CHAPITRE IX

ABATAfiE PAft L'AIB COHrKIMt

205 — Nous avons distingué pour Tattaque de la roche cinq agents principaux : la force de Thomme, l'eau, le feu, les explosifs, qui nous ont déjà occupés, et enfin les moteurs mécaniques, dont il nous reste maintenant à parler dans le précédent chapitre.

Le principal de ces moteurs est l'air comprimé. Son intervention peut être réduite à la simple perforation des trous de mine, ou bien au contraire concourir au sautage lui-même. Dans le premier cas, qui est de beaucoup le plus ordinaire, ce moteur ne fait que se substituer à l'action musculaire de l'homme, pour la seule part qui restait à cette dernière dans l'opération du tirage à la poudre. Avec le second mode, il prend la place de l'explosif lui-même, pour l'utilisation du trou ainsi perforé. Deux systèmes peuvent être employés à cet égard.

Le premier constitue le bosseyage mécanique. Il s'effectue avec les mêmes appareils que le forage du trou, c'est-à-dire les perfo* rateurs dont nous parlerons dans le § 2. A cet effet, on substitue au fleuret dans la machine une masse, et l'on place dans le trou de mine une aiguille infernale, sur laquelle cette dernière, mue par l'air comprimé, vient frapper jusqu'à éclatement de la roche. Ce procédé a déjà fait ses preuves, principalement en Belgique, où il prend

PERFORATION MËGÂNIQUE. Si 5

beaucoup de développement ; à la Marihaye, il a complètement remplacé la poudre (^).

Au lieu de ce mode dynamique» on peut, en second lieu, agir par simple pression statique, à Taide du procédé Garforth. On admet alors dans le trou de mine de l'air en tension. Mais, au lieu de 3 ou 4 atmosphères, 8 ou 0 tout au plus, qui constituent la pression ordinaire dans les perforatrices, on a dépassé le chiffre de 900 atmosphères dans la houillère de Bower (').

On a également, dans le même ordre d'idées, fait intervenir un dégagement de gaz, dans le volume confiné du trou de miiie^ au moyen d*une réaction chimique; soit celle du zinc et de Facide sulfùrique, pour donner de l'hydrogène; soit l'action de l'acide chlorhydrique sur le calcaire, pour dégager de l'acide carbonique.

ZOB — Ces moyens se recommandent particulièrement dans les exploitations assez grisouteuses pour que l'emploi des explosifs en doive être systématiquement exclu.

Mais, en outre, le point de vue économique lui-même peut suggérer à cet égard quelques réflexions encourageantes. Nous avons vu, en effet (n" 197), que 1 kilogramme de poudre de mines peut développer environ 270 000 kilogrammètres dans la désagrégation des roches (*). Ce chiffre est précisément égal au travail qui correspond par heure à une force de cheval. On sait, d'ailleurs, que, dans les meilleures machines à vapeur, on peut le réaliser en brûlant un kilogramme de bonne houille. La puissance industrielle de la poudre et du charbon serait donc la même à poids égal dans ces conditions pratiques. Par conséquent, lors même que l'on porterait à 25 francs le prix de la tonne d^un tel combustible, c'est-à-dire 0 fr. 025 le kilogramme, celui de la poudre étant 2 fr. 50, on voit que l'effet utile coûterait avec celte dernière le centuple de ce que peut fournir la houille. Il resterait, à la vérité, à tenir compte, en outre, du rendement propre aux appareils mis en jeu ; mais on comprend néan-

(*) CRM, i88i, iOi et 1882, 88. — Bull, min., 2«, VUI, 877, Buisson. ^ Rev, univ. d, m. et If., S% I, 127.

(<) BulL Soe. dtenc., 3«, VI, 331.

if) Biver, Comptée rendue de C Académie dee «ctracer, XCI, 831.

moins quelle large marge il resterait encore pour leur constituer un avantage sur l'emploi des explosifs.

PBBFOBATEUKS HÉCAllilllVES

ÎC07 — Perforatrices rotatives. — Dès Tannée 1835, Combes conseillait Tapplication des moyens mécaniques au forage des trous de mine. L'avenir lui a donné raison, et les types de perforatrices se sont aujourd'hui multipliés, pour ainsi dire, sans limites (*). La dépense de main-d'œuvre constitue souvent, en effet, la plus grande partie des frais (*), et la force de l'homme est très mal utilisée dans le forage à la main f).

En ce qui concerne le moteur destiné à actionner l'appareil, on emploie presque universellement l'air comprimé, fourni par des compresseui^. A cet égard le perforateur Jordan mérite une mention particulière (*), car on y agit d'abord à bras pour la mise en tension de l'air, sans compresseur mécanique spécial, et celui-ci met ensuite la perforatrice en mouvement.

