PARACHUTES. Ô

Le crochot emplojé à Blanzy est plus mécanique, mais repose exactement sur le même principe et sur un dispositif analogue.

Le crochet se compose de deux pièces représentées par les figures 2 et 3 de la planche XVllI. La petite pièce est mobile autour d'un axe horizontal porté par la pièce principale; une fois en place, le crochet est fermé et cette fermeture est maintenue par deux ressorts en caoutchouc vulcanisé.

Pour faire ouvrir ce crochet au moment convenable, une traverse inférieure est disposée de manière à rencontrer un heurtoir fixé sur la charpente au-dessous des molettes ; cette traverse agit sur les ressorts en caoutchouc et le crochet est ouvert aussitôt ; à ce moment le câble est détaché et le parachute maintient la cage suspendue.

Cette disposition par laquelle le crochet de sûreté et le parachute se trouvent réunis constitue un ensemble qui a rendu les plus grands services aux mines de Blanzy, en évitant les accidents et permettant de descendre et de monter les ouvriers mineurs sans aucun danger.

En effet, tous ces appareils de guidage, parachutes et crochets (le sûreté n'ont pas seulement pour but de préserver le matériel, ils permettent la circulation dans les puits par le moteur, et ils épargnent ainsi aux ouvriers une fatigue inutile qui dans les mines profondes finissait par réagir d'une manière fâcheuse sur leur travail et sur leur santé.

La circulation mécanique des ouvriers dans les puits est à Ta fois commandée par l'humanité et par l'intérêt bien entendu de l'exploitation, elle exige non-seulement la réunion de tous les appareils préventifs contre les accidents, mais encore une trèsgrande vitesse dans le mouvement des cages.

Supposons un puits de 4'JO mètres de profondeur, HOO ouvriers sont nécessaires à son exploitation, et ces ouvriers doivent être réunis dans les chantiers le plus promptement possible, car ils sont presque tous solidaires les uns des autres et toutes les parties du travail doivent marcher, simultanément, ainsi qu'on

Ta VU par lexposé des mélhodes d'exploitation. A 3 mètres de vitesse par seconde, le trajet du puits exigera 2 minutes, et y vompris le temps d'arrêt 2 ^ ; en une heure on pourra donc 4>xécuter au maximum 20 voyages qui, à 10 ouvriers ehaam, auront porté 200 ouvriers au fond ; en une heure et demie les 501) ouvriers seront descendus. 11 m fondra autant pour les remonter, c^est donc 3 heures par jour qui se trouveront employées à ce travail.

On voit d'après ce calcul que la vitesse de*3 mètres par seconde est une nécessité, car le temps consacré à la circulation <les ouvriers est encore très-long, malgré cette vitesse. Si en effet la machine d'extraction est supposée marcher 11 heures par jour, il n'en restera que 8 pour extraire le produit en rocher e en charbon, abattu et roulé par les 300 ouvriers qui ont été descendus.

Les câbles sont un des éléments essentiels d'une extraction ; le dioix des plus solides et des plus durables est d^autant plus important que les puits sont plus profonds. Le poids du câble développé s'ajoute en effet à celui des bennes ou cages à enlever et augmente d'autant les chances de rupture.

On emploie des câbles en chanvre, en aloès et en fil de fer ; €es câbles sont ronds ou plats. Quelquefois on emploie des chaînes en fer.

Les câbles ronds en chanvre ou en aloès ne convienneat qu'aux faibles extractions qui ont lieu par treuils ou manèges. Lorsqu'en €ffet ces câbles doivent atteindre de grands diamètres, de 7 ii 8 centimètres par exemple, dimensions nécessaires pour enlever des poids considérables à de grandes profondeurs, ce grand -diamètre devient une cause de destruction très-rapide. Lorsque le câble s'enroule sur les molettes et sur les tambours, le grand ^liamètre détermine la rupturç progressive des fils, parce qu'à

l'état d'enroulement la circonférence de la portion extérieure du câble est sensiblement plus grande que celle de la partie qui est en contact avec la surface du tambour. Il en résulte que les fils extérieurs se brisent et s'affaiblissent, et que le câble ne dure pas.

On préfère en conséquence des câWes plats dès que les exploitations dépassent 100 mètres de profondeur.

Ces câbles plats sont formés par l'assemblage de 4, 5 ou 6 câbles ronds, laminés et cousus ensemble. Ces câbles ronds sont ce qu'on appelle les aussières du câble plat; ils sont en général

!:iî

au nombre de six solidement cousus ensemble par une couture transversale ; ils sont placés de telle sorte que les torons se trouvent en sens inverse, ainsi que l'indique la figure 142.

Les câbles plats ont évidemment l'avantage de se briser beaucoup moins que les câbles ronds de force correspondante, par l'effet de l'enroulement. Leur emploi présente encore celui de permettre un enroulement sur bobines et par superposition, de telle sorte que le diamètre obtenu par cette superposition augmente à mesure que l'enroulement continue. Cette augmentation du diamètre d'enroulement est par chaque tour de bobine de deux fois l'épaisseur du câble, circonstance favorable pour le moteur.

Les câbles employés dans les mines pèsent de 4 à 7 kilogrammes le mètre courant, suivant leurs dimensions qui, pour enlever un poids donné, augmentent en raison de la profondeur des puits. Il faut en effet que le câble, outre la charge de la benn de la cage à enlever, soutienne encore son propre poids.

