APPLICATION DES MOYENS MÉCANIQUES A L'ABATTAGE

tuyau creux, expulse les détritus formés, tient la roche toujours bien décapée, et empêche réchauffement de l'outil.

La figure 155 représente l'ensemble de l'appareil et le détail de la bague, qui s'assemble par un joint à baïonnette à l'extrémité du cylindre creux.

Le système comporte, comme l'appareil Lisbet, un bâti, le long duquel se meut un chariot, pouvant recevoir diverses inclinaisons; un système assez complexe de roues mues par une manivelle, communique, à la tige, un mouvement rapide de rotation autour de son axe, et en même temps un mouvement lent de progression le long de cet axe. Ce dernier mouvement peut être modifié selon la dureté du rocher, au moyen de divers jeux d'engrenages de rechange.

L'appareil Leschot, contrairement à l'appareil Lisbet, est particulièrement approprié au traitement des roches très-dures, qui émousseraient rapidement tous les tranchants d'acier, et qui sont presque sans action sur les arêtes de diamant. Néanmoins le prix de ces diamants s'est de suite beaucoup élevé, dès que cette matière, très* peu abondante dans la nature, a eu ce nouveau débouché, et il y aura là probablement un obstacle sérieux, peut-être insurmontable, à l'extension de cet appareil, d'ï|^lleurs très-satisfaisant en principe, et dont les détails d'exécution ont été très-bien étudiés par un habile constructeur, M. Pihet.

(IBf ). Un autre appareil, sur lequel l'homme agit encore, à l'aide d'une manivelle, est la baveuse de M. 6ay, représentée figure 156. Elle fonctionne comme une espèce de fraise, maintenue appuyée contre une paroi de l'entaille au moyen d'un contre-poids convenable, et elle prend, en même temps qu'elle tourne, un mouvement longitudinal. On forme ainsi l'entaille, en l'élargissant successivement par une série de passes de l'outil. Cet appareil, qui n'a pas encore été employé couramment, semble assez bien approprié à l'exécution d'entailles dans des roches assez tendres, telles que des marnes, certains minerais de fer, etc.

(15S) . Les dispositifs de la seconde classe ont été proposés par M. Delahaye et par M. Berreins.

M. Delahayc applique son système soit au travail du piqueur^ soit à celui du mineur au rocher.

Il a cherché à combiner les avantages d'une situation plus commode pour l'ouvrier^ d^n guidage complet, de la pointe de l'outil, d'une augmentation de la masse choquante, permettant d'en réduire la >îtcssç et d'une liajson directe de la masse choquante avec la pointe de l'outil, évitant la perte de force vive qui résulte de l'emploi delà masette (voir n® 120).

Toutes CCS idées semblent parfaitement rationnelles.

La figure 137 représente l'appareil destiné à faire des trous de mine, ou des entailles, dans une position rapprochée de Thorizontale. Il se compose de deux cadres, qu on peut alloinger et assujettir, à peu prés comme le cadre des appareils Lisbet ou Leschot. Ces cadres portent deux glissières, dont on règle la position au moyen de petits treuils placés au haut du cadre et munis de dents à rochet. Ces glissières reçoivent les extrémités d'un guide fixe en bois^ terminé, d'un côté, par une tige de fer simplement posée sur les galels du cadre d'arrière et, de l'autre côté, par une petite tête de bielle liée à la glissière du cadre d'avant.

Le long du guide en bois^ peut se mouvoir un chariot porte-outil, forn^é.dc deux flasques eti fonte enlretoisées par des boulons. Ces flasques sont munies chacune de trois trous qul^e correspondent et qui servent à fixer l'outil, ceux du bas pour faire la sous-cave, ceux qui sont sur les côtés pour faire, l'une la rouillure de droite et* l'autre la rouillure de gauche.

