XOTEWS B'ACTION BU MÉCANICIEN

885 — Mécanicien (Textraction. — Le mécanicien d'extraction lient entre ses mains la vie des hommes renfermés dans la cage. En dehors même de ce cas, il peut, par une fausse manœuvre, amener une avarie ou la destruction du matériel, en provoquant comme conséquence un chômage plus ou moins long, et les pertes coinmei-ciales qui en sont le résultat. On ne saurait donc apporter trop de soin à ne confier ce poste qu'à un homme dont lexpérience, le j^ang-froid, la sobriété, présentent toute garantie, et dont l'état de santé no l'expose pas à des éblouissements ou à des syncopes.

C'est une faute contre laquelle on doit se tenir en garde, d'exiger de la part des machinistes un elTort d'attention prolongé au delà de ce que comportent raisonnablement les possibilités humaines, eu lui imposant des postes trop longs. 11 est, à la vérité, difficile de ne pas mettre leur service en rapport avec les heures du fond. Il faul simplifier autant que possible leur action, et ne leur demander que des manœuvres simples et peu nombreuses, en réservant à des aides toute la part de surveillance, de graissage et de nettoyage qui peut leur être attribuée sans inconvénient. On accordera, comme stimulant, des primes pour certains intervalles de temps écoulés sans aucun accident, en même temps que des amendes seront infligées pour les diverses irrégularités dues à la négligence ou à la dislraclion.

lOC EXTRACTION.

886 — Organes de manœuvre. — La salle des machines doit être spacieuse et bien éclairée. Le mécanicien peut rester assis pendant les manœuvres ordinaires, en se tenant debout pour les opérations plus délicates.

Il saisit, de la main droite, son levier de changement de marche, et, de la main gauche, le régulateur d'admission. Il a également à sa portée le levier du frein à vapeur (N** 89i), soit en y laissant tomber sa main, soit en enfonçant une pédale avec le pied. Une pédale spéciale sert à dégager l'évite-molettes, lorsqu'il lui est arrivé déjouer automatiquement en arrêtant la cage, et qu'il s'agit de remettre les choses en ordre pour le fonctionnement normal.

Souvent, au lieu de levier de manœuvre, on emploie une roue h poignées, comme pour le gouvernail d'un navire.

Dans les machines puissantes se voient quelquefois de grands leviers, commandés par deux hommes debout qui font, pour les manœuvrer, un pas en avant ou en arrière. Seulement cette association de deux volontés, dont l'une doit rester subordonnée à l'autre, rend difficile la rigoureuse unité d'action, et ne saurait être recommandée.

On a aussi cherché la puissance nécessaire pour la manœuvre dans le changement de marche à vis. Mais ce système, excellent pour les locomotives, avec lesquelles il ne fonctionne qu'accidentellement, présente dans les moteurs d'extraction, où il est perpétuellement en action, le défaut d'engourdir le bras du mécanicien.

Les grandes machines renferment un cylindre à vapeur spécial, que le machiniste engage à l'aide d'un mécanisme présentant peu de résistance. Ce cylindre est calculé de manière à pouvoir vaincre rioertie et les frottements de la distribution.

Afm d'avoir bien en main cet auxiliaire, et de rester maître d'arrêter l'action au point voulu, en évitant que la vapeur introduite ne pousse inévitablement son piston à fond de course, il faut introduire une résistance additionnelle qui demeure soumise à la volonté de l'homme. On la trouve dans le passage de l'eau comprimée par le mécanisme auxiliaire, à travers un circuit que Ton étrangle d'une manière arbitraire avec un robinet, de manière à tenir compte dos variations de résistance occasionnées par le grais-

sage. On règle alors le système, de telle sorte que la somme de celte résistance additionnelle et de celle de la distribution soit supérieure à la puissance du cylindre auxiliaire à va|)eur9 et en paralyse Faction; tandis qu'au contraire celui-ci reprend la prépondérance, si on lui adjoint un eflbrt modéré» emprunte à la force musculaire du mécanicien*

Ajoutons encore comme couronnement de cet ensemble de moyens d action la présence» sur un certain nombre de puits, du servomoteur, qui porte à sa plus parfaite expression la subordination de la machine à la volonté du mécanicien (*).

