CHAPITRE XXX

MOTBUBS AIVIMÉS

694 — Force de Vhomme. — L'intervention d'une force motrice pour mettre en action le vaste appareil des tractions mécaniques, nous fournit un exemple important de l'application des moteurs à un travail souterrain. Il s'en présentera d'autres analogues pour l'extraction, l'épuisement, l'aérage. Je saisirai cette première occasion pour présenter ici, à un point de vue général, quelques considérations relatives à l'emploi des moteurs dans l'exploitation soulen^aine.

Nous envisagerons d'abord les moteurs animés, et, parmi eux, la force de l'homme.

On appelle manœuvre l'homme auquel on ne demande que de dépenser sa force, sans y apporter une habileté spéciale, qui caractérise, au contraire, Youvrier mineur. Le manœuvre est employé pour le pelletage, le brouettage, le roulage, l'élévation des poids, le virage de la manivelle ou du cabestan. Sa capacité de travail varie notablement avec la nature de la besogne qu'il est chargé d'effectuer. Elle atteint, pour une journée de 8 heures, les moyennes suivantes, exprimées en kilogrammètres (') :

(*) Claudel, Aide'mémoire, 14.

kilognunmètres.

Pellelage (*) 58 880

Brouettage / . 43 200

Élévation des poids à dos 56 160

Élévation des poids avec une poulie . . 77 760

Virage à la manivelle («) 172 800

Herschage horizontal 207 560

Roue à marche 259 200

Élévation du poids de Thomme (^). ... 280 800

L'effet utile du travail d'une femme ne peut être évalué qu'aux deux tiers de celui de l'homme. Il en est de même pour un jeune herscheur de 15 à 16 ans.

La variation progressive de la force avec l'âge est mise en évidence par les nombres suivants, relatifs à l'efTort que l'homme peut développer momentanément avec les bras (*) :

Nombre Effort

des en

années kilog^mmes

Le plus grand effort que l'homme puisse exercer accidenidlementy en tirant ou poussant horizontalement, est de 50 à HO kilogrammes. 11 peut soulever un poids variant entre 200 et 300 kilogrammes, et porter à quelque distance 150 kilogrammes. Ces chiffres, bien que déjà excessifs, ont été cependant quelquefois

(») A la hauteur de l-,60.

(*) Dans les conditions du travail des mines, on ne doit compter que sui* llOOOOkilo- ^rammètres [Gallon, Cour» (Texploitation, H, 141 ; — Demanel, Cour« dexpUUâSwn, If, 58).

(') En gravissant une pente douce.

{*) Annuaire de VObtervatoirc de Bruxelles, 1847, 200.

quadruplés dans des cas absolument extraordinaires ('). On voit parfois des femmesporter40, et jusqu'à 50 kilogrammes sur la tète.

695 — Force du cheval, — Le cheval joue un rôle important dans Fexploitation souterraine. Certaines houillères anglaises possèdent 200, et même 300 chevaux. Si la nature de la mine admet des galeries élevées, on trouve avantage à employer de fortes races. Dans d'autres cas, on a recours à de petits poneys, ne dépassant pas O^jOO au garrot.

Le cheval peut exercer accidentellement des efforts de 300 et, au besoin, 500 kilogrammes. Sa capacité de travail est exprimée par les nombres suivants (•).

Traction au pas 2 168 000

Traction au trot i 568 000

Manège au pas 1 1 66 400

Manège au trot 972 000

On admet pratiquement pour le travail des mines un million de kilogrammètresC). Le cheval est sensible à Tétat de la température et de la ventilation. Les résultats de son travail en subissent, de suite, une influence très marquée (n**605).

L'extraction, dans certaines mines d*Espagne, est faite par des mules ou par des ânes. On peut leur demander, au manège et au pas, les rendements suivants :

Mulet 777 600

Ane 322 560

Le mode d'emploi le plus ordinaire du cheval est la traction eii palier. Si Ton doit élever des chariots sur une rampe, il faut bien se garder de la faire, en même temps, gravir par le cheval. Celui-ci

('] A. Evrard, Les moyens de transport, I, 3. — Courtois, Traité des moteurs. — Pélissier, Traité des maladies des artisans, 305. [*) Claudel, Aide-mémoire, 14.

(^ Gallon, Cours d'exploitation, II, 141.

m ROULAGE.

devra, dans ce cas, tirer en palier sur une corde ayant la même longueur que le plan incliné, et passant sur une poulie placée à la tête de ce plan.

On peut également faire descendis le cheval sur la voie inclinée, si elle présente assez de largeur. 11 agit alors en tirant à plein collier, et en ajoutant à son eflbrt musculaire une certaine composante de son poids. Il remonte ensuite seul, pendant que les chariots vides redescendent d'eux-mêmes par Taclion de la pesanteur.