Un câble de 500 mètres pèsera environ 3500 kilog.; et la charge qu'il a à enlever ne dépasse pas en général 3000 kilogrammes. Les parties du câble les plus rapprochées de la cage ont par conséquent à supporter un effort beaucoup moins considérable que celles qui sont les plus rapprochées des bobines.

Fi-. IH. Câbles plnlP.

l'roliiDj^éR nii-dessoiiE de. la cliape, la li<rc A passe au milieu d'une travci-HL! à coulisse G G dont le plan est reprôsenlé audessous de la coujie verticale fig. 139. Celle traverse a pour but, d'abord de guider et maintenir les hras du paracbute dans un plan verlîcal pnssaiit par les axes des guides, et en second lieu d'^ servir d'appiù à un ressort en acier, toge dans une boUe à i-oulisse J et maintenu par un éi'rou L, fixé à la partie iiirérieure de la lige A .

Les cages sont suspendues à une forte traverse en fer B, dans laquelli^ passe la tige A du parachute. Cette traverse est terminée à .«es deux exlréniilés par des glissières ou coulisses

qui embrassent les deux guides. 1^ parachute se trouve également relié à celte même traverse, la pièce à coulisse G G s'y trouvant maintenue à une dislance invariable au moyen des entreloises EF.

Cette disposition se trouve complétée par un toit en tôle, qui couvre la cage. Les deux grands volets de celte couverture sont

l'AHACIllTKS, ôCl

y cliarnières et peuvent êlre ouverts lorsqu'on doit ; charger de longues pièces de bois. I,e but de ce loil, habituellement fermé par des crochets, est de garantir les mineurs qui se placent dans la cage, contre toute chnte de pierre, bois ou oulil.

Le jeu (le l'appareil repose entièrement sur la fonction du ressort à boudin renferme dans la boite J, dont le détail se trouve également représenté sur la figure 158.

Lorsque ce ressort est comprimé, la chape repose sur la traverse B; par conséquent, le ressort n'a pas ii supporter , comme on pourrait le croire, toute la pression due au poidsde l'appareil d'estraction, quand celui-ci est suspendu. Une tension de ^00 kilogrammes est suffisante.

Le ressort, renfermé dans une boite à coulisse, esl à l'abri des chocs. Vient-il à se rompre, comme cela est ar- Fi;: iio.

rivé quelquefois, son jeu n'en reste pas moins assuré, toutes ses parties restant juxtaposées comme s'il était entier. Le fait d'une rupture diminue bien un peu de son élasticité, mais il en reste encore assez pour assurer le fonctionnement do l'apjiareil.

Les figures 159 et 140 représentent la position du parachute lorsque le câble est tendu.

Aussitôt que cette tension vient à cesser par suite de la inplure du câble, le ressort agit, les bras DD glissent dans la traverse GG, atteignent les guides K et s'y fixent en les pénétrant.

II résulte de la forme des diverses pièces de fappareil que cette pénétration des griffes est au plus de neuf centiinèlres. Les

r,02 KXTUACTION.

bras sont en effet guidés et maintenus par la traverse à coulisse. Au moment où IsT rupture du câble a lieu, ces bras s'allongent vers les guides et leur extrémité décrit une courbe ascendante, avant que le mouvement rétrograde de la cage ait pu commencer. Les griffes s'implantent dans les guides, mais leur mouvement de divergence est limité par les coulisses de la traverse sur l'extrémité desquelles la partie supérieure des bras vient s'appuyer.

Cette traverse sert donc en môme temps à limiter la pénétration des griffes, à guider les bras et à les consolider au moment où vient peser sur eux le poids de la cage avec sa charge et le poids du morceau de cable qui y reste attaché. Par celte disposition, tout danger de rupture des bras se trouve écarté. Ajoutons enfin que la forme des griffes a été étudiée de manière à préserver les guides des éclats et des ruptures que pourrait déterminer une disposition moins rationnelle.

L'expérience a prouvé que la plupart des ruptures de câbles ont eu lieu lors de l'ascension des cages; que, dans ce cas, par suite de la force vive imprimée à celle-ci et de la célérité avec laquelle fonctionne l'appareil, les griffes du parachute ont le temps de s'implanter dans les guides avant que le sens du mouvement ait changé, ce qui explique pourquoi aucune secousse ne se produit.

Une cage de 20 hectolitres pèse 1 1 50 kilogrammes et ne renferme qu'un excès de poids de H 8 kilogrammes sur les cages qui ne seraient pas armées du parachute Fontaine.

Cet appareil n'ajoute donc pas beaucoup au poids mort suspendu au câble, car il ne représente que 6 pour 100 du poids mort total.

En général les ruptures de câbles se produisent pendant l'ascension d'une cage, alors qu'elle est chargée; Faction instantanée du parachute est produite avant que le sens du mouvement ait pu changer, de sorte que la cage est retenue sur les guides, sans aucun choc et sans que les hommes qui sont à I intérieur s'aperçoivent de l'accident.

PARACHUTES. Z(y7>

D*après la notice -de M. Cabany, les parachutes Fontaine établis dans le Nord étaient en juin 1856 au nombre de 35, et dans une seule année ils avaient fonctionné dix fois et sauvé la vie à plus de vingt mineurs.