On a enfin employé, au lieu du secours de la vapeur, celui de leau sous pression, pour gouverner la distribution des grandes machines à vapeur d'extraction. C'est le cas, par exemple, du puits Adalbert lie Pnibram, où le moteur, après avoir attaqué avec une puissance de 266 chevaux, finit la cordée sur le pied de 8 chevaux seulement (M, en raison de TiiTégularité introduite par Ténornie profondeur.

887 — Signaux. — Le mécanicien obéit aux signaux qui lui sont adressés, soit du fond, soit de la recette supérieure.

Un premier genre d'avertissement comprend les signaux qui sont échangés entre les accrochages souterrains et le machiniste, le plus souvent par Tintermédiaire des moulineurs du jour, (le sont d'abord les cris, qui s'entendent à d assez grandes profondeurs, \ov^\\e la voix se propage dans un puits de mine. Us cessent cependant d'être suffisamment distincts, lorsque la distance est supérieure à 100 mètres. Nous citerons ensuite le tube acoustique^ fréquemment employé aux États-Unis (^) sous la forme d'un tuyau de 3 à 6 centimètres de diamètre à travers lequel on peut non seulement parler, mais actionner un timbre ou un sifflet. Ces derniers sont mis en jeu en produisant une compression dans la conduite, par la manœuvre d'un piston à Textrémité opposée. On atteint

(') CRM, 1876, décembre, 7. ChansseUe. — llev. univ. d. wi., !'•, XL. 101. — Hatoii dt' la Goupilliére, Cour» de McLchuies^ II, 185.

{^' Habels. Hcpporti du jury internat ionai de V Exposition de 1878, §:roiii)C M. fiasse 50, p. 16.

?, CHH, 1803, 197.

ainsi, paraît-il, des distances de transmission de mille mètix?s.

On a proposé aussi le tube hydraulique^ renfermant une colonne d'eau dont Tincompressibilité sert à transmettre à un piston supérieur les mouvements imprimés directement à un piston inférieur. Des tringles en fer fixes, régnant du haut en bas des puits et sur lesquels on frappe un nombre de coups déterminés, ont également été employées.

Un système plus couramment usité consiste à manœuvrer la sonnerie par un petit câble métallique équilibré, qui est actionné par un levier à Taccrochage inférieur.

Il est utile de compléter l'avertissement acoustique par un signal optique, qui reste visible jusqu'à ce que les moulineurs l'aient eft'acé. On ne doit pas d'ailleurs se contenter de signaux transmis du fond au jour. Le personnel de la recette supérieure doit aussi pouvoir en adresser aux accrochages souterrains.

La signification de l'avertissement est généralement indiquée par le nombre de coups dont il se compose. Un tableau des signaux doit être affiché aux recettes.

— Depuis quelques années on a essayé l'emploi de réleotricité (*). Il faut que la transmission soit établie de manière à ne pas se détériorer rapidement dans Tair humide des travaux souterrains. Elle est souvent réalisée par des câbles à gaine de plomb.

Les appareils eux-mêmes sont alors, soit de simples sonneries, soit plutôt des cadrans installés aux diverses receltes et devant le mécanicien : ils portent sur leur circonférence une série d'inscriptions, et une aiguille centrale vient se placer en face de Tordre à exécuter lorsqu'on appuie, d'un quelconque des postes, sur le bou ton correspondant (*).

Les téléphones ont été eux-mêmes essayés en France, mais ils se

(«) CRM, 1885, 05 et 108. — Lum. élcct., XV, 500; XVI, 200. — Mémoires drs Ingénieurs civils, soplembre 1890. — BeUom, Appareil magnéto-électrique de Sarrebrûck. Annales, 8% XVII, 552.

(*) Des signaux de ce genre ont été installés par la maison Bréguet aux mines de Maries (Soubeiran. Lum. élecL, XY, 14 mars 1885), et à celles de Rochebelle (de Cas- Iclnau, Anualns, 8*, XI, Uij.

MOTEIR D'EXTRACTION. 499

sont surtout développés dans les mines américaines (*). Des appareils spéciaux doivent ôtre employés par suite de Thumidité de l'atmosphère: ils sont enveloppés complètement dons des boîtes en bois aussi herméliques que possible, et percées seulement des ouvertures indispensables.

