I0 000AA

«•'esl-à-dirc :

SOOOiV,

i V i*eprésente le volume engendré.

Finalement donc, nous poserons 1 égalité :

j/r,\., = 5 000 AV.

d*où Ton déduit pour le volume :

io) V =:r y^-y

— Dimensions du cylindre. — L'allure des cages variant avec le rayon d'enroulement, nous avons vu que leur vitesse moyenne v correspond au rayon U de la rencontre (X° 856, éq. Il), c^est-à-dire à un déroulement égal à i:R pour une course simple du piston. Si donc tv marque la vitesse moyenne de ce dernier, déduite du nombre de coups doubles et de la valeur de la course, w correspond â la longueur / parcourue pendant le même temps, et l'on a la proportion :

d'où Von déduit la valeur de la course

, TCRVJ

',^cft^

On connaîtra dès lors le diamètre d du cylindre par la relation :

V = ^/rf..

Wl-

c'est-à-dire (4)

ri =

898 — Nombre de tours. — Souvent, au lieu de donner directement la vitesse moyenne linéaire w du piston. Ton fait connaîlit^ le nombre de tours m par minute. C'est une donnée équivalente, qu'il est facile de rattacher à la précédente.

En effet, si l'arbre fait m tours par minute, ou --rrr par seconde,

le piston parcourt un même nombre de fois la double course !2/,

tnl cVst-à-dirc le chemin total -^r Or ce chemin définit précisément

la vitesse moyenne. On a donc :

tv =

d'où Ton déduit inversement :

La connaissance du nombre m de révolutions par minute et celle du nombre de chevaux déterminent le travail effectif à fournir par tour, .ou par cylindrée. Comme nous possédons de plus le volume V de chacun des cylindres, et la pression effective k de la chaudière, les formules de la théorie générale de la machine à vapeur permettront d'en déduire le degré de détente à employer, ou, si l'on veut marcher en pleine pression, Tétranglement à effectuer sur la vapeur fournie par le générateur. De cette manière, on conciliera les exigences d'ordre statique et d'ordre dynamique, auxquelles le moteur doit pouvoir satisfaire.

MOTEIR D'EXTRACTION. 211

H99 — > ÉWmenlH numériques. — Ces divers éléments doivent d'ailleurs rester renfermés entre des limites que la pratique a consacréeSt et dont il v aurait souvent inconvénient à s*écarter sensiblement. Si donc, dans rétablissement d'un projet, quelqu'un des it'suitats du calcul arrivait à les franchir d'une manière notable, il conviendrait d'en i*emanier les éléments, en modifiant par tâtonnement les arbitraires, jusqu'à ce que toutes les valeurs à la fois fussent convenablement acceptables.

La course / du piston reste comprise enti'e 1 et 2 mètres ; plus près, en général, de la limite inférieure que de Tautre. La valeur du diamètre d s'étend de 0^,50 à 1 mètre. La vitesse moyenne w du piston varie très peu, et se maintient entre !• 30 et 1",50.

La vitesse ^ascension v, très modérée pour les bennes non guidées, est alors restninte entre 1 mètre et 1",50. Elle varie ordinairement de 5 à 10 mètres pour les cages guidées, et a même été poussée jusqu'à 12 et 15 mètres. On marche couramment en Angleterre à raison de 10 mètres par seconde (*). On peut dire A'ailleurs, d'une manière générale» qu'il est plus rationnel de mener vite de petites charges que de manœuvrer lentement de lourds enlevages. On arrive, par ce moyen, à effectuer le service avec de moindres poids morts, et, comme conséquence, avec des câbles moins dispendieux et moins fatigués.

Le nombre 2N de tours reste ordinairement compris entre 15 et 30, bien qu'on l'ait poussé jusqu'à 75.

La puissance dynamique ne comporte, pour ainsi dire, pas de minimum. On l'a d'ailleurs poussée souvent à plusieurs centaines de chevaux. Il s'est même produit, sous ce rapport, des excès incroyables, dont nous avons donné ci-dessus un exemple (N® 876, note).

