L. Ser. — Traité de physique industrielle

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Les lampes de mines à feu découvert doivent être solides, bien assises et faciles à accrocher aux parois des galeries. Quelques-unes se portent au chapeau, laissant ainsi aux mineurs l'usage des deux mains.

Les lampes de sûreté pour mines grisouteuses sont établies d'après le principe bien connu que les toiles métalliques refroidissent les gaz qui les traversent et empochent ainsi l'inflammation de se communiquer du côté opposé; elles ont toutes pour point de départ la lampe Davy. En France, on emploie les lampes Muestler, Mai-saut, Fumai, etc.; en Belgique, les lampes Mueseler et Clanny, en Angleterre, les lampes Gray, Evan Thomas, etc.

La lampe Marsaut à mèche plate, donne pendant la durée maximum d'un poste de travail, une intensité moyenne de 0,4 à 0,5 bougie, et la flamme ne dépasse pas m ,03 de hauteur.

L'alimentation des lampes se fait au moyen de substances ou huiles végétales, animales et minérales.

La chandelle de suif, autrefois exclusivement en usage ; est encore employée dans un grand nombre de mines métalliques; olle brûle de 15 à 20 grammes à l'heure.

L' huile de navette raffinée ou de colza, charbonne assez vite la mèche ; en la mélangeant avec du pétrole en proportions égales, on obtient un eftet meilleur et plus économique.

L'huile d'olive, employée dans les mines d'Italie, de Grèce et ■de Turquie, est plus éclairante ; elle est économique dans ces montrées.

L'huile de phoque, qui eoûte à peu près autant que l'huile de colza, donne une flamme uniforme pendant un assez long temps et sans qu'il soit besoin de recourir au niouchage de la mèche. Son pouvoir éclairant est sensiblement augmenté lorsqu'on la mélange avec la moitié de son poids de pétrole.

L'huile de menhaden, que Ton retire de poissons analogues aux harengs, est très employée dans les mines des États-Unis •d'Amérique.

L'essence de pétrole qui a été introduite depuis quelque temps dans l'éclairage des mines sous le nom de cofaaline, donne une flamme brillante mais qui s'éteint facilement. Elle est d'ailleurs dangereuse à cause des vapeurs qu'elle émet.

La paraffine solide est d'un bon usage ; maison ne peut l'allumer qu'après avoir fondu la matière autour et à l'intérieur fie la mèche

La benzine est employée en Westphalie. Elle est plus économique que les huiles végétales et animales ; mais, comme le pétrole, elle donne une flamme fumeuse et vacillante qui s'allonge quelquefois démesurément au point de présenter un sérieux danger dans les mines grisouteuses.

Les huiles de schiste, de paraffine et de pétrole présentent toutes les mêmes inconvénients.

Enfin on emploie l'alcool avec certaines lampes spéciales, celles de Pieler et de Dinoire, et dans les grisoumètres ; la flamme de l'alcool donne des auréoles caractéristiques pour les faibles teneurs en grisou et dans les cas où les autres lampes ne fournissent plus aucune indication.

Comparaison des principales lampes de sûreté

Lampes

Poids vide

Poids de l'huile

Poids total

Pouvoir

éclairant en

bougies

Modèle Davy..

— Mueseler

— Marsaut.

Eclairage électrique

Deux cas se présentent :

4° Eclairage permanent, par lampes fixes, des bâtiments cfe travaux de la surface, des puits et des recettes.

2° Eclairage des travaux souterrains, par lampes portatives.

4° Eclairage par lampes fixes. — Dans toutes les exploitations minières, l'installation de l'éclairage électrique permanent est généralement économique, particulièrement dans les charbonnages où le coût de la force motrice est toujours très réduit.

On peut actionner, sans grandes dépenses, une ou plusieurs dynamos, soit à la surface, soit même au fond dans quelques cas, et éclairer les bâtiments de l'exploitation, les recettes, les puits, les galeries qui y aboutissent et jusqu'à une certaine distance et les écuries du fond.