On imprime au chariot un mouvement de va-et-vieot qui fait agir l'outil par percussion. Un arrêt élastique limite le mouvement de recul du chariot, de manière à préparer le retour en avant sans une dépense inutile de fbrce de la part de l'ouvrier. Lorsqu'il s'agit, non d'une entaille, mais d'un coup de mine, l'assemblage de Toutil avec le chariot doit permettre la rotation de cet outil, et cette rotation est donnée, versvia fin de la course rétrograde, à l'aide d'une étoile^ suivant un artifice bien.conpu dans une multitude de machi* ues-outils.

S'il s -agissait de trous 4e mine à forer dans une direction rapproehée de la verticale, les cadres seraient supprimés et le guide de-

APPLICATION DES NOYEPrS yÈCAniQUES A L'ABATTAGE. St3

vrait être à longueur variable. Il serait direclement fixé contre le toit et le mur par une vis butante; le battage se ferait en élevant d'abord le chariot h Taide d'une manivelle, puis le laissant redescendre en déclanchant la manivelle à l'aide d'un verrou disposé commç celui qui fixe la position du levier de changement de marche dans une locomotive.

On voit que Ton fonctionnerait ainsi à peu près dans les coudi* tiens du battage des pieux à l'aide d'une sonnette à déclic.

L'appareil de M. Berreins, qui a figuré en grandeur d'exécution à l'cKposition universelle de 1867, mais qui ne semble pas avoir été employé, avait pour objet, non-seulement de mieux utiliser /a /brcd de Phammey comme le précédent, mais encore de permettre d'utiliser, à un avancement ayant les dimensions restreintes ordinaires, la force d'un assez grand nombre d'hommes ^ et par conséquent d'accélérer doublement le travail. Il se composait d une grande cloche en tôle, terminée par une couronne, sur la circonférence de laquelle étaient distribués des trépans en acier.

' C'était, sauf l'échelle, une disposition analogue à la couronne de diamants noirs de M. Leschot. Mais l'appareil était destiné à agir par percussion, et non par rodage. Cette cloche était munie d'une longue queiA portée sur des rouleaux disposés dans l'axe de la galerie, et des hommes, placés dans la même position que des vaineurs, agissaient par des mouvements de va-et-vient sur des bras implantés perpendiculairement sur la queue. . ^ On faisait ainsi une entaille circulaire, à la suite de laquelle l'explosion d'un gros trou de mine centml, ou une action énergique dé pesée exercée dans la rainure avec dés coins, pouvait détatjher le cylindre de rocher ne tenant plus que par la base.

Il eût' été, sans doute, faéile de éompléter cet appareil, par une disposition lui imprimant un léger^ mouvement de rotation après chaque coup, 'et en l'armant d'un trépan â l'aide duquel on aurait exécuté le trou - central,' en même, tenips que lentaille circulaire. ' ' ' '

Ce qu'on doit suiiout; retenir de l'appareil décrit, c'est lidéo d'appliquer sur un même points où d'ordinaire l'espace ne permet pas de faire travailler. plus de deux ou trois, mineurs, la force d'un

nombre éThommes beaucoup plus grand; cela peut, dans un casur» gent^ avoir un grand intérêt.

On voit que les appareils Delahaye et Berreins reviennent, en définitive, à appliquer la force de Thomme, non à de petites masses auxquelles on donne une grande vitesse^ mais à des masses impor" tantes^ à des espèces de béliers, dont on met la force d^inertie en jeu, sans leur imprimer une grande vitesse et sans avoir à se préoccuper de leur poids.

(153) Les moyens d'améliorer remploi de la force de l'homme n'ont encore paru qu'une solution incomplète de la question économique proposée, et l'on a cherché à y substituer celle d'un autre moteur.

La question ainsi posée est sans doute importante, comme nous l'avons dit plus haut ; mais il convient cependant d'apprécié la limite de cette importance, et il ne faudrait pas conclure des valeurs comparées des kilogrammètreSj produits, d'un côté, par la force de l'homme, de l'autre, par un autre moteur quelconque, à une économie comparable dans le travail de l'abattage. C'est seulement, comme on Ta déjà remarqué, au travail des erUaUles^ ou du forage. que le moteur mécanique peut être appliqué, et il f^t bien toujours l'intervention directe de l'homme, non-seulement pour mettre la machine en chantier et pour en surveiller la marche, mais encore pour faire tous les travaux accessoires qui incombent au mineur dans le cours de la journée, travaux qui absorbait souvent plus de la moitié de son temps.