900 -^ Quant au tonnage, il est également des plus variables. On considère comme de petites extractions celles qui élèvent 150 â 200 tonnes par jour. On en renconti-e fréquemment de 300 à

(') A Rosebridge, la vitesse moyenne est de 15 mètres. EUe atteint, à l'instant du iDaximiun, 26 mètres par seconde. (Maurice Luuyt, Annales, 8% V, 74.)

800 tonnes. On peut citer un certain nombre d'exemples de 1 OOO à 1 200 tonnes utiles. En y comprenant Teau , les hommes, les matériaux, on a exceptionnellement réalisé des résultats de 1 500 et 1 600 tonnes, et même, paraît-il, à Newcastle, le chiffiv exorbitant de 1 750 tonnes.

Dans une juste mesure, la tendance actuelle au développement de la puissance des puits d'extraction est rationnelle, et bien en rapport avec l'emploi des tractions mécaniques. Mais il est permis de se demander si Ton n'est pas sur le point de tomber, h cetégaixl, dans une grande exagération. Les doubles services d'extraction installés sur certains puits en augmentent démesurément les dimensions horizontales. D'autre part, avec un service unique trop surmené, on arrive à des vitesses vertigineuses qui ne sont pas sans danger. Enfin la trop grande concentration sur un petit nombre do puits, d*un tonnage exagéré, augmente l'influence des chômages déterminés par les moindres accidents qui surviennent, soit dans Textraction verticale, soit dans les tractions mécaniques destinées à l'alimenter.

Je terminerai ces indications numériques par le tableau suivant (*) :

{*) Di^ssé à l'aide des documents insérés par M. Pernoict dans Tagenda-Dunod pour les mines (1882, lOGctilG).

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Fig. 6<)7.

Kxlraction pneumatique

à simple elfet

{ligure scliématiquc).

«ommai^'M-

Fijr. (Î08. — Extraction pneumntitpie à duublo elTel (fi^nire srli<^inati<pu' )

MOYEi^S MYERS D'EXTRACTION.

— La manœuvre directe comprend deux phases distinctes

Fig. 6<J0. — Extraction pmnimaliqiie Dlanchet irecette supérieure).

de raréfaction ci d'avatemenl. Il est bien évident, en elTet, que i'i> ne sera pas le premier coup de piston de la machine pneumatique qui cnlt'vera de dessus ses clichages la cage ctiargée. Cctie-ci ne pourra quitter son - point il'appui, qu'après que l'on aura extrait une quantité d'air suffisanle pour que la dépression ainsi créée dans le volume entier du tube fasse équilibre à son poids.

C'est alors seulement que commence l'ascension, c'est-à-dire la période à'avalement par la machine, de l'air restant, lequel doit céder progressivement la place pour le parcours du pislon-cagi;.

904 — Passons maintenant à la martceuvre i-étrograde. Elle se compose, comme la précédente, de deux périodes : l'imc préparatoire, pour mettre au point la pression, et l'autre, pour la descente elFcctivc.

Le système vient de parvenir k la partie supérieure. On l'a fixé avec des clichages, qui l'empêchent à la fois du monter et de descendre. Des porliîs s'ouvrent. On sort les wagons pleins.

On les remplace par des chariots vides, et l'on referme les portières. La charge se trouve ainsi allégée et ràluile au poids mort. Le frottement, de son d'itii. a changé de sens. La résullante, moins grande que la précédente, n'a plus besoin du même degré de dépression pour la tenir en équilibre, mais seulement d'une différence moindre.

HOYENS DIVERS DEXTR ACTION. ilO

U faut donc, avant tout» combler en paiiie le vide supérieur; sans quoi la cage allégée s'y précipiterait, quand on eiïacerait le clichage. C'est Fobjet de ce que nous appelons la période préparatoire. On l'obtiendra simplement en ouvrant progressivement la Soupape S^ de rentrée de Tair extérieur, de manière à relever la tension dans l'espace nuisible compris entre la cage et la machine.