L'idée du parachute Fontaine a été imitée dans beaucoup de charbonnages, où Ton s'est borné à remplacer le ressort à boudin par des ressorts à lames superposées analogues à ceux des voitures. La similitude est d'ailleurs tellement complète, que ces parachutes, qui fonctionnent aussi très-bien, doivent évidemment être attribués à l'heureuse initiative de l'inventeur.

Les parachutes à excentriques sont moins répandus, mais n'en ont pas moins rendu de très-grands services par leur efficacité. Nous présenterons comme type de construction celui qui est en usage aux mines de Blanzy et qui est représenté pi. XVIII.

La cage est suspendue par les étriers SS à une traverse composée de deux flasques en tôle. Les extrémités de ces deux flasques sont retournées en équerre et servent de support à deux arbres horizontaux portant à leur extrémité des excentriques.

Lorsque la traction du câble s'exerce sur l'appareil, deux ressorts en caoutchouc vulcanisé, qui sont attachés aux arbres,, se trouvent tendus et maintiennent les arbres dans une position telle, que les excentriques qui sont tangents aux guides présentent leur petit diamètre; par conséquent il n'y a pas contact. Si, au contraire, le câble vient à se rompre, les ressorts se détendent et font tourner les deux arbres, de telle sorte que les quatre ; excentriques qui sont taillés en scie s'incrustent instantanément dans les guides. Le poids de la cage tend à faire tourner davantage les arbres, et par conséquent à augmenter à la fois l'excentricité des roues et leur incrustation dans les^ guides.

Les objections faites aux parachutes à excentriques résultent de plusieurs insuccès dus à des vices de construction. Mais, lorsque leur construction est bonne, ces parachutes ne laissent rien à désirer, ainsi que le prouvera l'exemple suivant : le 20 juil-

Wt K\Tll\CTrO>.

lel inriCjUn Ci'ibit! suiompit au puils du Magny, près Blanzv, la cage ùtant un |>eii au-dessus de l'accrochagfi, en un point où \a guides étaient doublées de tôle, les excentriques ne purent mordre sur cette tûle et la cage tomba avec une grande acc^ ration ; mais dé» que les excentriques relrouvèrent le bois, ils agitent, et la cage fut arrêtée après 5 mètres de cette action, malgré le poids de 2tiO mètres de câble qui était tombé sur la cage. Sur cette hauteur de 5 mètres, l'épaisseur du bois des guides fut réduite de moitié par l'action des excentriques sans qu'aucuiK pièce du paracliule fût faussée.

Crocheta «le «Areié. — A la partie supérieure de ce parachute se trouve indiqué ce que l'on appelle un crochet de sûreté oa évile-motette.

Lorsqu'en effet on monte les cages ou les bennes jusqu'au jour, le câble passe sur des molettes qui, à l'aide d'un chevalet, ^^^ sont soutenues à 8, 10, 1^, et jusqu'à

Ê^^^k 1 6 mètres au-dessus de l'orifice du puits.

^k^P Jlalgré cette élévation, il arrive quelque-

^H fois que le mécanicien n'arrête pas i

^H temps et que la cage ou la benne vont

j^^^«,„^ frapper les molettes en les brisant ou

■^^S ^"^^^2 s^ brisant elles-mêmes.

^H J^/r l*^ crochet de sûreté le plus simple esl

^Hflr représenté fig. 1 41 . Il est adapté àVattaclie

^^V du câble et disposé de telle sorte, que le

^^Ê Jevier horizontal (qui peut se terminer par

^P^L un appendice de forme quelconque) sMt

^^^P frappé par un point fixe avant d'arriver

^^^ aux molettes. O levier rencontrant un

tv^fAW.ttothetéet&rtii. obstacle s'abaisse et ouvre immédiatement le crochet, la cage tombe et le parachute agit de manière à la maintenir en place, pendant que le câble est seul entraîné par le mouvement du moteur : l'accident est ainsi évité, et il suflit de rattacher le câble au crochet pour rétablir l'apparàl dans son état normal.

PAR ACUITES. 3«r>

Le crochot emplojé à Blanzy est plus mécanique, mais repose exactement sur le môme principe et sur un disposilil' analogue.

Le crochet se compose de deux pièces représentées par les ligures 2 et 3 de la planche XVIII. La petite pièce est mobile autour d'un axe horizontal porté par la pièce principale; une lois en place, le crochet est fermé et cette fermeture est maintenue par deux ressorts on caoutchouc vulcanisé.

Pour faire ouvrir ce crochet au moment convenable, une traverse inférieure est disposée de manière à rencontrer un heurtoir fixé sur la charpente au-dessous des molettes ; cette traverse agit sur les ressorts en caoutchouc et le crochet est ouvert aussitôt ; à ce moment le câble est déL^ché et le parachute maintient la cage suspendue.

Cette disposition par laquelle le crochet de sûreté et le parachute se trouvent réunis constitue un ensemble qui a rendu les plus grands services aux mines de Blanzy, en évitant les accidenls et permettant de descendre et de njonler les ouvriers mineurs sans aucun danger.

Kn effet, tous ces appareils <le guidage, parachutes et crochets de sûreté n'ont pas seulement pour but de préserver le matériel, ils permettent la circulation dans les puits par le moteur, el ils épargnent ainsi aux ouvriers une fatigue inutile qui dans les mines profondes finissait par réagir d'une manière fâcheuse sur leur travail et sur leur santé.

La circulation mécanique des ouvriers dans les puits est à là fois commandée par l'humanité et par l'intérêt bien entendu de l'exploitation, elle exige non-seulement la réunion de tous les appareils préventifs contre les accidents, mais encore une trèsgrande vitesse dans le mouvement des cages.