On a employé également, quoique sur une échelle incomparable-

(1) Annaleê, 6% XVII, 519, llasslacher ; 7% 1, 17 et 283, Pernolet; IV. 427 et 454; 8% 1, 89 et 97, Revaux. — CHM, 1875, juillet, 9, Baure ; décembre, 9, Bam*e ; 1876, juin, 5, Baure ; novembre, 1, Crozet ; 1877, novembre, 9, Chaosselle ; 1878, 203, Buisson; 1880, 105 et 177, Mai'tin ; 1882, 62, Gaillai^d.— Bu//, min,, 2% 1, 199, GbansseUe ; 238, GacaiTié ; 381 , PemoleU H, 1, Pernolet; 585, Matbet; HI, 596, Pernolct; VUI, 54, Aguillon; 873, Buisson. — Bull, Soc. denc. 1875, 605. — Hevue industrielle, 29 avril et 9 décembra 1874, 20 mai 1875. — Leê Mondes, XXXII, 537. ~ Rev, univ. d. m. et u. 1», XII, 397; XXXUl, 63; XIIVI, 29, 89, 106; IIIIX, 489; 2* série, 1, 63, 192; UI, 652, 682, 714; lY, 4â5. — The Engineer, iSlh^d.-^Engitieering, 1875, 274.— Mathet, Étude eur le grimm, uk-4* lithographie, 100. — Guénez, Btdletin de la Société de* anciens élèves des école* tTaris et métier*, septembre 1878. — llanarte, La perforation mécanique par le perforateur Ferroux, Hon», 1879; — Ponson, Supplément au Traité de V exploitation de* miiMt de houille, \, 2, 18, 55 ; — Rapport* lrime*triel* au gouvernemetU fédéral eur le percement du Saint'Gothard. -— Rziha, Tunnelbau, I, 131. — Stappf, Ueber geêteinbokrmatchinen, Stockhohn, 1859; Fahlun, 1869. — Drinker, Compoeé* explo*if* et perfo rairice* employé* pour le percement de* galerie*, in-4«, New-York.

[^1 1320000 fi-ancs pom- la mine de P»ibram (Bohème) en 1880.

(') 4 à 5 0/0 seulement, d'après M. Stappf, avec 95 0/0 de perte.

(*) Bull. min. 2*, YU!. 920.

PERFORATION MÉGAMQUG. 217

ment moindre, la force hydraulique, soit avec les petites machines à piston de BIH. Perret et Laroche-Tolay, soit avec les rotatives Taverdon. On a réalisé sous ce rapport, au percement du tunnel de l'Arlberg, des pressions de 80 à 100 atmosphères (*).

S08 — En ce qui concei*nè loutil lui-môme^ il peut être rotatif ou à percussion.

Le premia* de ces deux types est de beaucoup le moins répandu. Certaines rotatives sont à outil d*acier, comme les appareils Brandt, Drou, Jarolimek, Mac-Dcrmott, Perret, Stanek et Reska, Trantz. La créfition la plus caractéristique, sous ce rapport, a été lappareil à diamants noirs de Leschott,. qui a donné par extension naissance au procédé analogue de sondage (chap. V, g 8). Cette application a reçu une nouvelle impulsion par les perfectionnements de M. Taverdon (*)•

S09 — Perforatrices percutantes. — Les appareils percuteurs peuvent eux-mêmes opérei* de deux manières différentes, suivant que Ton y copie le travail de la barre à minés (n^* 166), ouïe double choc du forage avec le burin et la massette (n*" 167).

Ce dernier principe se trouve représenté par les perforateurs Barthelson, Gainschnigg, Schwarzkopf, Warsop, dans lesquels une masse, manœuvrée par la machine, vient frapper un fleuret dis* tinct placé dans le trou. Nous avons expliqué déjà (n^ 167) que ce double choc est nuisible. S*il a néanmoins généralement prévalu dans le travail à la main, en raison des facilités qu*il y apporte, les mêmes motifs n'existent plus, quand on dispose de toutes les ressources de la mécanique.

MO. La vraie solution est donc calquée sur l'emploi de la barre à mines, que l'on guide comme dans l'appareil Delahaye (n' 166), en la lançant tputefois, non plus par la foixe de l'homme, mais à

n AtuuiUê, 8*. I, 507.

0 Indépendamment de son procédé d'enrobage du diamant (n* 115), M. Taverdon a introduit, pour la commande de ses perforateurs, un moteur rotatif mù indifTéremment par Teau, rair, ou même la vapeur, quand on opère à ciel ouvert.

218 ÂBATAGE.

l'aide de Tair comprimé. C'est en effet sur cette donnée, inaugurée par Bartlett et rendue pratique par Sommelier, qu'ont travaillé une foule d'inventeurs ('). Un certain nombre des appareils qui ont ainsi pris naissance, ne diffèrent les uns des autres que par des nuances sans importance. Il existe pourtant quelques types vraiment distincts par leur ensemble. Mais tous, cependant, présentent encore certains traits de rapprochement, tenant à la nature du but commun auquel ils sont appropriés, et qui vont nous permettre d'esquisser dans une description générale cette matière très com<* plexe.