La descenie s'opérera ensuite par le seul fait de l'ouverture graduée du même clapet S^, qui a la forme d'une clef tournante, et que I on règle à la main, de manière à rendre ce mouvement plus ou moins rapide. On peut môme^ à tout instant, s'en rendre maître en refermant entièrement S^. Alors, en effet, l'air extérieur ne pouvant plus rentrer, la cage ne saurait s'abaisser davantage, sans diminuer, d après la loi de Mariotte, la pression au-dessous de la valeur actuelle qui la tient en équilibre. Par conséquent, après quelques oscillations dues à l'extinction de la force vive acquise, elle restera suspendue. Le rapidité de la descente peut ainsi être considérée comme arbitraire. Quant à la vitesse de sortie de l'air vicié, elle en est une conséquence immédiate, car le mouvement de la cage le refoule au jour par le clapet S, et le tuyau d'évacuation (ii('|.

APPABEILS ]»'EXTBACTIOK OSCILLANTS

•06 — Le système pneumatique, dont nous venons de donner une idée, constitue un procédé d\'x(raction aans câble. On a également imaginé, dans le même but, des engins compliqués sur lesquels je passerai tout aussi rapidement, d'un coté parce qu'ils pré-

.*i A Épinac, ce système a été utilisé pour extraire la IioiiiUe de la profondeur de •)^^^. La longueur totale du tube li était de 605'- /20. Il avait 1"*,60 de diamètre inférieur, et était fonné de viroles en tôle do 7 à S millimèlivs d'épaisseur et de l^^^O ^ hauteur fig. 600]. Son poids atteignait 542 tonnes. La cage, à neuf étages, conloi^t un nombre égal de chariots, était comprise entre doux pistons supérieurs et un inférieur (fig. 610). En marche normale la dunt? de l'ascension était de '2 minutes ot 'iemie; celle de la descente, de 6 minutes.

sentent une grande analogie avec les rahrkunsi dont noiis nous occuperons plus loin (N* 932), et surtout parce qu'Us ont été, k ju»li> titre, complèlemenl abandonnés.

En 1849. M. Mchu a inauguré a Aniin le principe des appareils à taquels('). Que l'on se ligure à cet égard {fig. 611) une série de clichages équidistants, que j'appellerai A, disposée sur toute la hauteur du puits, de manière à pouvoir être soulevés et effacés par le chariot qui se présenle en dessous, mais à l'arrélcr. au contraire, dans son mouvement descendant. Imaginons, de même, deux pontrotlos régnant du haut en bas, d portant un système anal(^e de clichages que je désignerai par il. Cf^ longrines sont animt^ d'un mouvement vertical de va-et-vient, sous l'action d'un moteur établi à la surfKe.

Si un chariot plein repose actuellement sur le II" clichagc R, , les tiges, en montant, l'amèneront à soulever le m-1' clichage fixe A, + ,. qui retombera aussitàl apK-s son passagL'.

Les poutrelles se dérobent alors dans une oscillation descendante, mais le wagon ne peut les suivre. II se trouve immédiatement retenu sur les taqueU A, + ,. Bientôt il sera rencontré, sur son boi-d supérieur, par la face infi^ rieure des taquets B,^,. Ceux-ci bas-

(■) ÀnHalei. A-. XX, 3. — Ponton. TraiU i» [rxploilttlion det minet de houille, III, 3!7. — mu. jiHiïier ei féïncr 1874-

HiOYENS DIVERS D'EITR ACTION. tiï

ouleront par l'effet de cet obstacle, s'effaceront pour passer le long de sa face verticale, et reprendront ensuite, au-dessous, leur posi* lion horizontale. Les longrines remontant de nouveau, B«^| saisit le véhicule par-<le$sous, et le monte, jusqu'à ce qu'il rencontre de bas en haut leclichage A.^,, l'efface, et passe au-dessus, en le laissant retomber suivant rhorizontale. Lorsque le système de tiges redescend de nouveau, le wagon reste sur les taquets X^^^, et les mêmes effets se reproduisent consécutivement. La benne pleine finit ainsi par arriver à la partie supérieure.

La descente des /wagons vides s'opère dans une autre travée, à l aide d'un second système de tiges et de clicbages un peu plus compliqués. Les taquets des tiges mobiles, après avoir déposé le chariot sur des clicbages fixes s'effacent par la rencontre d'un obstacle, de manière à ne pas le reprendre en remontant ; puis ils retombent en place plus loin, afin d'aller saisir le véhicule supérieur.