Supposons un puits de 4!)() mètres de profondeur, "00 ouvriers sont nécessaires à son exploitation, et ces ouvriers doivent être réunis dans les chantiers le plus promptement possible, car ils sont presque tous sohdaires les uns des autres et toutes les parties du travail doivent marcher sinmilanément, ainsi qu'on

l'a VU par Texposé des mélhodes d'exploitation. A 3 mètres de vitesse par seconde, le trajet du puits exigera 2 minutes, et y compris le temps d'arrêt 2 ^ ; en une heure on pourra donc 4>xécuter au maximum 20 voyages qui, à 10 ouvriers ehaam, auront porte 200 ouvriers au fond ; en une heure et demie les 300 ouvriers seront descendus. Il en feudra autant pour les re* monter, c^est donc 3 heures par jour qui se trouveront employées à ce travail.

On voit d'après ce calcul que la vitesse de'3 mètres par seconde est une nécessité, car le temps consacré à la circulation ilcs ouvriers est encore très-long, malgré cette vitesse. Si en dCTet la machine d'extraction est supposée marcher 11 heures par jour, il n'en restera que 8 pour extraire le produit en rocher e en charbon, abattu et roulé par les 300 ouvriers qui ont été descendus.

Les câbles sont un des éléments essentiels d'une extraction ; le <:hoix des plus solides et des plus durables est d^autant plus important que les puits sont plus profonds. Le poids du câble développé s'ajoute en effet à celui des bennes ou cages à enlever et augmente d'autant les chances de rupture.

On emploie des câbles en chanvre, en aloès et en fil de fer ; ces câbles sont ronds ou plats. Quelquefois on emploie des <}haîiies en fer.

Les câbles ronds en chanvre ou en aloès ne convienneat qu'aux faibles extractions qui ont lieu par treuils ou manèges. Lorsqu'en effet ces câbles doivent atteindre de grands diamètres, de 7 Il 8 centimètres par exemple, dimensions nécessaires pour enlever des poids considérables à de grandes profondeurs, ce grand diamètre devient une cause de destruction très-rapide. Lorsque le câble s'enroule sur les molettes et sur les tambours, le grand diamètre détermine la rupture progressive des fils, parce qu'à

Ces câbles plats sont formés par l'assemblage de 4, 5 ou 6 câbles ronds, laminés et cousus ensemble. Ces câbles ronds sont ce qu'on appelle les aussières du câble plat; ils sont en général au nombre de six solidement cousus ensemble par une couture transversale ; ils sont placés de telle sorte que les torons se trouvent en sens inverse, ainsi que l'indique la figure 142.

Les câbles plats ont évidemment l'avantage de se briser beaucoup moins que les câbles ronds de force correspondante, par Teffet de l'enroulement. Leur emploi présente encore celui de permettre un enroulement sur bobines et par superposition, de telle sorte que le diamètre obtenu par cette superposition augmente à mesure que l'enroulement continue. Cette augmentation du diamètre d'enroulement est par chaque tour de bobine de deux fois l'épaisseur du câble, circonstance favorable pour le moteur.

Les câbles employés dans les mines pèsent de 4 à 7 kilogrammes le mètre courant, suivant leurs dimensions qui, pour enlever un poids donné, augmentent en raison de la profondeur des puits. 11 faut en effet que le câble, outre la charge de la benn de la cage à enlever, soutienne encore son propre poids.

Un câble de 500 mètres pèsera environ 3500 kilog.; et la charge qu'il a à enlever ne dépasse pas en général 5000 kilogrammes. Les parties du câble les plus rapprochées de la cage ont par conséquent à supporter un effort beaucoup moins considérable que celles qui sont les plus rapprochées des bobines.

Fig. \H.

Câbles phUff»

7)68 EXTIIACTION.

A(in (le diminuer la charge qui résulte du développement du câble, on a fait pour les puits très-profonds des câbles coniques. Ce sont des cables qui commencent près de la charge à 4 ou 5 kilogrammes par métré et dont les dimensions croissent progressivement, de telle sorte que près du moteur le poids est porte à 7 et 8 kilog. par mètre. Les dimensions étant ainsi proportionnées aux efforts à supporter, le câble dure plus longtemps, mais on n'a pas l'avantage de pouvoir le retourner. Quoi qu'il en soit, on peut employer aujourd'hui, grâce aux câbles coniques, des câbles de 700 mètres qui font un bon service, et celle profondeur pourra certainement être dépassée.

Les câbles de mine sont toujours d'une force bien supérieure à celle qu'indiquerait le calcul ; il faut en effet, pour qu*un câble puisse durer, qu'il ait un grand excédant de force, sans quoi il ne pourrait résister à l'usure progressive et aux chocs qui se produisent. La durée des câbles bien fabriqués varie en général de deux à trois années.

Dans beaucoup d'exploitations on substitue aux câbles en chanvre des câbles en fd de fer ou des câbles mixtes en fil de fer tressés autour de petites cordes en chanvre qui servent d'âme et donnent de la souplesse. Les câbles en fil de fer doivent être très-peu tordus et f.ibriqués avec des fils qui n'aient pas moins de 2 millimètres de diamètre; on les fait ronds ou plats. liCS câbles en fer ne pèsent, pour un effort donné, que du tiers à la moitié des câbles en chanvre. Ils ne doivent être employés que dans les puits guidés où le câble n'est pas soumis à dès mouvements de torsion qui le déforment. Un câble plat en fil de fer avait duré huit mois dans un puits non g:.idé ; un câble de même dimension et de même construction a duré trois années dans un puits guidé.