C'est donc moins l'économie d'argent que l'ëconamie de temps^ ou, ce qui est la même chose, V augmentation dans le travail produit journellement par un nombre donné d'hommes^ qui doit être considérée comme la principale conséquence de l'emploi d'une force motrice autre que celle de l'homme. Cette économie de temps résulte de ce que l'on peut, comme dans le système Berreins, et même dans une mesure beaucoup plus large, accumuler à l'avancement une force équivalente à eelle d'un grand nombre d'hommes.

(154) En principe, en considérant les choses au point de vue

APPLrCATION DES MOYENS HÉCAmQrES A L'ABATTAGE. 21^

purement mécanique, on comprend que Ton puisse appliquer un moteur quelconque {Cours de mécanique^ n^ 34). Mds le travail moteur à développer dans une mine comporte des sujétions particulières, à cause du très-petit emplacement dont on dispose le plus uouvent, et à cause de la difficulté de Taérage, qui exclut en général les circonstances qui seraient de nature à porter l'air à une haute température, ou à le vicier par la soustraction de Toxygène, ou enfin à nécessiter la présence de foyers à Tintérieur de la mine. En d'autres termes, la vapeur deau, comme agent direct de production de la force au chantier, doit être proscrite en général, saut les cas particuliers où l'absence complète du grisou, ou bien la facilité de dégagement de la vapeur ou des produits de la combustion permettraient d'en agir autrement.

C'est dans ces dernières conditions qu'on a employé en Angleterre et qu'on emploie encore aujourd'hui, sur une assez grande échelle, les machines à vapeur à Tintérieur des mines, soit que les chaudières soient placées elles-mêmes à Tintérieur, au voisinage des foyers d'aérage, avec les précautions voulues pour en éloigner les courants d'air chargés de grisou, soit qu'on les installe au jour, et qu'on conduise la vapeur à l'intérieur au moyen de longues lignes de tuyaux. Mais ces machines sont placées à demeure^ dans des pointi déterminés^ où toutes les dispositions sopt prises pour évacuer, sans inconvénient pour la ventilation, la vapeur d'échappement.

Pour les mackmea mobiles^ qui doivent pouvoir fonctionner aux divers chantiera et se déplacer au fur et à mesure de l'avancement, on emploiera soit une force hydraulique, soit l'air comprimé. Par les motifs indiqués au Cours de tnachines (n^ 392 à 397), on peut reconnaître que la combinaison préférable, au point de vue mécanique, sera habituellement l'emploi de l'air comprimé. La compression de l'air se fera au jour, par un moteur quelconque, et l'air comprimé sera réparti, par une canalisation appropriée, sur les divers points d'emploi.

La perte de charge résultant de la longueur de cette canalisation sera moindre qu'avec de la vapeur, à cause du refroidissement auquel celle-ci est exposée, et qu'avec Teau, à cause des moindres

S16 COURS D'EiriiOITATrON DES MINES.

frottements. De plus, remploi de lair contribuera à aérer, et, en même temps, à rafraîchir le chantier.

Le seul inconvénient, et il est assez sérieux, sera de nécessiter une machine spéciale pour la compression de cet air, tandis qu'en prenant reatr à la surface, la -même maelUne d* épuisement, établie pour Vexhaure de la mine, élèvera en mâme tmips, et pour ainsi dire par-desBtis le marehé, la petite quantité d'eau qui devra redescendre en pression pour faire marcher les appareils mécaniques installés aux chantiers d'abatlage.

On pourrait encore, il est vrai, ainsi qu'on' Ta fait quelquefois, donner comme seffvice accessoire le fonctionhenient d'un compres* seur à une machine ayant une autre desHnation pfmdpale^ telle que l'épuisement, l'extraction, ou même la ventilation d'une mine; mais' éette superposition, en quelque sorte, dé deux fonctions qui peuvent avoir des exigences difTérentes quant aux heures d'emptoit aux variations de vitesse, etc., etc., n'est pas sans inconvénient.