906 — M. Bource a imaginé un dispositif à double effet, en employant deux couples de tiges, dont les unes montent, tandis que les autres descendent. Il n*existe plus alors de taquets fixes, et le wagon qui vient de monter avec une paire de longrines, se trouve déposé sur les taquets de l'autre, qui vient de descendre, et par suite va remonter. De cette manière, il n'y a pas de stagnation pour le chariot entre chaque manœuvre, et l'ascension est rendue deux fois plus rapide.

M. Schuitz avait disposi^, à Ronchamp, un système analogue le long d'un plan incliné, circonstance qui était de nature à en augmenter encore la complication.

M. Ehrenger(') en avait cependant amélioré le fonctionnement, en commandant tous les clicbages à Taide d'une tringle, au lieu d'en abandonner la manœuvre à leur propre poids.

M. Guibal(*) a encore proposé un système analogue, dans lequel les couples de tiges oscillantes actionnent des planchers sur lesquels repose le wagon. II passe alternativement de Tun à l'autre des deux

(') Aimale$, A\ XX, 45.

{*ï IVmoB, Traité de CexploiUiHon det minet de huuiile, III, 337.

EXTRACTIOM.

Cf.-

systèmes, en nrifioa d une inclinaison que prend spontanément le plancher, en arrivant à 1^ fia de Toscillation, et qui détermine le roulement du véhicule jusqu^à TwéIr' travée. De cette manière, le wagon plein se place, à chaque étage, sur eriiù Abs deux planchers qui est sur le point de monter. Il parvient ainsi jua^a'eii haut, tandis que, d'un autre coté, le wagon vide se trouve incessawnent sur le plancher qui va descendre, ce qui le conduit au fond.

M. IloudailleO a proposé un système analogue, dont les taquets s'effacent par un mouvement de rotation.

Disons enfm que des appareils oscillants ont fonctionné autrefois en Suède, aux mines de Polhammar(').

OCÎ — Toutes ces inventions ont mis en évidence l'ingéniosité de leurs auteurs, pour lutter contre les diflicultés d'exécution. Mais elles présentent une telle complication, dans un service où les principales préoccupations doivent être celles de la simplification, de la sécurité et de la rapidité, qu'elles ont partout disparu. L'activilo toujours croissante de rexiraclion leur créerait évidemment aujourd'hui des conditions de plus en plus défavorables.

On comprend, en efl'cl, que ces innombrables articulations sont exposées à s'encrasser parla poussière, à se rouiller sous l'influence de Teau, à perdre leur aplomb par les mouvements du terrain. Or il suffit qu'une seule d'entre elles cesse de fonctionner pour tout entraver et déterminer un arrêt plus ou moins prolongé^).

M. Taskin(*) a\ait modifié la donnée précédente, en conservant une machine à molettes et à câbles, qui dessert, dans les conditions ordinaires, un étage supérieur de profondeur A, et manœuvre en outre, à l'extrémité des câbles, deux tiges de longueur II — A, si H désigne la hauteur totale du puits. Ces longrines portent des paliers distants entre eux de la longueur A, et oscillant avec elles sur cette hauteur A, entre des recettes consécutives pratiquées dans les parois

(») Écho de$ minet, 1877, 525. — Habels (Hev. univ. d. m. y ^, XI, 115). («) Hev. univ. d. m., \'\ VI, 377.

(*) M. MaUiet a présenté la critique de ces systèmes, dans son mémoire sur les niineî' de Ronchamp [Bull, min., 2% XI, 138).

(♦) Ponson. Supplt^ment au traité dcrploitation des mine$ de houille, II, 206,

KOYESS DOERS D'EXTKACTIOS.

ilii puits, et destinées au dM-hargcment du wagon vide, pour le remplacer par un chaiîot plein, ou réciproquement.

BS¥BACTI«N ■T>BAI.'LI«l'E

••8 — La foixe hydraulique peut s'appliquer à l'extraction sous la forme d'une roue à double aubage, d'une turbine, ou d'une machine à colonne d'eau ('). lue appropriation bien entendue de it dernier moteur est représentée par ta ligure 612 (').