Les câbles en fer ont l'inconvénient de se rompre subitement, sans qu'aucune circonstance ait pu le faire prévoir ; aussi ne doit-on les employer que pour les puits ou la circulation des ouvriers n'a pas heu par les cages. Lorsqu'on donne la préférence aux câbles en fer, il faut avoir soin de les enrouler sur des dia-

CADLES D'EXTRACTION. 369

mètres aussi grands que possible et de les tenir toujours bien graissés et goudronnés afin d'empêcher l'oxidalion. On préférera le fil de fer non recuit.

Les deux câbles d'une extraction doivent naturellement être enroulés en sens inverse sur le tambour ou sur les bobines. L'un s'enroule pendant que l'autre se déroule.

Il résulte de cette disposition qu'un des câbles est ployé dans le même sens sur sa bobine et sur sa molette, tandis que Cautrc, |)loyé dans un sens sur la bobine, est ployé en sens inverse sur la molette. Le câble ainsi ployé en deux sens différents dure naturellement moins longtemps que l'autre, ce qui a conduit les ingénieurs à chercher des dispositions qui permettent aux câbles de s'enrouler tous deux dans le même sens. Ce résultat s'obtient par un engrenage supplémentaire; mais à l'inconvénient de la courte durée d'un câble on substitue celui de Tentretien d'un organe supplémentaire qui complique le mécanisme du moteur ; on préfère généralement rester dans les conditions ordinaires, sauf à surveiller avec plus d'attention le câble placé dans les conditions les plus désavantageuses.

Dans beaucoup de cas, et surtout pcfurle^ puits peu profonds, on a substitué aux câbles des chaînes dont l'entretien est plus facile et la durée plus considérable. Mais l'usage des chaînes présente d'autres inconvénients : d'abord le fer s'étire et s'altère par la traction ; une chaîne, bien que fabriquée avec le plus^ grand soin, subit, au bout d'un certain temps de service, des ruptures nombreuses; or, il est rare que la fracture d'une benne ne soit pas le résultat d'une rupture de la chaîne. En second lieu, le poids des chaînes étant constamment supérieur à celui des câbles, il faut employer un moteur plus puissant pour enlever la charge.

Les meilleures c!iaînes qui aient été faites sont celles de certaines mines du (]ornwall; elles sont formées parla juxtaposition de deux chaînes dont les anneaux sont très-allongés ; les anneaux, dont le plan est vertical, sonf fretlés et maintenus dans leur juxtaposition par des tasseaux en bois. La chaîne, II ' 24

ainsi faite d'éléments dont la position ne pjut changer pendant le mouTement, constitue une sorte de chaîne à la Yancanson et s'enroule sur des molettes polygonales. Ces chaînes sont d'aîlletirs très-pesantes, et Tusage ne s'en est pas répandu. Enfin, on a essayé sans succès, dans une mine de Belgique, l'emploi direct du fer feuillard. L'usage des câbles en fil de fer se répand de pki» en plus pour les puits guidés, leur supériorité paraissant in^ntestable sous le double rapport de la durée et de la léjçèrelé.

APPAREILS D'CXTRACTION.

Les appareils employés pour l'extraction doivent être proportionnés aux efforts à produire. Lorsque, par exemple, on commence le fonçage d'un puits dans un terrain où les eaux d'înâllration ne gênent pas le travail, un simple treuil, mis en mouvement par quatre homnies, suffira au travail. Passé une profondeur de 30 à 60 mètres, suivant la section du puits, il faudra remplacer le treuità bras par unvargue ou manège à molettes mis en mouvement par des chevaux. Pour une exploitation de quelque importance il faudra employer une machine à vapeur dont la force varie de 6 chevaux à loO, suivant les circonstances de l'extraction.

Lorsque les hommes sont employés comme moteurs, ils agissent au moyen d'un treuil placé au-dessus du puits. Les cordes sont directement enroulées sur le tambour du treuil, et la manœuvre est tellement simple, qu'elle n'a besoin d'aucune explication» Mais, le tambour du treuil ne pouvant avoir qu'un très-petit diamètre, 0'",50 à 0",50, par exemple, cette méthode d'extraction est très-lente, et nç peut convenir que pour le fonçage d'un puits, ou dans les exploitations dont les matières à extraire sont de peu d'importance. Dans les carrières des environs de Paris on fait un grand usage de treuils à petit diamètre mis en mouv«ii»ent par de grandes roues à cheinlles (fig. 143).

Pour une exploitalion de quelque activité, ït faut nécessairement substituer au treuil une machine à molettes mue par des cbevaux ou par une machine à vapeur.

Le manège convient spécialement aux gîtes métallirères, oràiBairement situés loin des villes et des centres d'industrie.

La planche XIX représente la disposition généralement adoptée pour les machines à molettes ; un arbre vertical porte un tambour composé de deux cônes tronques, alin que la corde puisse s'y enrouler d'elle-même avec régularité. Les deux cordes, «nroulées en sens inverse, passent sur deux poulies qui les

renvoient dans l'axe du puits, de telle sorte qu'une benne descend pendant que l'autre monte.