On se bornera* le jplus souvent à emprunter- la vapeur aux chaudières de la machine principale, maïs à l'utiliser sur un récepteur spécial à l'appareil de compression.

' 4}u41 s'agisse d'ailleurs d'air comprimé ou d'eau, les récepteurs pourront recevoir la • mêlne disposition générale, semblable, sauf en ce qui concerne les détails de la distribution dans le cas de l'eau, à la disposition 'qu'on aui*ait adoptée pour la> vapeur {Cours de machines, n- 279 et 397).

L'air oohiprimé est ainsi bien indiqué,* tomme on. le voit parce qvt précèdes 'dans son emploi aux moyens mécaniques d'abattage, n l'est également, comme on-le verra plus loin, pour d'autres usages, à Finléiieur des rtiinesi '. • • " " '

On doit donc 'penser qu'il jouera à Favenir m râle important dans ^ les travaux des -mines, non comme ^n'm4teu^ proprement dit fourni par la nature, mais comme un mvydit commode de transmis" «ion entre un. récepteur placé au jour el'actiomié par un moteur unique, et un nombre quelconque d'opérateurs de toute espèce, v^aarlis sur les dv/ers^ points et Vintéri^r^ d^une mine en*^xploi- (atidn. .

> Quant àaoéuX' te ces opérateurs qui < 'seront- affeetés au tmvail de

ÀPPIICATIO!! DES MOYBNS MÉCANIQUES A L'ABBATAGE. Sil

l'abattage, oa doit les distinguer eo haveusçs servant à faire les entailles et les sous* caves* ^t&i perforaifiees servant à faire les coups de mines.

(tS5) Les baveuses ont toutes une origîae anglaise. C'est, en eflet, en Angleterre que la nature des couches, de houille se prête le mieus: a leur emploi. C'est aussi le pays où la production se développe le plus, et où l'exploitant a le plus à souffrir de la rareté des ouvriers^ et de leurs exigences croissantes, qui portent, à la fois, sur la diminution des heures de tiTPvail e\ sur l'j^ugpMtnt^tiQP du salaire journalier.

En avaiiçaot lelong d'une grande taille, quverte dans une couche suffisamment puissante et dont le toit est assez bon pour qu'il n'y ait pas besoin de poser les boisages à front de taille, une baveuse fait rapidement le travail de sous-cave, qui demanderait peutàtreiunitnoupk d'heures^ iqj43lquefois,la'mcÂtié de leur journé?^ à chacun des ouvrions distribués le long de 1^ taille. C'est autant de gàffBié pour remploi de leur temps aux travaux accessoires que comporte le chantier, et la production individuelle de l'ouvrier^ ainsi que celle du chantier, s'en trouve accrue.

Deux systèmes de baveuses semblent, jusqu'à ces dernières années, avoir obtenu la préférence, celui de Carrett et Marshal et oehii'deJonesetLevick. ... ,

Dans le premier, qui est actionné par une chute d'eau agissant sur un piston, la sous-cave se produit à l'aide de plusieurs gouges en retraitc| les unes sur les autres, qui élargissent successiveanent Tentaille en enlevant, paur ainsi dire,, des séries de copef^uçs contigus. L'appareil est porté par un chariot mobile sur un .pçtit chemin de fer qui longale front d^ .taille et doit être ripé, après chaque poste d'abattage, d^une. quantité ég^lei l'avancement obtenu. La force de réaction du rocher contre la gouge q^ui reotame, tendrait & déverser le chariot hors de la voie ; mais, au même moment où la gouge va £)nctionner, un deu;(ième piston, mû égalen^ent par l'eau en près* sion, soulève un butoir, ou béquille, qui vient presser contre le toit etarc-bouter ainsilecbaxioitv i .'. .r ..