Le fleuret doit être animé de trois mouvements bien distincts : lo celui de frappe, ou de \a-et-vient ; 2^ sa rotation sur lui-même ; S"" la progression, destinée à suivre l'approfondissement.

*it — Mouvement alternatif. — Le mouvement de va-et-vient est produit par la distribution de l'air comprimé, que l'on envoie dans le cylindre, alternativement sur les faces postérieure et antérieure du piston-porté" fleuret. L'action doit être du reste très inégale dans les deux sens. Pour la marche en avant, il faut brutaliser la roche. Au contraire, dans le retour, il convient de ménager le fond du cylindre, s'il est susceptible d'ôtra rencontré par le piston. Cette inégalité s'obtient très simplement (fig. 151, 153, tô7) en donnant un grand diamètre à la tige. De cette manière, pour une même section du piston, recevant la pression motrice pour lancer le fleuret, celle-ci ne s'exerce plus, dans le retour, que sur une couronne de faible épaisseur.

Quant à la distribution, elle s'obtient en obturant ou démasquant, aux instants convenables, certains orifices pratiqués dans la paroi

(*) Allison, Angstroem, Azolino, Barlow, Bornes, Bartlett, Bergstroem, Braconnier, Brain, Broszmann, Burleigh, Cassât et Lepourcq, Castelain, Chodzko, Cornet et Deschamps, Crease, Ci^ozet, Darlington, Daumont, Doering, Bonkin, Dron (type percutant], Dubois et François, Dunn, Durenne, éclipse, Eachenbacher, exceUior, Ferraris, Ferreux, Fontenay, Ford, Fowle, Fi*dlilich, Gottheil, Green, Guénez, Hagans, Uarrison, Uaupt, Hawthorn, Hipp, Humboldt, Ingei*soU, Kainotomon, Kennedy dit Rohnhead, Low, Mao-Kean. Hahler, Hercicr,Meyer, national drille Kormandy, Osterkamp,/N>iDfr jum;)ey, Prince, Rand, Reynold, Riand, Kichter, Rosenki*antz, Sachs, Schmidt, Schramm, Schuraann, Séguin, Sievers, Simpson, Sommelier, SoUmann, Tacquenier et Crainton, Tigler, Turettini, Twigg, Uliathorne, Waring, Warington, Wincqz, Wood.

PERnHUTHn MSCAHIQUE.

du cylindre, et communiquant avec l'air comprimé ou i'atmosphère extérieure.

Tant que la face postérieure du piston est en rapport a^ec le réservoir d'air comprimé , elle subit la pleine pression; si l'orifice d'admission se ferme sans qu'aucun autre s'ouvre.

. on fonctionne par la détente du gaz ; si un conduit vient i mettre en communication l'avant et l'arrière du piston , on traverse une période à'équilibre ; si enfin un orifice s'ouvre vers l'extérieur , V échappement s'opère. Les deux premières phases sont motrices, la troisième prépare le retour, la dernière permet de l'eiTectuer. La première et la quatrième se retrou-

2SÛ ABATA€E.

vent nécessairement dans tout perforateur ; les deux phases intermédiaires, plus exceptionnellement.

212 — Pour réaliser ces ouvertures et fermetures, deux systèmes peuvent être mis en œuvre. Dans le premier type, représenté par le Darlington-Blanzy (fig. 151, 152), c'est le piston lui-même qui opère la distribution, en bouchant ou démasquant à propos, pendant sa course, les orifices pratiqués dans la paroi interne du cylindre.

Dans un second type, la distribution s'eflectue au moyen d'un organe distinct appelé tiroir, glissant sur une glace, d'où partent des lumières qui conduisent aux deux extrémités du cylindre. Mais, là encore, deux modes différents peuvent être employés pour la commande de ce tiroir.

Dans le premier, comme dans le perforateur Burleigh, le tiroir est relié d'une manière géométrique et nécessaire, à l'aide de certains organes solides de transmission, au mouvement du piston, comme dans les machines à vapeur. Mais cette solution est la moins recommandable ; car si, comme cela arrive à chaque instant, le fleuret se coince dans le trou de mine sans pouvoir aller jusqu'au fond, le piston, qui en est solidaire, ne peut pas non plus achever sa course, et amener le tiroir au point où il renversera le mouvement, afin de ramener le fleuret.

Pour ce motif, on préfère, dans un second type auquel appartient le Dubois-François (fig. 153, 154, 155, 156), un système très ingénieux, dans lequel le piston et le tiroir n'ont aucune connexion nécessaire et se meuvent chacun pour son propre compte. De cette manière, ce dernier peut toujoui*s effectuer normalement ses fonctions et ramener le piston , lors même que celui-ci n'aurait pu parvenir jusqu'au fond de sa course. Décrivons en détail ce dispositif.