Il suffira de jeter un coup d'œil sur la planche XIX pour comprendre cette disposition et les détails de la construction. Les chevaux, attelés au moyen d'arcs tournants, peuvent se retourner facilement lorsque la benne du fond est parvenue à raccrochage et qu'il faut en remonter une autre. 11 est rare, dans les mines métallifères, que le manège ait suffisamment à extraire pour utiliser sa journée ; dans ce cas, on peut enrouler les cordes après avoir décroché les bennes, embrayer un engrenage et consacrer le reste du temps soit à l'épuisement, soit à des préparations mécaniques. Ce but supplémentaire est indiqué par un engrenage qui donne le mouvement à un tordoir composé de deux meules verticales affectées à l'écrasement des minerais.

La vitesse ordinaire des manèges est de 3 à 4 tours par minute ; le diamètre des tambours est déterminé d'après le poids à soulever comprenant la charge et le poids du câble déroulé. Dans les conditions moyennes d'une profondeur de 100 mètres, le diamètre de l'°,30 peut enlever, avec deux chevaux, une charge de 600 à 800 kilog., tout compris; le manège ayant 5 mètres de rayon. Lorsque le départ est effectué, la charge esl de plus en plus équihbrée par le poids de la corde descendante qui se déroule. Le mouvement des bennes a, dans ces conditions, une vitesse de 20 mètres par minute ou 0™,33 par seconde. Avec quatre chevaux on pourra doubler la vitesse en augmentant le diamètre des tambours, ou, ce qui est mieux, enlever une charge double.

Dans les calculs de manège, on peut compter l'effort du cheval comme équivalant à 60 kilog. L'effet utile d'un cheval en une journée, et pour une profondeur moyenne de 100 mètres, est toujours un peu au-dessus de 1(100000 kilog. élevés à 1 mèlre. Il faudrait plus de six hommes, travaillant à un treuil, pour arriver au mc:ne résultat. (L'effet utile, réel, d'un homme appliqué à l'extraction est de irOOOl) k. m. ; l'effet théorique étant, d'après Belidor, de 175000 k. m.)

La vitesse des manèges ne permettant qu'une extraction faible et insuffisante lorsqu'il s'agit de matières telles que la houille, ou de minerais de peu de valeur qui doivent être triés au jour, il faut avoir recours à un moteur plus puissant ; ce moteur est ordinairement la vapeur. »

Un appareil d'extraction par machine à vapeur se compose : l" des molettes ou poulies placées au-dessus du puits et sur lesquelles passent les câbles ; 2° d'une charpente dite chevalet, ou belle-fleur^ qui supporte ces molettes ; 5® de bobines ou tambours d'enroulement des câbles ; 4® enfin de la machine motrice. Nous examinerons successivement ces diverses parties de l'appareil.

Moieites. -r- Les molettes sont de véritables poulies de renvoi qui doivent satisfaire aux conditions suivantes :

avoir un diamètre assez grand pour ne pas briser les câbles; servir de guide au câble et présenter par conséquent une gorge assez profonde pour que le câble ne puisse s'en échapper ; enfin offrir toutes les conditions de solidité convenables pour résister à la charge qu'elles tloivent porter et aux chocs acciden- ^'^' ^^' ^'^^''''

tels, inévitables pendant le service.

Les molettes se font généralement en fonte, et la figure 144

représente une molette de 3 mètres de diamètre qui satisfait a toutes les conditions que nous venons d'èaoncer . C'est le modèle adopté pour les puits principaux de Blanzy,^^ po^u* le cas des câbles plats en chanvre ou en aIocs.

Le câble est supposé avoir O'^^lô à G^^IS de Itf^gâur; il est makit^iu par ^es bords latéraux de 0\ 1 i6 de hautai^ dans la gorge de la poulie dont la largeur est de 0""^. La diq>QsitioB des bras et du moyeu assure les conditions de solidité et de stabilité désirables. Un axe en fer forgé de 10 centimètres de diamètre au tourillon et deux paliers latéraux fixés sur la charpente servent de support à cette molette dont le poids est d'en- «vironl 500 kilogrammes.

On emploie beaucoup de molettes qui n'ont que 2 mètres de diamètre, mais on doit regarder ce chiffre comme un minimum au-dessus duquel il est bon de se tenir. Quant jh la forme, elle varie suivant les dimensions des câbles : ainsi pour des isâbles ronds, ou pour des cables en fer, on réduit la largeur de la molette et on donne à la gorge les formes convenables pour recevoir et maintenir le câble.

La construction des molettes ne présente, on le voit, aucupe difficulté, mais elles ont une telle influence sur la durée des câbles, qu'on ne saurait trop insister sur l'adoption des grands diamètres, et sur les soins à donner pour les obtenir d'une régularité parfaite, c'est-à-dire bien rondes et bien centrées.

Ckcwaieto. — Les chevalets d'extraction peuvent être rapportés à deux types de construction, l'un portant les molettes dans l'intérieur de quatre montants, l'autre les portant à Textérieur. Ces deux types sont représentés, le premier sur la planche XX, et le second sur la planche XXI, les deux montants qui sont en avant du puits sur le chevalet indiqué pi . XXI ne servent que pour le guidage et peuvent être supprimés dans le cas où ce guidage n'existerait pas.