Pour l'éclairage à la surface, les lampes à arc présentent quelques avantages, mais elles ne sont pas utilisables dans les galeries à cause de la faible élévation du toit; nous ne parlons pas des charbonnages d'où la lampe à arc doit être absolument bannie.

Dans les travaux souterrains on emploie les lampes à incandescence de 42 à 25 bougies.

Une installation pour éclairage permanent comprend :

Une ou deux dynamos ;

Un conducteur principal ;

Des conducteurs secondaires pour branchements.

Les dynamos doivent toujours être calculées pour un travail supérieur à celui que comporte le service projeté, car elles peuvent être appelées, à un moment donné, à fournir un supplément de courant pour d'autres services.

La pose des conducteurs est délicate, car il est nécessaire de les prémunir contre tout défaut d'isolement, contre les détériorations, les écrasements ou les ruptures pouvant résulter d'éboulements du toit.

Quelquefois on les place sur le sol, mais cette disposition est mauvaise parce qu'on ne les voit pas. Sur les parois ou au toit des galeries il y a à craindre les dérangements par mouvements ou chutes de pierres, à moins qu'il n'existe un boisage ou un m tiraillement.

Le mieux est d'installer les conducteurs sous le sol en les faisant reposer sur des caniveaux en bois.

Quant aux branchements, on les applique le long des parois en les enfermant dans des gaines de toile goudronnée, en les soutenant au moyen d'isolateurs en bois ou en porcelaine, ou simplement de crochets de fer recouverts d'émail ou de verre.

Les lampes sont fixées sur les dérivations au moyen de douilles et de bouchons reliés par un fil souple de un à deux mètres de longueur, que l'on peut raccourcir à volonté.

Les lampes les plus employées sont celles de 16 et de 20 bougies ; les premières éclairent convenablement jusqu'à 4 ou 5 mètres de distance, les autres à 8 ou 10 mètres.

Une lampe à incandescence fonctionne en moyenne pendant 1000 heures avec son maximum de pouvoir éclairant ; mais si on modère le courant, on peut la faire durer six mois et plus encore.

11 faut compter une force d'un cheval-vapeur pour 8 lampes de 16 bougies.

Devis d'une installation.

A la fosse l'Enclos, des mines d'Anzin, on utilise une chute d'eau de chantiers -supérieurs, fournissant 2 à 3 chevaux, pour mettre en marche une dynamo de 110 volts et 20 ampères ; et

celle-ci alimente 40 lampes Swan de 46 bougies qui éclairent une vaste chambre d'épuisement, à 374 mètres de profondeur. Les frais de premier établissement, en 1888, ont été les suivants :

Turbine 1 .090,00 francs

Dynamo Gramme 700 00

12 lampes, à 5 francs \

12 douilles /

. 12 abat-jour V 161 30

1 4 coupe-circuits (

200 crochets émaillôs, àl fr. 50 le 100.)

Un tableau de distribution 211 00

70 m. de câble de 5,00 mm j

Divers 43 00

Total 2.302 30

En tenant compte de l'amortissement, de l'entretien, et du remplacement des lampes après 4 mois d'usage (au prix actuel), on trouve que Ja dépense ne dépasse pas 4 fr. 50 par jour.

Avec 20 lampes d'accrochage à feu nu, consommant chacune k ,33 d'huile en 24 heures, la seule dépense d'huile eut été de 4 francs parjour.

2° Lampes portatives. — Dans les tailles en chantiers souterrains, il faut faire usage d'une lampe indépendante de tous fils conducteurs, aisément transportable, susceptible d'être accrochée au toit ou aux parois, d'être posée à terre, d'être, en un mot, manœuvrée en tous sens sans rien perdre de son intensité lumineuse.

Une bonne lampe portative pour mines doit être, en outre :

Simple de construction et solide ;

Aussi légère que possible ;

Facile à entretenir et à recharger ;

Capable de fournir un éclairage dune intensité à peu près constante de 0,5 bougie au moins, pendant une durée de 6 à S heures.