ISIS — Le tiroir T porte deux pistons inégaux P et F. La section du premier étant la plus grande, l'air comprimé qui se trouve en permanence dans la chambre C, porte le système vers la droite, en démasquant la lumière de gauche qui admet le fluide sur la face gauche du porte-outil. Ce mouvement met en môme temps la

PEHFORATH»! IffiCAMQUE.

222 ABATAGG.

lumière de droite en communication avec l'échappement E. Pendant que le fleuret se porte en avant, Tair de la chambre C filtre à travers le petit conduit pratiqué dans le plus gi*and des deux pistons, et vient former une contre-pression en Q!. Dès lors, le piston P se trouvant en équilibre, P' subit seul Faction de l'air comprimé et ramène le tiroir à gauche. Les fonctions des lumières se trouvent interverties, et le porte-fleuret ramené en arrière.

Vers la fin de ce mouvement rétrograde, le renflement R de la tige fait basculer le levier L, qui appuie sur la soupape S, en i*efoulant le petit ressort en hélice H, destiné à la tenir appliquée contre son siège. La bouffée d'air renfermée dans C s'échappe alors brusquement, et tout se retrouve dans l'état initial.

Jdt4 — Mouvement rotatif. — Le second mouvement imprimé au fleuret doit être une rotation sur lui-même, pour les mêmes motifs que dans le sondage (n"" 82) et le forage (n"" 168), qu'il est inutile de reproduire.

Pour le réaliser, on peut, en premier lieu, comme dans l'ancien type Dubois François (fig. 453 à 156), employer une double pompe à air, dont les cylindres A, A' se trouvent respectivement en communication avec les deux faces du piston moteur. Elles agissent, par suite, alternativement pour soulever par ses extrémités un basculeur B. Un encliquelage communique d'ailleurs au fleuret ceux des mouvements qui s'effectuent dans un sens, en laissant rétrograder à vide les rotations en sens contraire.

Mais on préfère maintenant (type Guénez-Nœux) l'emploi d'une rainure hélicoïdale, pratiquée sur la tige du piston et engrenant avec une pièce en forme d'écrou, susceptible de tourner sur son axe. Le frottement est suffisamment dur pour que, lorsque rien ne s'y oppose, c*est-à-dire pendant la course en avant, les deux organes restent solidaires. L'écrou tourne alors sur lui-même, attendu que le mouvement relatif des deux pièces doit être nécessairement hélicoïdal ('). Mais» dans le retour, un pied de biche s'oppose à la rotation inverse de l'écrou. C*est) par suite, le piston qui se trouve

(') HatOii de lu Goupiliiéi'e, Traité du mécanismeê, 66.

PERFORAT^O^ MÉC4.MQIK.

oUigé de prendre eotièrement pour son compte ce mouvement relatif hélicoïdal.

Il tourne donc d'un certain angle, en même temps qu'il recule.

S16 — Mouvement progrettif. — Il reste enfin à assurer le mouvement de progression destiné à faire a?ancer le cylindre sur son affût, pour que les points morts de la course se déplacent comme le fond même du trou.

La plupart du temps, on laisse ce mouvement à la disposition du mécanicien, dont l'attention doit être en éveil pour empëcber, qu'en raison de l'avancement, les courses croissantes du piston portefleuret n'arrivent à défoncer le cylindre.

Cependant, avec le perforateur Ferroux (âg. 157), on réalise aufomaliquement cet avancement de la manière suivante. Le tube A fournit l'air comprimé ^ au cylindre Gie B, dans lequel joue un piston C à lige creuse D , solidaire avec le cylindre percutant E. Par l'intérieur de la lige D, le fluide parvient dans la boite de distribution de E, qui fonctionne dans les conditions ordinaires. La pression qui s'eierce incessamment sur la face gauche du piston C, a donc pour effet de solliciter le cylindre percutant à se porter vers la droite. Ce qui l'empéclie de céder i cette tendance est le doigt F, qui est engagé entre les dents du longeron G, dentelé en forme de crémaillàre et solidaire de B> Ce doigt est maintenu en position pa^ Iq piston H, que soulève iacessam-

iU ABATÂGË.

ment la pression de Tair admis au-dessous de lui, sans toutefois empâcher géométriquement sa descente, quand elle devient obligatoire. C*est ce qui arrivera, en efTet, lorsque, le trou s'approfondissant à un certain degré , la course du piston porte-fleuret I s'allongera assez pour que la partie tronc-conique J vienne rencontrer le heurtoir K. Celui-ci fera alors basculer le levier que porte le doigt ; ce levier tournera sur son articulation L, en refoulant le piston H. Le doigt F échappant dès lors de la crémaillère, le cylindre percutant E qu'il maintenait en position, se portera à droite, sous la pression subie par le piston C. Mais le recul instantané du porte-fleuret , qui n'a agi sur K qu'en atteignant son point mort, abandonne ce heurtoir K, et la queue, que soulève H, renclanche de suite le doigt F dans la dent suivante de la crémaillère G. Le fonctionnement normal de la percussion continue dès lors dans cette nouvelle situation, jusqu'à ce qu'une nouvelle progression de l'avancement fasse échapper une nouvelle dent.