L'élément principal de la construction d'un chevalet est l» hauteur qu'il doit avoir. Celte hauteur varie de 8 à 16 mètres; elle est déterminée par la hauteur des bennes ou cages, y corn-

pris les altaclies, et pio* la nécessité d'avoir, au-dessus du pNOt où la cage doit être amenée^ un espace saffisant pour qu'elle ne soit pasexpoaée à aller frapper les molettes. Un jeude4à■5înêl^es est en général très suffisant.

La disposition la plus employée est celle du clievalet à quatre montants inclinés, représenté pi. XX. Ce chevalet, formé de quatre pièces de 0'',40 à 0*,30 d'équarissage, reliées entre elles par des traverses et des croix de Saint-André, consolidéen par des poinçons et supportées par quatre pieds en fonte, es! à ta fuis solide et commode; il peut même servir de support à une couverture en Tonne de pavillon qui prolége le puitpet ses abords.

I..es paliers des tnolettes sont supportés par quatre sommiers parallèles, posés sur le cadre qui termine le chevalet et réviiil la partie supérieure des quatre oKintanls.

Ce chevalet se prête à toutes les exigences du guidage ; à suffit en elTel, pour soutenir les guides, de passer des pièf» transversales appuyées sur les traverses.

Fig I4t>. Citttlet.

Le chevakl que l'on peut a{^er en pot le à fuux se compoK de quatre pièces verticales ou inclinées, qui, à leur extrémité,

portent les molettes (fig. 145). Ces pièces sont soutenues par quatre piliers qui forment le chevalet, et l'ensemble est consolidé par des traverses et des moises partout où cela est nécessaire.

(]elte disposition est surtout employée pour les hauteurs de 8 à 10 mètres et lorsqu'on se sert de bennes. Elle peut cependant s'adapter aussi aux cages guidées ; le chevalet représenté par la planche XXI satisfait à cette condition. Deux pièces verticales, placées en avant du puits, en complètent Fencadrement lorsqu'on doit employer des cages guidées.

Dans plusieurs localités, et notamment dans le bassin houil- 1er de la Ruhr,, on a souvent remplacé le ciievalet par une maçonnerie solide et élevée, sous forme de toUr carrée, qui supporte directement les sommiers sur lesquels sont fixées les molettes. Cette méthode a l'inconvénient d'entraîner des frais plus considérables que ceux qui résultent de l'installation des chevalets en bois ; elle a l'avantage de laisser les abords du puits plus libres et mieux dégagés.

Tamboara et bobini^i. — Lorsqu'on emploie des câbles ronds, soit en chanvre, soit en fil de fer, les deux câbles sont enroulés, l'un dans un sens, l'autre en sens inverse, sur un même tambour horizontal. C*est ce tambour qui est mis en mouvement par le moteur ; son diamètre et sa vitesse sont calculés de manière à imprimer aux bennes la vitesse convenable, mais cette vitesse est uniforme.

Lorsqu'un câble, complètement déroulé, est attaché au fond du puils à la charge qui doit être élevée au jour, le poids à soulever se compose de cette charge et du poids du câble développé. A mesure que l'enroulement du câble remonte la charge, l'autre câble se développe et équilibre la charge montante, de telle sorte qu'à moitié du puils, les deux câbles se faisant équilibre, le poids à élever n'est plus composé que de la charge mise dans la benne. Lorsqu'enfin la charge arrive au jour, le câble ascendant se trouvant complètement enroulé, tandis que le câble descendant est déroulé, le poids de ce câble équilibre une partie de la charge.

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Il l'ôsiilte de cette condition un mouvement irrégutier, vu et; sens que le moteur est très-chargé au départ, tandis qu'à l'arrivée sa vitesse tend à s'accélérer par la diminution de la résistance. C'est pour régulariser ce mouvement qu'on emploie souvent des tambours coniques qui fout varier la vitesse de l'ascension. On arrive difficilement à i-égulariser l'enroulement des câbles sur des tambours coniques, et c'est seulement par l'emploi des bobines que l'on peut faire varier les vitesses de manière à obtenir une résistance constante, ou du moins de manière à se rapprocher très-sensiblement de cette condition essentielle. Une bobine {fig. 146) se compose d'un tambour étroit, en

l'onte, porlant un certain nombre de bras latéraus, en bois, boulonnés sur les bras de fonte. Les extrémités des bras sont réunies par un cercle en fer ou en fonte ainsi qu'il est indiqué par la planche XXII qui représente une bobine complètement monlèe. Il résulte de cette construction que le tambour se trouve placé au fond d'une gorge profonde dont la largeur est

r»7« EXIBACTION.

un peu supérieure à celle du câble plat que Ton doit employer. Ce câble pourra donc élre enroulé sur luî*inéme, de sorte qu'après chaque révolution les épeifiseurs se superposent. Le diamètre d'enroulement augmente ainsi à chaque tour de deux fois répaisseur du câble, soit de C à 8 ceutimètres.

Cette variation rapide du diamètre d'enroulesient et par conséquent de la circonférence développée par chaque tour, permet de calculer un diamètre initial tel, que la vamtîon du poids à élever est compensée par la variation de la vîteese d'ascension, de sorte que la force à développer par le motetur soit con^nle. Le diamètre calculé ne peut pas toujours être rigoureusement appliqué, parce que la vitesse se trouve réglée à l'avance par les conditions de l'extraction; mais on s'en rapproche autant que le permettent les circonstances.