Peu coûteuse d'achat et d'entretien ;

Enfin sa dépense de consommation par heure doit être aussi faible que possible.

La lampe électrique portative, à pile primaire ou secondaire, résoudra la plupart des difficultés inhérentes à l'éclairage des mines ; mais aucun des types créés jusqu'à ce jour ne réalise les desiderata formulés plus haut.

Commission anglaise des accidents de mines. — Eclairage et lampes de sûreté. Traduit par la « Revue Universelle des Mines. »

P. F. Chalon. — L'éclairage électrique dans les mines.Génie civil. T. XIII.

H. Le Ghàtelier. — Rapport sur les lampes de sûreté, au Congrès international des mines et de la métallurgie. 1889.

J. B. Marsaut. — Les lampes de sûreté des commissions officielles du grisou.

Les venues d'eaux dans les mines proviennent de sources ou de nappes aquifèrcs mises à découvert pendant les travaux, ou d'infiltration des eaux de la surface.

Quant on le peut, on établit une galerie d'écoulement à un niveau inférieur au dernier étage, et à tous les autres étages on ménage des pentes pour que les eaux s'écoulent naturellement, par un puits, dans cette galerie.

Généralement on ne rencontre plus de nappes d'eaux souterraines au-delà de 150 mètres de profondeur.

Les galeries d'écoulement sont toujours avantageuses, lorsquelles n'ont pas un trop grand développement. En outre elles créent des chutes qu'on utilise comme force motrice ; on leur

donne une pente de ^ millimètre. Leur section est de 3 à 4 m.

carrés.

C'est surtout dans les mines métalliques qu'on utilise les galeries d'écoulement ; celles-ci permettent d'éviter l'installation toujours dispendieuse d'un service d'épuisement par pompes et servent en même temps aux transports.

La galerie d'écoulement esta préférer toutes les fois que l'amortissement du capital calculé pour son établissement est inférieur à la dépense annuelle que nécessiteraient l'installation et le fonctionnement d'un jeu de pompes ; cette simple comparaison conduit souvent fort loin. Ainsi, au Hartz, la galerie Ernst August y a 26 kilomètres de longueur, à la profondeur de 408 mètres ; sa section est de 1 m. 75X2 m. 60, et sa pente de

- millimètre. De même, à Freiberg, la galerie d'écoulement de

Rotlischonbergcr mesure 47 kilomètres de longueur, 3 mètres de

hauteur ; sa pente est de x millimètre.

Lorsque la configuration des lieux ne se prête pas à l'établissement d'une galerie d'écoulement, ou encore lorque la dépense prévue d'installation est trop considérable, il faut barrer les eaux ou les épuiser.

Les barrages ou serrements sont construits de façon à résister à la plus grande pression des eaux qu'ils doivent retenir ; ils sont en maçonnerie, en bois, en métal, en béton ordinaire avec ossature métallique, en béton d'asphalte.

Les serrements en bois sont déforme conique; ils constituent d'énormes bouchons formés par des pièces de chêne de 1 m. 50 à 2 mètres de longueur. Le picotage et le calfatage des joints se font du côté de la venue d'eau.

Le serrement horizontal ou plate-cuve est celui qu'on exécute dans les puits.

Pour prévenir les infiltrations d'eaux de surface, on fait aux ruisseaux et rivières un lit artificiel en béton de ciment ou en argile imperméable, ou bien encore on détourne leur cours. De plus, on recouvre les parois des puits d'un revêtement étanche et, dans la mine, ou ménage des massifs protecteurs sous les rivières et dans lé voisinage des anciens travaux.

Lorsque tous ces moyens sont d'application trop difficile, il faut procéder à l'épuisement des eaux par des procédés mécaniques.

1er Cas. — Mines à faible venue d'eau et à petite profondeur

On accumule les eaux dans des réservoirs ou puisards, au point le plus bas des travaux, et on épuise, par un travail de quelques heures seulement, toute l'eau accumulée pendant la journée.