L'appareil est entièrement auton^atiquo, r^n- ce sens que, non-

218 COURS D'BIPLOITATIOB DKS MIKES.

seulement il produit l'enfoncement de la gouge et rarc-boutement du chariot, mais encore il se haie sur ses rails, d'une petite quantité à chaque mouvement de recul du porte-outil et du butoir, après que le porte-outil a exécuté une course entière. Cette combinaison mécanique, bien qu'un peu complexe, à cause de la multiplicité des fonctions qu'on lui demande, est, en principe, assez satisfaisante. La baveuse dont il s'agit est représentée tîg. 138 en plan et en élévation.

La machine de Jones and Levick est plus proprement une baveuse, en ce sens que l'outil exécute un véritable travail de havage, tout à fait analogue à celui du pic ou de la rivelaine.

L'appareil, porté sur un chariot mobile le long de la taille, est mû par l'air comprimé, et le chariot se déplace à la main de l'ouvrier qui conduit la machine.

Le piston mû par l'air comprimé fait agir, à l'aide d'un système de leviers, un gros pic qui peut s'orienter à volonté, et se mouvoir tantôt dans un plan parallèle à la couche pour faire la sous^cave, tantôt dans un plan perpendiculaire pour faire l'entaille.

Le mouvement de la machine n'est autamiUique qu'en ce qui con* cerne le mouvement tant direct que rétrograde du pic.

Un artifice particulier fait jouer la distribution, même quand le pic, et par conséquent le piston, n'arrive pas à fond de course. A cet effet, la tige du piston est creuse, et porte un curseur qui participe au mouvement d'entraînement du piston, et qui continue et achève sa course en vertu de la vitesse acquise, si le pic vient à être arrêté prématurément par une trop grande résistance de la roche; par exemple, lorsqu'on veut trop mordre à la fois» ou bien que la pointe du pic rencontre dans le havrit quelque rognon dur de pyrite ou de fer carbonate.

C'est la machine de Jones and Levick qui^ dans ces derniers temps, a été essayée sans succès à Anzin, par des motifs dérivant de l'allure des couches plutôt qu'inhérente à l'appareil lui-même.

L'appareil de MM. Jones et Levick est représenté, figure 139, en élévation et en coupe ; la coupe représente l'artifice dont il vient^ d'être parlé.

Les deux appareils ci-dessus, qui figuraient Tua et l'autre à rEz«position universelle de 1867; ont appelé ^attention des inventeurs,

APPLICATION DBS MOYENS MÉCANIQUES A L'ABATTAGE. Si9

et depuis lors de nombreux appareils se sont produits en Angleterre, notamment ceux de MM. W. Baird et O, W. Benson, Kirkley Birkenshaw, Simson, et enfin celui de MM, Winstanley et Barker, qui semble, en ce moment, obtenir la préférence.

(156). On a trouvé généralement que l'emploi de l'air comprimé était plus commode que celui de l'eau pratiqué par MM. Carrett et Marshal, et que l'emploi d'un outil à chocs, comme celui de MM. Jones et Levick, n'était pas sans inconvénient, au point de vue de la conservation en bon état de Tappareil.

La tendance semble donc être, et avec raison, selon moi, à l'emploi exclusif de l'air comprimé comme moteur, et à l'emploi d'outils fonctionnant, non comme une gouge à mouvement lent exigeant un très-grand effort, ni comme un pic avec les inconvénients inhérents aux chocs, mab plutôt comme des espèces de scies, soit scies circulaires, soit scies à ruban. Cette idée de l'emploi de la scie n'est d'ailleurs pas nouvelle , car un modèle de baveuse à scie circulaire, mue à bras, existait déjà à la première Exposition universelle de Londres, en 1851.

Les outils nouveaux sont distribués en séries, soit à la circonférence d'une roue, soit sur les maillons d'une chaîne sans fin, et se meuvent avec une grande vitesse, en ouvrant progressivement des entailles qui prennent jusqu'à 7 à 8 centimètres de hauteur, et peuvent atteindre jusqu'à 0"',85 à 1 mètre de profondeur.

Tel est le système qu'on essaye, en ce moment même, aux mines de Blanzy.