On peut enfin enrouler la corde sur l'arbre d'un manège (fig. 195k en attelant, sur ses brancards, un ou plusieurs chevaux. U faut avoir soin de laisser traîner une reculoire, qui, sans opposer aucune résistance à la rotation directe, se pique en teiTC, et empêche tout mouvement rétrograde, si l'animal se trouve maîtrisé par une résistance, qu'il est impuissant à surmonter. L'efToii diminue vers la fin, par suite de l'enroulement du câble, qui cesse d'ajouter son propre poids à celui de l'enlevage. Aussi voit-on quelquefois des extractions, commencées au pas, finir au trot, et même au galop, quand il y a intérêt à gagner du temps. La marche inverse paraîtrait, à première vue, plus naturelle, en raison de la fatigue qui s'accumule. Mais elle serait, au contraire, irréalisable. Dans ces vargues, ou baritels, le rayon de circulation doit être aussi grand que possible, dans les limites compatibles avec les nécessités du soutènement. 11 ne saurait, dans aucun cas, descendre au-dessous de 2'",50.

iHOTEURS HYDRALLIQLES

696 — Force hydraulique. — Avant l'invention de la machine à vapeur, la force hydraulique constituait, pour les mines, le moteur par excellence. Elle y joue encore aujourd'hui un rôle d'une certaine importance. Cette forme de l'énergie est particulièrement bien adaptée aux convenances de l'exploitation souterraine. Elle résulte, en effet, de deux facteurs : le poids de l'eau débitée, et la hauteur de chute. Or, l'on ne rencontrera, poui aucune forme de

l'industrie, autant de facilité à augmenter cette hauteur, que dans les mines ; pour celles, du moins, qui possèdent une galerie d'écoulement servant à évacuer les eaux dans quelque vallée voisine. Il suffit, dans ce cas, d'introduire le liquide par la partie supérieure

des travaux, et de l'écouler au dehors par cette galerie, après avoir

recueilli, sur des récepteurs appropriés, le travail dont il devient, par sa descente, le véhicule.

Il est même arrivé, très exceptionnellement, que pour se procurer, sur certains points de l'intérieur, une force d'un emploi commode, on y dirigeait des eaux, dont on recueillait le travail, en les recevant ensuite dans le puisard, d'où la machine à vapeur d'épuisement les relevait au jour, en même temps que les infiltrations de la mine. Cette double opération est incontestablement anti-économique, et ne peut se motiver, dans un cas donné, que par quelque avantage spécial.

607 — Quant au second facteur, à savoir la quantité d'eau, on a fait parfois, pour l'augmenter, des dépenses considérables, en opérant le captage des eaux superficielles sur d'immenses étendues. On voit de ces bassins de retenue à Decize, à Tharsis, à Schemnitz. Dans ce dernier district, les retenues d'eau représentent environ huit millions de mètres cubes. Mais, nulle part, on ne rencontre un ensemble plus imposant, à cet égard, que dans le massif métallifère du Hartz. La surface topographique de la contrée a été étudiée i ce point de vue, afin de réunir, dans les déclivités les plus favorables, les plus grands volumes d'eau, avec le minimum de conduits collecteurs. On n'y compte pas moins de 67 réservoirs principaux, et un total d'environ 212 kilomètres de canaux, qui se répartissent de la manière suivante :

Canaux collecteurs 112 722 mètres

Canaux distributeurs 73 860 —

Fossés 5 996 —

Communications souterraines. . 19 914 —

212 492 mètres

lier, en Suède, pour certains filons verticaux de minerai de fer que Ton dépèce à découvert (*).

MOTEUBS A VAPELR

700 — L*emploi de la vapeur a renouvelé la face de l'exploitation des mines. On l'emploie sous trois formes différentes : l*dans les locomotives, pour la traction souterraine (n* 629) ; 2* dans quelques locomohiles ou machines mi-fixes, faciles à transporter d'un point sur un autre de l'intérieur, pour y remplir des fonctions temporaires ; 5*" dans les machines fixes proprement dites.

Il est inutile d'avertir que ce dernier type efTace absolument ks deux autres, pour le nombre et l'importance des applications. 11 s'en distingue, en ce qu'il nécessite des générateurs distincts de l'appareil moteur, et installés à part. Ces chaudières prennent souvent un très grand développement, en raison de la puissance considérable qu'on leur demande, et, en outre, parce que les mines de combustible s'attachent à brûler, pour leurs propres besoins, toutes les sortes inférieures que le commerce accepterait difficilement, et qui ne sauraient supporter de frais de transport. Les dimensions des grilles se ressentent nécessairement de ce choix. L'emploi du vent forcé a souvent rendu des services à cet égard. Quand les dimensions deviennent trop considérables, on subdivise la production de force motrice entre plusieurs chaudières, que Ton réunit par batteries.

