée de vie prolongée et un coût de propriété aussi bas que possible.

Soutènements de toit de deux mètres

Le soutènement de toit de deux mètres (6,56 ft) de large présente plusieurs avantages par rapport aux protections classiques de 1,50 ou 1,75 m (4,92 ou 5,74 ft) de large. Moins de protections, cela signifie moins d'investissements et moins d'entretien... et moins de pièces susceptibles de dysfonctionner. Les longues tailles sont plus faciles à diriger et la relocalisation est plus rapide, car il y a moins de protections à déplacer.

Caterpillar fabrique une gamme complète de systèmes de commande de soutènements protecteurs, allant des commandes hydrauliques manuelles au fameux système de commande électronique PMC-R, pour offrir à ses clients une automatisation de taille et un contrôle des équipements de pointe. Le Système de commande longue taille électrohydraulique PMC-R Cat constitue ce qu'il se fait de mieux en matière de technologie d'automatisation longue taille. Il permet d'automatiser tout le système, de contrôler et d'effectuer des diagnostics à distance pour tous les équipements de taille. Toutes les informations peuvent être transmises à la surface en temps réel, pour optimiser les performances en longue taille.

Avantages des systèmes de commande :

• Flexibilité des commandes
• Convivialité
• Facilité d'entretien
• Fiabilité et sécurité

Les jambes et vérins sont conçus et fabriqués conformément aux normes de qualité et de performance les plus strictes. Des systèmes à deux et trois étages, offrant un rendement égal à tous les étages, sont disponibles. Les matériaux et les concepts sont sélectionnés pour garantir une longue durée de vie. Un revêtement est appliqué pour protéger les équipements dans les environnements les plus corrosifs.

Caterpillar possède une solide expérience en matière de conception de soutènements protecteurs pour les conditions d'exploitation minière spécifiques et pour les applications longue taille à roche tendre autre que le charbon. Des soutènements pour veines en pente raide et des soutènements dotés de pare-pierres articulés à extension provisoire et à charges élevées ont été développés pour faire face aux situations géologiques extrêmes.

Exploitation de veine en pente raide

En réponse aux énormes réserves de charbon de qualité bloquées en sous-sol et à la recherche de solutions prometteuses que mènent de nombreux clients, nous avons développé et lancé divers systèmes de pointe spécifiques permettant d'exploiter les veines en pente raide. Caterpillar peut proposer des solutions sur mesure pour toutes les conditions ou presque, y compris les applications en pente raide.

Foudroyage par sous-étages classique

Les soutènements pour foudroyage par sous-étages classique permettent d'extraire le charbon du toit en utilisant des pare-pierres articulés, dotés de goulottes spéciales intégrées à la protection de remblai. L'AFC avant ou un second AFC sont situés derrière les protections. Nous avons fourni des installations de protection à de nombreux clients, notamment en Europe centrale et en Europe de l'Est.

Foudroyage de charbon de toit en longue taille

Le soutènement de toit LTCC (Longwall Top Coal Caving - Foudroyage de charbon de toit en longue taille) permet d'exploiter les veines ayant une hauteur totale supérieure à 10 m (33 ft) en utilisant une haveuse longue taille pour abattre les 2,8-3,0 m (9,2-9,8 ft) inférieurs, avant de foudroyer le charbon de toit derrière les soutènements de toit sur un AFC arrière. Ce type de longue taille est actuellement exploité dans une mine de Hunter Valley, en Australie, par exemple.