M6 — Affût. — Le perforateur est installé sur un affût, roulant sur la voie ferrée de la galerie (Gg. i58). Un même affût porte du reste plusieurs perforatrices, que des genoux permettent d'incliner dans toutes les directions. Un assortiment de fleurets assure leur renouvellement d'une manière continue, pendant qu'on les reporte à la forge, au fur et à mesure de leur mise hors de service. Lorsque tous les trous sont forés, l'affût recule à une distance suffisante, et on le ramène après le sautage et le dépilage. On lui adjoint une tonne pleine d'eau, roulant sur les mêmes rails, dans laquelle on admettra la pression de l'air, pour alimenter des lances d'eau destinées à nettoyer l'intérieur des trous; et même parfois des pulvérisateurs, qui fournissent une pluie fine pour abattre les poussières irrespirables, quand cela devient nécessaire.

L'affût prend une autre disposition dans la perforation verticale, adaptée au fonçage des puits f ). Il se rapproche alors de la forme d'un trépied (iig. 159), ou se réduit à de simples barres arc-boutées

{*) CRM, mars 1876, i; — Bull, min,, 2% VI, 677, J. Lévy; — Rev. univ, d, m. et «., 1868,208; XXXI, 452, Chansselle; XXXVI, 116, 170; XXXVIII, U4, Leduc; — CE«/«rrticiMche Zeitung fur den Berg und Bûltenweêcn, XXV, 277, Janota.

l-KKFORATtON MËCAMfJlE. 3J5

dans les parois. Cette fixation se fait ordinaireiiieut avec des vis de serrage; cependant M. Sultzer l'a réalisée à l'aide de la pression hydraulique. On enlève l'alTât avec la machine d'extraction , lorsque le moment est venu de procéder au tirage.

«fT — Le prix I

d'un perforateur 1

Dubois - François 3

est de 1500 fr., et |

celui de l'affiU J

4000 fr., non coni- î

pris les fleurets, '%

dont le nombre 1

varie avec la du- S

retc de la roche. 1

L'appareil pèse "

220 kilogrammes, ^

outre une masse pei-'cutante de 30 kilogrammes. Il a 2", 20 de longueur, le diamèliv du piston est O-.O? et sa course maximum O-.SO.

La pression est de 4à5 atmosphères en général, le rendement utiteO.TO. La vitesse, au moment du chue.

ÀB^TÂGË.

¥ig. 159. Affût Dubois-François (perforation verticale)^

fERFOhAlION MÊCANIQLE. 22Î

atteini 5 à 6 mètres. Le fleuret fait 20 tours, et donne 150 coups par minute.

Le Ferroux frappe environ 400 coups, le Darlington-Blanzy 600, le Mac-Kean jusqu'à 1000. Les auteurs de ces vitesses vertigineuses admettent que de petits chocs, indéfiniment rapprochés, entretiennent le système moléculaiie dans un état vibratoire, plus favorable à sa désagi*égation que des coups plus forts, mais plus espacés.

HAWBUSES, TBACBVSES, EXCAVATEURS

M8 — Haveuses. — On a également cherché à remplacer par Faction de Tair comprimé le travail de Thomme dans le havage. C'est l'objet des haveuses mécaniques. Vitiis cette application est loin de se présenter dans des conditions aussi favorables que celles du forage des trous de mine. Déjà l'emploi des perforatrices réclame pour le maniement de ces engins, plus ou moins volumineux, une allure du gisement assez régulière, que l'on rencontre en général dans les houillères, quoique moins fréquemment dans les filons. Mais cette condition prend plus d'importance encore pour le havage. Pour que l'emploi de baveuses, encombrantes et massives, présente un avantage économique, il faut que la couche soit très bien réglée sur de grandes étendues. Cette circonstance se présente souvent dans les mines anglaises, mais rarement en France. Aussi les tentatives de havage mécanique faites à Anzin, à Blanzy, ne se sontelles pas propagées ('). En Angleterre même, elles sont fort loin d'avoir pris le même développement que la perforation mécanique^ bien que de très nombreux inventeurs (') se soient donné carrière dans cette matière.

{«) BuU, roin.,2-. VI, 505, Petitjean.

0 Baird ou Gai*tsherrie, yon Baliberg, Benson, Birkenshaw, Braconnier^ Can*ett ei Xarshall, Chabb, Clapp, Couvrcux, Donistliorpe, Dumas et Delahaye, Véconomiquê^ Fan*ar et Bootb, Firth, Gillot et Copley, Graflon et Ridley, Harrisson, Hurd, Jenkins, Johnson et Dixon, Jones et Lewick, Kirkley, Lechner, Locke et AVarington, Neeckle John et Riggs, Payton et Holme, Rothery, Simson, Sturgeon, Talbot et VFilson, Turley, Walker,- Winstanley.