889 — En dehors dos communications adressées au mécanicien |Kir les agents des recettes, il est nécessaire que les hommes en circulation dans les puits puissent eux-mêmes envoyer des signaux d'un |)oint quelconque de la hauteur.

La voix sufGt en certains cas pour communiquer, soit avec la iiîcette supérieure, soit avec un accrochage voisin, d'où le signal est ensuite transmis au jour par l'un des appareils précédemment indiqués. Les barres métalliques fixes, de même que les sonneries à cables, peuvent aussi être actionnées en un point quelconque du puits. Ces procédés sont loin cependant d'être exempts de danger, lorsqu'ils doivent être utilisés par des hommes placés dans une cage arrêtée. S'ils sont à la rigueur suffisants en ce qui concerne b ouvriers travaillant à effectuer les réparations du puits, ils deviennent impraticables pour ceux qui se trouvent dans une cage en marche, et qui, en cas de déraillement par exemple, auraient i\ commander l'arrêt au mécanicien.

On a essavé divers movens de résoudre cette difficulté par Temploi de l'électricité. L'usage de fils conducteurs logés à l'intérieur des câbles d'extraction, et aboutissant dans la cage à un appareil Iransmelteur, n'a pas donné jusqu'à présent de résultats satisfaisants. On a mieux réussi avec des fils métalliques nus, tendus du haut en bas du puits, à proximité de la cage. C'est la solution qui a été notamment appliquée par M. Catrice(') aux mines d'Anzin et deCrespin. Deux fils de 4 millinlètres en bronze phosphoreux, 5^uspendus dans le puits à 20 centimètres lun de l'autre, passent dans les gorges de poulies fixées sur un coté de la cage. Un manipulateur très simple, manœuvré de Tintéricur, permet d'établir

Cl BulL Soc tVenc, 4*. X, i35i.

(*) Reumaui, Bull, min,, 5-, UI, 7-i3. — Janet, Annalei, 8-, XIX. 4r)5.

un contact d'un fil à l'autre, quelle que soit la vitesse, et d'actionner ainsi un avertisseur (').

890 — Un autre genre, de signaux, qu'on ne doit jamais manquer tie mettre à la disposition du mécanicien, est constitué par des avertisseurs automatiques, mis en action, soil par le câble ou la cage, soit à l'aide d'organes dont le mouvement n'est autre que celui de t'arliie moteur, convenablement réduit à t'aide d'cngn>nages ou de vis sans fin.

Ce sont d'abord des marques tracées sur le câble, à la craie ou à la peinture blanche, indiquant d'après leur sortie du puits que fa cage approche, afin que le machiniste se rende maître du mouvement, en vue de pouvoir effectuer l'an-él dès qu'elle apparaîtra. Souvent le câble est terminé par un bout de chaîne assez long pour qu'on ait le temps, en le voyant sortir du puits, d'exécuter les manœuvres. Il est nécessaire que lit câble soit, pendant la nuit, fortement éclairé k l'aide de réilecteurs.

On joint ii ces signaux visibles, des sonnettes ou des timbres de tonalités variées (fig. OUI) qui s'imposent a l'attention du mécanicien en cas de distraction. 1,'une d'elles annonce l'approche, la seconde la sortie de la cage; une FiL- «M troisième sonne l'alarme, si l'enlevage s'engagu

inditau!,ir^d,.,irac(iuii sm- la distaucc qui sépare le clichage des molettes; une quatrième s'ajoute quelquefois aux précédentes, pour accuser l'agilalion de la suspension à ressort des molettes, indiquant une surcharge ou une mauvaise alluii>. Certains signaux sont mus par l'électricité ('). Il faut enfin placer sous les yeux du mécanicien un modèle, à

I'] Celle comiiiunkalioii permanente des lioinines pLicés dans les canes avec k uacliiiiiale csl obligaloîre en Saxe. On ï Tait usage rréqueiiuncnt de» appareils Jnn^-ltiiii$ cl Scliuli (de Siiiner, BiilL de la Sar. Vaudoiap de* Ingiaîeurt et Arehilectei, lUOS. - Jabrburh fur dat Ilerg vttd Mûtteiiweieii im Kôiiigieiche Sackien, 1890).