Excellence technique

Caterpillar possède de vastes installations consacrées à la conception, aux tests et à la fabrication de ses produits. Tous les services d'ingénierie possèdent des stations de travail puissantes, équipées de logiciels techniques de pointe permettant d'analyser simultanément les contraintes et la rentabilité de conception. L'analyse par éléments finis permet de satisfaire aux exigences de durée de vie des composants et des produits. L'analyse des modes de défaillance et de leurs effets est utilisée lors de la conception pour optimiser la fiabilité de tous les aspects critiques afin d'éliminer le risque de défaillance lors du fonctionnement. L'expérience acquise précédemment est utilisée comme processus de retour d'informations pour recueillir les données utiles provenant de nombreuses opérations longue taille différentes afin d'améliorer en continu les performances des produits dans l'intérêt de nos clients. Ce processus est très utile pour les projets de longue taille qui présentent souvent des conditions géologiques difficiles. Les tests de cycle constituent une partie essentielle du processus de conception. Nos sites de fabrication sont sans cesse modernisés pour pouvoir bénéficier des nouvelles technologies et techniques afin d'obtenir une qualité optimale pour un coût minimal. Les processus technologiques et les compétences organisationnelles internes sont continuellement améliorés pour nous permettre de rester compétitifs et pour optimiser la fiabilité et les performances des systèmes longue taille automatisés à haut rendement.

Tests approfondis

Avant d'expédier ses protections chez ses clients, Caterpillar effectue une batterie complète de tests sur tous les composants structurels, hydrauliques et de commande dans son propre centre de test. Des tests pointus permettent de déterminer la résistance à la fatigue et la capacité de charge des produits individuels. Caterpillar possède tous les systèmes de test requis pour les soutènements de toit et leurs composants :

• Trois plates-formes de test pour les protections offrant une résistance aux forces allant jusqu'à 20 000 kN (4 496 179 lbf) et une hauteur de test supérieure à 5,0 m (197 in).
• Des machines de test des jambes et des vérins allant jusqu'à 15 000 kN (3 372 134 lbf).
• Des plates-formes de test hydrauliques supportant des pressions allant jusqu'à 1 000 bar (14 504 psi) et un débit volumétrique supérieur à 500 l/min (132,09 US gal/min)

Processus de test

Les principaux tests impliquent des charges de torsion longitudinales et latérales, des charges de compression et des charges de rupture. Ces tests sont généralement effectués pour 70 000 cycles de charge au maximum, et 10 % à 20 % de surcharge. Les soutènements de toit tout entiers sont testés, ainsi que les composants individuels comme la base, les pare-pierres, les jambes, les vérins, les commandes, les clapets de décharge de pression et les flexibles. Les mesures réalisées au cours des tests confirment les calculs, permettent d'améliorer les produits en continu et d'exploiter pleinement les potentiels d'optimisation et d'économies. Les tests permettent de s'assurer que les équipements sont adaptés à l'usage prévu et qu'ils bénéficieront d'une durée de vie garantie, conformément aux spécifications, même dans des conditions extrêmes.

La sécurité avant tout

Caterpillar développe de manière proactive des systèmes de soutènement de toit conformes aux normes de sécurité du monde entier :

• La conception avancée des pièces critiques évite les défaillances majeures
• Conception en fonction des exigences du client et des conditions géologiques spécifiques
• Tests approfondis effectués sur tous les composants structurels, hydrauliques et de commande
• Conception visant à faciliter l'entretien
• Analyse FEA (par éléments finis)
• Conception ergonomique pour répondre aux besoins humains Au fil des années, Caterpillar a développé de nombreuses fonctionnalités pour suivre les améliorations constantes en matière de sécurité de fonctionnement :
• Gaine à diffusion
• Étiquetage des flexibles
• Agrafage
• Conception améliorée des agrafes (en forme de D)
• Super-Stecko en forme de D

Organisation claire des flexibles

• Vue dégagée
• Accès facilité aux composants hydrauliques
• Sécurité optimisée en pliant moins les flexibles
• Fonctionnement fiable des équipements

Gaine de protection

• Atomise
• Chaque flexible bénéficie d'une identification unique et peut être tracé jusqu'à sa fabrication

Composants hydrauliques des soutènements de toit sans agrafes

• Déchirement limité des flexibles en raison de leur diamètre extérieur identique et réduction des dommages dus au frottement des agrafes
• Les raccords sous pression ne peuvent pas être ouverts