Il y a du itistu pour cela un second motif, absolument dislincl du précédent ; c'est que la ha\euse ne sert qu'au dépitage des chantiers, opération qui se fait en grand, et pour laquelle le piqueur, placé dans des conditions plus favorables, réalise un rendement plus élevé que dans le traçage des galeries, auquel sont destinées les perforatrices. De là une moindre urgence à substituer au travail de l'homme un engin mécanique.

819 — L'outil essentiellement affecté à l'attaque du charbon est parfois une sorte Aepic oscillant, comme dans le système Jones et Lewtck. Muis une action continue est infiniment préférable. (^Ileci peut s'obtenir à l'aide de gouges rectilignes, comme dans la baveuse Canett et Marsbal), ou avec la êcie d'acier circulaire de l'appareil Winstanley, que M. Taverdon remplace par un disque mince, sur la circonférence duquel il a enrobé des diamants;

Quant à l'ensemble de l'appareil, je prendrai comme exemple, pour en donner une idée, la baveuse Winstanley (fig. 160). Elle se

Fin. tm. llivcKW Widctanlvy.

compose d'un chariot monté sur itiils, et se halant lui-même sur uu point fixe, au moyen d'une chaîne amarrée qui s'enroule sur un axe vertical du véhicule, à mouvement ralenti par des engrenages. Deux petits cylindi-es oscillants, couplés à angle droit, attaquent un arbre moteur, qui commande au moyen de roues dentées la scie horizontale placée sous le bûli. Cet organe fait de 25 à 40 tours pai-

PERTORiTION MÉC.VNfOUE.

mimitp, avoc uiip vitesse à la circonrérence qui varie de i",50 à 2",55. La puissance du moteur nécessaire pour actionner celle Iiaveuse doit être de 10 à ISclievaux.

SSO — Ces appareils, convenablement modifiés dans leur instaN lation, ont aussi été employés à pratiquer les rouillurcs verticales, comme dans le système Beernaerl et l'appareil Wallaury et Bucquet.

*!S1 — Traceugeg.'] — On a cherché, dans l'appareil Gay et la

Fig. im. Tracniiic do Blini; Icoupe Innncrsal^;.

traceuse tubtilaire de Blanzyf}, à effectuer le havage d'une manière indirecte, en perçanl des trous contigus qui empiètent légèrement les uns sur les autres, de manière à détruire la roche dans toute l'étendue d'un plan.

Dans ce dernier appareil (fig. 161 et 162), cinq burins en acier de

|<) llilher. Éliiitetur U gnioa, in.4* lirlii^aphié, 101.

1",50 de longueur et O^jOS do diamètre, munis de dents à leur extrémité, percent à la fois cinq trous, dont la profondeur peut atteindre 0",80. Ils exécutent de 100 à 150 tours par minute. On transporte ensuite cette batterie parallèlement à elle-même, d'un espace égal à la moitié de la distance des tubes d'axe en axe, de manière à attaquer de môme les entre-deux. Les outils sont actionnés par un moteur à air à trois cylindres, auquel on les relie au moyen d'un double joint de Cardan, afin que l'ensemble puisse se plier aux courbes de la voie. Cette batterie est portée sur un double bâti, permettant de lui donner toutes les inclinaisons, au moyen d'un secteur qui engrène avec une vis sans fin, mue à la main. Pour éviter réchauflement de l'acier, on forme chaque outil de deux tubes concentriques, brasés à leurs extrémités, et ne comprenant qu'un intervalle de 1 à 2 millimètres, à travers lequel on injecte de l'eau, évacuée à l'avant par de petits trous de 2 millimètres de diamètre. Ce courant nettoie le trou, en même temps qu'il rafraîchit les dents. On estime à Blanzy que les deux ouvriers qui manœuvrent l'appareil, mettraient six fois plus de temps à obtenir à la main le même résultat.

Z21^ — Excavateurs à section entière. — M. Preigne a mis en avant l'idée (*) de préparer au moyen d'un excavateur le forage d'une galerie de mines, en opérant d'un seul coup sur toute sa se^^lion, que l'on doit pour cela supposer circulaire. Son appareil était destiné à pratiquer une rainure circulaire de dix centimètres d'épaisseur, et en même temps un fort trou de mine dans le centre. L'excavateur une fois retiré à distance suffisante, l'explosion de ce fourneau central devait détruire le stross annulaire.

Ce projet ne parait pas avoir été réalisé. Mais un système analogue, de MM. Talbot et Wilson, a fonctionné en Amérique ('), composé de vingt fraises valseuses, attaquant la roche dans l'épaisseur de la rainure qu'il s'agit d'excaver.