(*) On trouTC dans le Dictionnaire det sctences nalurelles de Yalmont deBomare (Lyon, 1776, ai'ticle Exhalaisoni], au milieu de fables absurdes qui étaient accréditées, il y a un siècle^ l'indication de moulins à Tent installés en Suède dans des galeries de mine, pour manœuvrer des pompes. Il est plus que probable qu'il li'y a là qn'une ciTeiir de plus. Cependant, il ne serait pas absolument impossible que dans certaines mines, présentant un puissant aérage naturel dû à de gi-andes différences de nÎTera, combinées avec une orientation favorable des oriOces, on ait pu en dériver une partie dins un conduit spécial, pour actionner un panémonc, destiné à l'épuisement de quelque ouvrage en vallée de peu d'importance.

Nous verrons également (cbap. XLY) que le vent était autrefois utilisé pour l'aérage souterrain. Ce moyen, qui doit être aigourd'hui rejeté comme complètement insuffisant, jouait encore un certain rôle, a une époque très rapprochée de nous.

LA FORCE HenUGE DANS LES MINES. 777

Le mode d*installatiofi de ces générateurs permet de classer, à leur tour, les machines fixes en trois catégories, suivant que Ton établit : l"" la machine et le générateur au fond; 2*" le moteur au fond avec les chaudières au jour ; 3** la machine et les foyers au jourC).

70f — La première combinaison est la moins employée. Elle présente, en effet, de graves inconvénients. En premier lieu, on doit la considérer comme incompatible avec la présence du grisou. Dans tous les cas, s'il y a lieu de concevoir la moindre crainte à cet égard, on doit pratiquer, pour Talimentation des foyers, un conduit spé* cial, amenant directement Pair frais du dehors, au lieu de les alimenter aux dépens du courant qui a traversé les tailles.

Jamais les chaudières ne doivent être installées en plein charbon. U faut leur préparer des emplacements dans le rocher. Le contact de tout boisage est également exclu, et la maçonnerie reste seule admissible. U est même bon de construire un double muraillement, avec une gaine d'air circulant entre les deux massifs, pour arrêter toute conductibilité.

U est nécessaire d'établir une sortie directe pour la fumée et l'échappement de vapeur. On peut aflecter à cet usage quelque puits hors de service, ou disposer, dans un puits en activité, des tuyaux d'un diamètre suffisant. L'emplacement le plus favorable, à cet égard, sera le puits de sortie du courant d'air, afin que réchauffement déterminé par cette colonne vienne en aide au tirage.

lOZ — Dans le second système, on supprime toutes ces difficultés, en établissant les chaudières aux abords du puits. Il devient, par compensation, nécessaire de les relier au moteur placé dans les travaux, au moyen d'une conduite de vapeur. On a soin d'envelopper et de feutrer cette dernière le mieux possible, pour éviter la condensation due au refroidissement f ). On doit éviter, autant qu'on le peut de placer cette colonne dans le puits des pompes, à cause de

(<) Sur 1425 machines employées en France dans les mines de combustible, 18 seulement sont installées au fond {Staliêiique minérale pour 1880, page SI).

0 D'après les expériences de M. VValther-Heunier, la quantité de Tapeur condensée par heure et par mètre carré de m/tal nu est de :

la pluie et de Thumidité. Une sortie de Tapeur est encore nécessaire dans les mêmes conditions que pour le cas précédent. Remarquons toutefois que, la fumée ayant disparu, cette nécessité cesse d'exister pour les machines à condensation, telles que la pompe Tangye, le pulsomètre, etc., dont il sera question plus tard.

703 — Enfin, dans la troisième combinaison. Ton écarte, à la fois, les complications qui naissent de remplacement souterrain du générateur et du récepteur, en les installant tous les deux à la surface. La plupart du temps, l'opérateur se trouve lui-même au jour. Lorsqu'il doit être installé au fond, il reste à lui faire parvenir la force motrice engendrée à Textérieur. C'est l'objet des transmUsUnu de forccy dont il nous reste à parler dans le paragraphe suivant.

Mentionnons, pour terminer celui-ci, les chiffres suivants, destinés à donner une idée du secours qu'apporte à l'exploitation des mines la force de la vapeur. Ils indiquent, en ce qui concerne l'année 1880, ceux des départements dans lesquels cette application a dépassé le chiffre de mille chevaux (')•