(") Ponson, Supplément, II, 207. — Bull, min., i-, XV, 354. — KùUer, Uhiiuck der ISergbaukundr, Ô06,

MOTEUR D'EXTRACTION. itiH

échelle réduite, de rintérieur du puits et de ses accrochages, avec deux petits index mobiles conduits d^une manière synchrone du mouvement des cages d'extraction, à Taide d'une vis qui est manœuvrée par Tarbre des bobines. On a également employé, au lieu d'une représentation rectiligne, un cadran circulaii'e, muni de deux aiguilles analogues à celles des horloges. L'une d elles, qui accomplit un peu moins d'une révolution, indique, sur un arc gradué, le nombre de rotations. La seconde, qui tourne comme l'arbre kiimi^me, sert pour apprécier les fractions de tour de sa révolution. On adjoint aussi à ces indicateurs un compteur-totaliseur qui enregistre les nombres de tours et de cordées, de manière à en fournir immédiatement le total à la fin du trait (*).

Il serait désirable qu'une certaine entente s'établit entie les diverses mines d'un même district, afin d'arriver à Tuniformisalion des signaux. 11 arrive souvent, en elTet, que les mécaniciens ou les moulineurs changent de Compagnie, sans s'éloigner cependant de la région; et leur nouvel apprentissage peut devenir une cause d'accident.

891 — Frein. — La machine d'extraction doit être munie d'un frein à poids, ou plus souvent à vapeur, assez puissant pour Tarrèier en pleine marche, même lorsque l'admission est ouverte en grand. Il est nécessaire que son action puisse être à volontt; instantanée ou progressive. Le premier mode est indispensable en cas d'accident; le second est utile non seulement au point de vue de la conservation du matériel, mais aussi lorsque Ton veut obtenir une marche lente et régulière, comme en cas de visite des guidages ou du puits.

Le type le plus fréquemment usité consiste en un cylindre spécial, d'un diamètre suffisant pour exercer l'eflort nécessaire, d'après la pression de la chaudière.

La tige du piston actionne, à Taide de bielles de renvoi, deux sabots (fig. 602 et 597) ou une bande de tôle (fig. 586 et 588),

.*) BeUom, Indicateur de vitesse système Gerhard, Aniialrx, 8', XVII, .X).'). — Appareil Simon pour le contrôle de la vitesse des a[)pareils d'extraction, Mém. de la Sor, ^ Iwg. civîU, septembre 1890.

MOTEl'R D'EXTRACTION.

bI O

<tf

(iOi, 605), dans laquelle se trouve engagé un bouton C, que Ton élève ou abaisse à laide d'une vis. En temps ordinaire, ce boulon est laissé au niveau C, C, et la coulisse prend les positions AB, si la machine est en liberté, ou A'B' pour le serrage pur et simple. Mais, si Ton veut caler le frein, on a soin, eu laissant la coulisse dans celle dernière posilioii \"W\ d\ abaisser t'ftC" le bouton qui l'em- |x'*chera de se relever, lops même que la pression de vapeur se trouverait supprimée.

\U besoin , Ton ad- Fï . «c «)4, (m. — Fixation au rr*»in.

joint à Taction du irein

1 influence de la contre- vapeur. Mais cette manœuvre, relativement rare, n est pas sans danger, et d'ailleurs elle ne saurait disi)enser de l'installation d*un frein à vapeur ordinaire.

898 — Au lieu de faire agir ce fluide pour serrer le frein. Ton produit souvent aussi le serrage à Taide d'un lourd conti'epoids. La vapeur intervient alors de manière à maintenir ce dernier soulevé pendant la marche; le frein restant normalement serré (*). On trouve à cette disposition des avantages au point de vue de la sécurilê, car les sabots s'abattent automatiquement en cas d'avarie î>unenant aux générateurs ou aux conduites de vapeur. Par contre, Wcn que Ton puisse ralentir l'échappement de la vapeur pour modérer le choc, ce système est parfois trop brutal, lorsqu'on laisse 5^'aciToilre le jeu entre les sabots et la jante sur laquelle ils agissent.

r^ autres dispositifs ont été appliqués pour rendre le serrage "idépcndant des générateurs. C'est ainsi qu'on a construit des ffeins hydrauliques, ou mus par l'air comprimé.

i'i BuU. min., ô\ V. 4X2 ; X, 60. — CRM, 1893, «W.