Des appareils de cette nature présentent évidemment le défaut de

(*) Supplément au Traité de f exploitation des mines de houille^ Ponson, I, 140. (*) Voyage de F. Lambert dans l'Amérique du Nord; — Supplément de Ponsont I, i35.

ne pouvoir passer que dans le vide qu'ils ont eux-mêmes pratiqué, et, par conséquent, d'exclure absolument tout revêtement, même provisoire, sous peine de ne pouvoir reculer pendant le tirage, et de nécessiter alors un démontage et un remontage. Lors même que le terrain permettrait de se dispenser de revêtement, la machine pourrait se trouver coincée par le moindre tassement des parois.

Des défauts aussi graves doivent faire absolument condamner ce principe. Mais on y peut trouver avec intérêt le germe de l'invention des excavateurs à section pleine, par attaque directe et sans poudre, pour lesquels ces inconvénients disparaissent. En effet, l'outil ne fait plus alors qu'avancer, sans avoir jamais besoin de reculer d'une quantité importante. Le soutènement peut donc suivre au fur et à mesure. C'est ainsi que l'on opère dans la galerie préparatoire du tunnel sous-marin de la Manche. On retire alors de la rigoureuse constance du profil l'avantage de pouvoir immédiatement, dans les parties faibles ou aquifères, cercler la galerie au moyen de panneaux courbes métalliques, préparés d'avance pour son calibre.

2^3 — Déjà la perforatrice Penrice avait été proposée pour agir sur toute la section à la fois(*). Cet appareil a fonctionné en Angleterre et dans les carrières de Vaugirard. Il semble d'ailleurs avoir disparu.

La machine Taskin, qui figurait à l'Exposition universelle de 1878, doit être rapportée à ce même ordre d'idées (*).

L'excavateur Brunton f) procède à l'attaque d'un front de taille circulaire de 2", 20 de diamètre, au moyen d'un véritable guillochage eflectué par des couteaux qui sont montés sur des pignons valseurs. On a obtenu jusqu'à 0",15 d'avancement par heure de travail effectif

(«) CRM, février 1880, 48. — Bull, min., 1", XIV; — Rev. univ. d. m. et ti., 1873. 407; — Polytechn. central Blatt, Leipsick, 1809, 777; — Berg und HattenmànUche Zeitung, 1870, 28.

(•) Bev. unit. d. m. et «., 2«, VHI, 264.

('] CBM, 1879, 117; — Biver, Comptes rendus de l'Académie dee sciences, XCT, 525, 830; ~ Rey, Bulletin de la Société industrielle de Marseille, 1880. 233; — Anr univ. d. m. et ii., 2% V, 236; — Polytechn. cent. Blatt, 1868, 561 ; 1871, 809; — Berg und Hûttenmânische Zeitung, 1871, 451; — Zwick, Neuere Tunnelhauten, Leipzick, 1873, 68; — Wat45on, îiotice sur les perforatrices Brunton, Paris, 1872*

PERFORATION KfiCAMOlIF, 855

dans les calcaires de Gardannc (Bouches-du-Rhdne) , avec une force de 13 chevaux, reconnue JDSunisaDle. M. J. Dickinson- Brunton espère obtenir O^ifiO, en portant la puissance à 30 chevaux.

SS4 — L'excavateur du colonel Beaumont (') consiste essentiellement (fig. 163) en un arbre horizontal , lerminii en forme de T par une pièce présentant le diamètre de la galerie. Elle porte des ciseaux

d'entaillcment, qtii attaquent |

le front de taille suivant des 1

cercles concentriques. Les frag- f

ments tombent dans une chaîne |

à godets, qui passe sous le cha- ^

riot et vient, à l'arrière, verser les déblais dans les wagonnets.

L'arbre moteur est actionné par deux cylindres à air comprimé, mais la connexion n'est pas entièrement solide. Elle a lieu par la pression même, et permet un débrayage spontané s'il se présente un obstacle trop dur.

Quant au mouvement de progression de l'appareil Beaumont , il est très ingénieux et

(<) Compta readtu de C Académie du tàence», XCIV, IfiSO, Daubrée; 1TV7, Rioul DutbI ; — Bulletin de fAêKxialioH tieHlifiqtu de Fraaee, août 1883, SV8.

constitue une véritable reptation. Le bâti se compose de deux berceaux cylindriques, présentant la courbure de la galerie et pouvant glisser, l'un par rapport à l'autre, suivant ses génératrices. Le cylindre extérieur reposant à terre, l'outil s'avance, au fur et à mesure de la destruction de la roche, sous l'influence de la pression qu'il subit à l'arrière. Quand il a atteint la limite de son excursion, on arrête la rotation, on soulève l'appareil sur des crics, et c'est alors le berceau inférieur qui rejoint, en parcourant à son tour cette même longueur, la machine, maintenue immobile sur les crics. On repose alors celle-ci à terre en soulageant les crics, et l'on recommence une nouvelle travée.