Celte machine, construite par Davey, fonctionne dans une mine lie plomb des environs de Richmond (Yorkshirc). Elle comprend di'Ui cylindres couplésà angle droit sur l'axe du lamliour, de 0",14 Ji' diamètre et (ffiO de course, faisant 20 tours par minute. L'en- Inage. de 2 tonnes, s'élève h raison de 0°',60 par seconde. La distribution, à double eiïel, s'opt*re à l'aide d'execnlriqucs circulaires sans avance angulaire et de tiroirs sans recouvrement. Des contrepislons équilibrent en partie la pression qui s'exerce sur les pistons

i'; Tome I. p. 77*.

''. Inttitalion of meehamUal Engineetf. aiHl tSSO. p. !53.

uleurs. pour les rendre dociles au changemenl de. maivlio. m effectue à l'aide d'une coulisse de Steplicnson. node d'extraction a fait r<^cemment l'objet d'une application isante dans le puits Kaiser Wilhelin II. à Clausthal. où l'eau minerais sortent de la mine par une galerie d'ccoulemeni, eure au niveau des travaux d'exploitation ('). On y a mis eu î en 1895 une puissante machine installée à 560 mèla's (fondeur, à hauteur de la galerie d'exhauiî Ernst-Augusl, ol it^ par de l'eau venant du jour. On élève ainsi les produits, eau de 870 mètres à celui de 560. Comme la machine l'»! : d'un tambour cylindrique avec câble mnd, et que le travail nir est par suite variable, elle se compose de trois groupes npes à double effel, dont les pistons présentent des diamélris IX. En associant diversement ces moteurs élémentaires, un rier la puissance effective pendant la durée de la cordée, jqu'il s'agit au contraire d'extraire les prwluits à partir du 1 d'une galerie d'épuisement, on peut faire usage d'um' ?e d'eau. Ce système simple et peu coûteux est appliqut> arbonnage d'Ynis Merthyr {Pays de Galles), pour relever au niveau du chemin de fer les produits d'une couche située ■i de coteau. Les deux cages portent à leur pai'tie inférieuii: isscs à eau qui sont alternativement remplies à la rcnelte du et vidées au fond. Le câble qui les réunit passe sur une molette eure. En outre un conlre-càble d'équilibre est muni d'une : de tension au bas du puits. On extrait, à chaque ascension, kilogrammes de charbon, de la profondeur de 2ô mètres: la ctiun journalière de ce puits est de i a r)00 toimes('). ; mines d'AlIevard, on utilise également le poids de l'eaii. sans en introduire dans la mine. Un wagon -ci terne, attelé au d'extraction, circule au jour sur un plan incliné. Grâce à un ne de taquets, il se remplit automatiquement en haut du plau,

itle mine rournit un «lemplc d'itisUIlntioii hydraulique iris c(im)>lèle' En iebort naclitiie d'cilraclioii, on y fait inage de riinleurs i eau pour un tompresMiir ne d]>nainD. ei une rahrkunK dont les tJKes actionnent une poinjie d'épuiwin^i'i iof. d'e»r., 5-, 1, 1587. — Zeitxlinfl JtlIS, XMII). énk civil. ÏXVI1.

MO^'ENS DIVERS D*£ITRAGnON.

et se trouve alors plus lourd que la cage chargée qu'il s'agit de faire monter dans le puits. Il se vide de même au bas de sa course, et devient ainsi plus léger que la cage vide. Un frein permet de

régler le mouvement.

EXTRACTION PAS LES HOTBlIBS ANIfllÉS

•09 — Treuil à bras. — Le treuil à bras, toujours cylindrique, est employé pour des extractions peu importantes, ou pour effectuer le commencement d'un fonçage. On dispose alors.

Fig. 613 et 61i. — Treuil à bras (élévations latérale et antérieure).

sur Torifice du puits (fig. 615, 614), un plancher qui en ferme un segment, et sur lequel on opère les manœuvres. Par-dessous, un galandage disposé suivant un plan incliné facilite la sortie des bennes.

Le caractèi-e intermittent de l'opération est favorable au développement de la force de l'homme, en raison des intervalles de repos qu'il lui procure. On peut ainsi porter jusqu'à 12 kilogrammes Teffort exercé sur la manivelle, lequel ne doit pas cependant.

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