Les moyens d'action sont calculés de manière qu'à un moment donné le môme matériel puisse suffire à l'extraction d'une quantité d'eau 3 ou 4 fois plus grande.

Le puisard ou réservoir doit être assez grand pour contenir, le cas échéant, la venue d'eau de 3 ou 4 journées.

L'extraction est faite à l'aide de pompes légères mues par deshommes ou par un manège, ou bien encore par seaux ou bennes flottantes si la profondeur dépasse 10 mètres.

La pompe aspirante ne peut pas débiter Peau au-delà de i0 mètres.

3 e Cas. — Mines à Tenues d'eau importantes

Les eaux sont puisées dans des réservoirs, bâches ou puisards, au moyen de caisse, cages, tonnes ou bennes guidées que l'on enlève par le puits d'extraction, et à Paide de la machine servant à l'extraction des minerais. Ce procédé s'applique à une venue d'eau ne cubant pas plus de 100 litres par minute ; il est alors très économique et à recommander particulièrement dans les mines métalliques où Ton aura souvent intérêt à Padopter de préférence à tout autre.

Quand les venues d'eau deviennent plus considérables, il faut pratiquer l'épuisement par pompes.

Les pompes de mine sont foulantes ou élévatoires.

La pompe élévatoire aspire l'eau qui passe ensuite au-dessus du piston dans un tuyau ; c'est le piston qui élève la masse d'eau à chaque coup de montée.

Dans la pompe foulante, au contraire, le piston refoule l'eau dans un tuyau latéral et ne travaille qu'à la descente.

En pratique, la pompe élévatoire peut remonter Peau jusqu'à 40 et même 50 mètres, mais il faut autant que possible se tenir en dessous, à 27 ou 30 mètres par exemple.

La pompe foulante n'a de limite que celle qui dépend de sa solidité. Ainsi on a obtenu, en Allemagne, des élévations de 300 et 350 mètres ; généralement on adopte 100 mètres.

On emploie aussi les pompes rotatives et les pompés centrifuges (Behrens, Greindl, Roots, Galland, etc.), mais cesengins ne peuvent guère refouler Peau au-delà de 30 mètres.

Les pompes à piston présentent beaucoup d'avantages ; leur débit commence dès la plus faible allure et peut varier, avec celle-ci, dans des limites assez étendues ; de plus la puissance à développer est, pour une hauteur donnée, simplement proportionnelle au nombre de tours ou au débit. La pompe centrifuge, au contraire, ne commence à débiter qu*à partir d'une cer-

taine allure qui est proportionnelle à la racine carrée delà hauteur à laquelle il faut élever l'eau ; puis le débit augmente rapidement avec le nombre de tours, mais comme la puissance développée est proportionnelle au cube du nombre de tours et croit par conséquent très vite, le moteur ne tarde pas à devenir insuffisant.

Pourtant, la pompe centrifuge qui est plus légère, plus facile à déplacer et à transporter, moins dispendieuse et qui peut donner à prix égal un débit double de celui des pompes à piston, devient très avantageuse toutes les fois qu'on peut la noyer. De plus, elle ne s'emballe pas et fonctionne sans avarie avec des eaux impures.

Dans un grand nombre de mines, les eaux à épuiser sont impures et surtout acides ; en cet état elles corrodent les clapets des pompes et la tuyauterie. L'unique remède est de recouvrir préalablement les tuyaux en fonte d'une couche d'oxyde de fer magnétique (Procédé Bertrand) qui assure leur inaltérabilité.

La pompe rotative est peu employée dans les mines, elle donne lieu à de fréquentes pertes de travail et à des chocs; cependant la pompe Greindl présente un certain intérêt car elle aspire et refoule les gaz aussi bien que les liquides, elle est insensible aux rentrés d'air et enfin s'amorce d'elle même.

Pompes rotatives Greindl

. — Élévation à 2o mètres

Diamètre

Vitesse de

Perte de

force en

Débit par

Nombre

des tuy.

l'eau dans

charge

chevaux

minute

d' aspirât

les tuy.

dans les

par met.

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