Les cylindres ont O^.SO de diamètre et 0*",45 de course ; la pression est de deux atmosphères effectives. La manivelle fait 100 tours par minute, mais les engrenages réduisent la rotation de l'outil à un tour et demi dans le môme temps. L'excursion longitudinale du bâti est de 1",37 ; la vitesse de la chaîne à godets 0'",50par seconde. Le diamètre de la galerie est égal a 2 ",06. L'avancement dans la craie giise, que l'on traverse sous la Manche, a été au début, de 0*",60 à l'heure. On espère le porter à 1 mètre.

On remarquera l'analogie de cette transformation du forage d'un simple trou de mine à la tarière (n® 165), en un percement do galerie à section entière, avec celle qui a amené progressivement, des plus étroits sondages de recherche, au fonçage direct des puits de mines au moyen de la sonde.

RÉSULTATS ÉCONOHIODES

21K5 — La perforation mécanique présente une supériorité incontestable sur le travail à la main sous le rapport de la vitesse. A cet égard, son emploi procure toujours une accélération marquée, et la différence est d'autant plus importante que les roches sont plus dures. L'avancement, presque toujours doublé, a été parfois quadruplé. On a môme obtenu, à un certain moment, dans les travaux d'approche de Comberedonde (Gard), le rapport de vitesses 7,88.

S26 — Cet avantage réagit indirectement sur le point de vue économique d'une manière utile, en permettant de mettre plus tôt en valeur certains quartiers» pour les faire intervenir dans le jeu des bénéfices et des amortissements ('). Mais, quant à reflet exeiT.é directement sur le prix de revient, il est ordinairement en sens contraire, et à Tavantage de la main-d'œuvre ordinaire. Parfois, on se trouve aux environs de l'égalité, et même un peu audessous ; mais le plus souvent on observe des différences en plus, qui, presque toujours de moitié au moins* peuvent s élever jusqu'au triple.

Il est, d'une part, évident que si, par irréflexion, on surchargeait une exploitation, d'une consistance insuffisante, de la dépense, relativement importante, que nécessite l'établissement de l'outillage à l'air comprimé, on irait volontairement au-devant d'un échec. Ces installations sont en efiet coûteuses. Elles peuvent atteindre, suivant l'importance de la mine, 30 ou 40, et jusqu'à lUO ou 120 000 francs (*).

En outre, en écartant une telle erreur, certaines causes permanentes contribuent à un accroissement de la dépense, bien que quelques-unes d'entre elles soient sans doute susceptibles d'amélioration. La dépense de poudre est augmentée. La section nécessitée par l'installation des appareils sera souvent plus grande qu'il n'eût été sans cela nécessaire. L'ébranlement des parois, plus profond qu'avec le mode ordinaire, finit, au bout d'un certain temps, par rendre les réparations plus dispendieuses. La difficulté de l'aérage, les vapeurs nitreuses, si la ventilation est insuffisante, les poussières, le bruit assourdissant, disposent les hommes à réclamer une haute paye. L'entretien des appareils est coûteux, et nécessite ordinairement la présence permanente, dans le poste, d'un ouvrier spécial habitué à leurs avaries, et qui sera payé plus cher.

(') Burat en cite un exemple frappant (Situation des houillères de Blanzy en 1877, 82).

0 M. François l'évalue à 2000 francs par force de cheval utile (Burat, Supplément au Coure d^ exploitation des tninea, 1874, 14). M. Devillez va même jusqu'à 5500 francs, pour une transmission à 500 mètres (Travaux du percement du tunnel souê les Alpes ^ 201); et M. Pemolet à 5000 francs, pour une distance de 1000 mètres, y compris les constructions (VAir comprimé^ 505).

ÂBATA6E.

La question du mode de compression de Taîr exercera naturellement une influence importante sur le résultat économique. C'est ainsi, par exemple, que, dans un filon deVialas, le prix de revient du mètre de galerie est ressorti à 100 francs environ, chiffre remarquablement avantageux, dont rabaissement tient à la suppression de la dépense de combustible, la compression étant obtenue au moyen d'une chute d'eau ('). Si Ton supposait, inversement, des mines métalliques écartées des bassins houillcrs et du réseau des chemins de fer, dans lesquelles il fallût se procurer, par charretage, du charbon, le résultat serait diamétralement contraire.

La comparaison des deux modes sera rendue plus sensible par le tableau suivant (*). Il exprime en francs le prix de revient du mètre d'avancement. L'extrême discordance de ces chiffres n'a rien qui doive surprendre. Elle peut tenir en partie à des différences de section de la galerie, en ce qui concerne les valeurs absolues qui occupent les deux premières colonnes. Mais on peut admettre que cette influence disparait dans leur rapport, pour lequel celle de la roche reste seule en évidence.