Dans le plus grand noinbre de ces appareils, ou du moins dans ceux dont l'usage se répand le plus^ on a renoncé volontairement, et avec raison, à une automatisation complète, qui les compliquerait notablement. L'air comprima ne sert alors qu'à mouvoir l'outil qui fait la sous-cave, et la progression le long de la taille se fait au moyen d'un treuil mû à bras. Ce système semble préférable pour un appareil qui doit être simple et facile à mettre en chantier, et qui est appelé à circuler sur une voie dont la pose ne peut être très-soi« gnée, puisque cette voie se déplace tous les jours.

D'après des renseignemenls récemment publiés par M. BrQll,

une havèùse de Winstanley et Barker, mue par deux petites macliines conjuguées à aî^ comprimé ' marchant à 80 tours par minute, et consommant par tour 18 litres d'aïr à 3 atmosphères de pression effective, ou 1 ,440 litres par mihute, fait, en 8 à 10 heures de travail, dans un charbon très-dur où le travail à la main est considéré comme difficile, une sous-cave de 75 millimètres de liauteur et' de 0'°,85 de profondeur, sur un front de taille de 120 yards^ ou de 109 mètres dé largeur.

^ Elle occupe'3 hommes ôt fait le travail de 20 à 25 bons ouvriers haveurs. 11 y a donc une économie importante de main-d'œuvre; eÏÏ mêine tempà, on peut; avec un développement donné des chafntiers. réaliser une augmentation de la production journalière.

' Un autre avantage secondaire, mais cependant d'une certaine valeur, surtout pour les couches minces, est la diminution dans la proportion de menu, par suite de la moindre hauteur donnée au h'avage.

En négligeant Tinfluence de la détente assez faible avec laquelle on fait agir l'air comprimé, une dépense tle 1,440 litres d'air par minute, à une pression effective de 3 atmosphères, correspond à un travail de '

144^ X 1^ X 3 X 10334 S 44643 kilogrampiétres

OU de

' ' ' ' TT- 57.= iO chevaux envih)tt. •

7o X bO

Lu force serait moindre avec de la houille |[)kis tendre, permettant de diminuer soit la pression de Tair, soit le volume dépensé daris un temps donné.

(167) Si l'on veut avoir une idée de Y augmentation à espérer sur ïà production journalière^ avec un personnel doméf on pourra supj^oser que le travail de la sous-c'ave'corréispondè à une ceilaine fraction de la journée du piqùeur, cette fraction tendant à s'approcher de l'unité quand les charl)ons sont faciles à abattre et le toit solide, et que les piqueul's né remblayent pas, pouvant descendreà 1/2 et même

APPLICATION DES MOYENS MtCANIQUES A L'ABATTAGE. S2i

au-dessous lorsque les piqueurs, outre renlaillement et la tombée, ont beaucoup de travaux accessoires, pour bouter et charger le charbon, pour boiser la taHle, remblayer, etc.

Supposons que le piquage se faisant tout entier à la m^int^ili^oiin^ emploie n piqueurs, et m ouvriers de toutes les autres catégories, et qu'elle produise T tonnes par jour. •

Avec la baveuse mécanique, employée à tous les chantiers, ces nombres deviendront respectivement n', m' et T', et la question est

de déterminer la quantité ^^^^ôûl'iiigricieiïlatïonTèrà

duclion journalière.

On a les relations suivantes :

En premier lieu fîH-n=m'-hn' puisque le personnel est, par hypothèse, invariable ;

En second lieu — = =s-' si l'on suppose, ce qui est à peu prè^ vrai,

que l'ensemble des divers services autres que le piquage absorbe un personnel proportionnel à la production ; ,^ . ., ;>

Enfin,

relation exprimant que la production du piqueur est augmentée dans la proportion de 1 — a à l'unité, dès que la fraction a de son temps cesse d'être employée au havage.

D'autre part, appelons p le nombre d'hommes employés dans la mine, pour un piqueur travaillant dans les conditions ordinaires, i! ce que devient ce nombre quand on emploie la baveuse mécanique, on aura d'abord la relation :