nu

On peut aussi dans le même but relier le cylindre à deux conduites, l'une de vapeur, la seconde d'air comprimé. Des clapets de retenue s'opposent à ce que l'un des fluides puisse pénétrer dans la tuyauterie qui amène l'autre. Si la pression de la vapeur s'abaisse, Tair comprimé actionne le frein. La première agit seule, au contraire, tant que sa tension reste supérieure à celle de l'air. Nous citerons enfin l'appareil imaginé par M. Reumaux{'), pour produire dans les freins d'action directe un serrage automatique,

en cas de rupture de la conduite d'alimentation. Le fluide moteur (air comprimé ou vapeur) amené par la conduite V gagne le cylindre de frein C (fig. 600), en soulevant un clapet de retenue R et traversant un réservoir A. En outre, par deux tuyaux T et T', branchés sur la conduite en deçà et au delà de ce réservoir, il exerce sa pression sur les deux facos d'un petit piston, qui reste normalement au bas de sa course par leflet de son poids. Si la conduite V vient à se rompre, la tension ne s'exerce plus qu'au-dessous du piston; celui-ci se soulève donc et ouvre le tiroir du frein, qui est aussitôt actionné par le fluide remplissant le réservoir A (').

Kijf. 606.

Scrratjo automatique des freins

en cas de

rupture de la conduite.

893 — M. James Paterson a établi à la houillère de Blanlvro

un appareil tenant lieu de frein, dans lequel le ralentissement est produit, non par un frottement, mais par une compression d'air ('). On y trouve cet avantage, que la mise en tension de ce fluide dans la cavité où il se trouve accumulé, constitue un réservoir d'énergie, tandis que le travail négatif effectué par le frottement est irrévocablement perdu.

C'est le cylindre à vapeur lui-même qui se transforme en une

(») C/i.V, 1888, 75. — Buil. min., 3% Hl, 378.

(*) Gnke à une légère modiiication de cet appareil, M. Reuinaux l'a utilisé pour le serrage autoinatiiiue du frein, dans les conditions que nous avons indiquées à propos des évite-inoiolles (N» 816). C'est le même organe de commande qui fonctionne, soit que la cage s'élève au-dessus de la recette, soit que la conduite vienne à se rouiprc.

(3) The Engineer, 18 février 1881, 120.

pompe de compression, au moment où le mécanicien, par la manœuvre d*un déclenchement, engage la distribution de Tair en supprimant celle de la vapeur.

Ce frein fonctionne du reste à Blantvre, moins en vue des acci- (lents, que comme un moyen normal d'équilibre pour un puits h cage unique. On diminue ainsi le calibre de ce puits, comme dans le dispositif adopté à Montrambert (N"* 877) ; on réduit de moitié rirrégularité due à Tenroulement du câble, car il n'est plus accompagné d'un déroulement en sens inverse. Les travaux du poids mort s'équilibrent encore en théorie, puisque Ton retrouve en force motrice disponible, sous la forme d'air comprimé, l'énergie développée par la pesanteur pendant la desrente de ce poids mort.

CALCXL Dr HOTEIJB

§94 — Puissance en chevaux. — Une machine d'extraction no saurait élever le minerai d'une manière continue pendant vingtquatre heures par jour. Outre un intervalle nécessaire pour l'entretien et les réparations, il faut défalquer le temps de la descente et de la sortie des hommes par le câble, ainsi que celui de l'épuisement au moyen des cages à eau, lorsque ces deux fonctions sont elTectuées par le moteur d'extraction. La durée du trait proprement dit est donc souvent réduite à 8 ou 10 heures, 12 ou li) au maximum.

Désignons par n le nombre d'heures effectivement employées chaque jour au mouvetnent du minerai, défalcation faite des temps perdus par la manœuvre des recettes. Soient également K le nombre de tonnes extraites, H la profondeur du puits, et par conséquent 1000 KH le nombre total de kilogrammètres. On peut admettre, comme rendement d'une semblable machine établie dans de

bonnes conditions, le coefficient ^« Nous devrons donc adopter

'iS

pour la valeur du travail k développer chaque jour sur le piston à vapeur :

—lOOO.KH,

ce qui correspond, comme puissance en chevaux, à ;