La bobine représentée pi. XXII est employée çn Belgique; son diamètre initial est de 2 mètres, condition qui s'applique à un grand nombre des puits ^u pays. Le câble est d'aiMvd placé sur un bout de câble formant remplissage et coupé en biseau à ses deux extrémités, de manière à ne pas altérer la régularité du cercle d'enroulement, il est Gxé au tandMNir |»r des frottes boulonnées qui le pincent et le serrent sur le «tambour, puis enroulé sur lui-même. Dans cet exemple le centre ou estomac de bobine est fondu d'une seule pièce. Dans la construction indiquée fig. 140, la bobine est composée de deux plateaux juxtaposés.

Le mode d'attache du câble sur le tambour de la bobine n'est pas sans importance, parce qu'on est souvent obligé de tâtonner pour régler la longueur relative des deux câbles. Cette longueur relative doit être telle, que, lorsqu'une cage ou benne arrive au jour et est posée sur le cHchage du puits, l'autre doit être en même temps arrivée à l'accrochage et posée sur le clichage du fond.

On obtient la précision convenable avec d'autant plus de difficulté que les câbles s'allongent sous l'aclion de la charge et que les longueurs une fois réglées se modifient. Enfin, si l'on

APPAHEELS ll'ESLTRAOTEOK. 3W

veut changer d'accfoctuge, il faut pouvoir donner ou retirer du câble d'un côté.

Pour faciliter ces manœuvres et n'aveir pas besoia chaque fois de déroiUer i»iii(>léte(aent un câble ftour en changer les attaches, on monte les bobioeB de telle sorte qu'une seule est lise et diractement calée sur l'^irbre, l'autre étant mobile et simplement boulonnée sur un manchon. La figure 147 représente un tambour de J^obine disposé suivant œs conditions et

enplofé daw les flùnes de Saint-Étienne. Le diamètre initial de cette bobine est de l',20 soulement ; on peut l'au^enter en chargeant le cercle initial d'une eeriaine lonffuair decàWe qui ne se d^ronle pa&. La brgeur est de O^iSQ, convenable IMur iet câbles de Vfiii de largeur. Lorsqu'on place les bras «n boifl, on a soin d'augmenter cette largeur de Ti à 6 cenlimètree a l'entrée de la bobine, pour faciliter Ventrée du câble. Cette b(Aine mobile est portée par un manchon à bride, luimême calé sur l'arbre ; elle est finée à ce manchon par 4es

378 EXTnACTION.

un peu supérieure à celle du câble plat que Ton doit employer. Ce câble pourra donc éliXî enroulé sur lui-même, de sorte qu'après chaque révolution les épaisseurs se superposent. Le diamètre d'enroulement augmente ainsi à chaque tour de deux fois l'épaisseur du câble, soit de C à 8 centimètres.

Cette variation rapide du diamètre d'enroulement et par conséquent de la circonférence développée par chaque tour, permet de calculer un diamètre initial tel, que la vaiiation du poids à élever est compensée par la variation de la vitesse d'ascension^ de sorte que la force à développer par le moteiu* soit constante. Le diamètre calculé ne peut pas toujours être ri^ureusement appliqué, parce que la vitesse se trouve réglée à l'avance par les conditions de l'extraction; mais on s'en rapproche autant que le permettent les circonstances.

La bobine représentée pi. XXII est employée en Belgicpe; son diamètre initial e^ de 2 mètres, condition qui s'applique à un grand nombre des puits ^u pays. Le câble est d'abord placé sur un bout de câble formant remplissage et coupé en biseau à ses deux extrémités, de manière à ne pas altérer la régularité du cercle d'enroulement, il est fixé au tandKHir par des frettes boulonnées qui le pincent et le serrent sur le •tambour, puis enroulé sur lui-même. Dans cet exemple le «entre ou estomac de bobine est fondu d'une seule pièce. Dans la construction indiquée fig. 140, la bobine est composée de deux plateaux juxtaposés.

Le mode d'attache du câble sur le tambour de la bobine n'est pas sans importance, parce qu'on est souvent obligé de tâtonner pour régler la longueur relative des deux câbles. Cette longueur relative doit être telle, que, lorsqu'une cage ou benne arrive au jour et est posée sur le clichage du puits, l'autre doit être en même temps arrivée à l'accrochage et posée sur le clichage du fond.

On obtient la précision convenable avec d'autant plus de difficulté que les câbles s'allongent sous l'aclion de la charge et que les longueurs, une fois réglées se modifient. Enfin, si l'on

APPAHEILS K'EXTRAOTIOK. 3Tih

veul change d'accrocluge, il faut pouvoir donner ou retirer du câUe d'un Mé.

Pour faciliter ces manœuvres et n'avoir pas besoin chaque fois de dérouler ooB)()létement un câble j>our en changer les attaches, on monte les bobines de telle sorte qu'une seule est fixe et directement calée sur l'arbre, l'autre étant mobile et simplement boulonnée sur un manchon. La Agjire 147 représente ,un tambour de bobine disposé suivant ces conditions et

enployé dus les flunes de Saint-Ktienne. Le diamètre initial de cette bofaine est de 1~,20 seultment ; on peut l'au^eater fin chargeant le cercle initial d'une «ertaine longueur ^e«àMe qui ne se déroule pasi. La largeur est de O^^SO, convenable |»«ar An câbles de Vfil^ de largeur. Loraqu'on pince lee bras en bois, on a soin d'augmenler cette largeur de 5 à 6 centimètres à l'fintrée de la bobine, pour faciliter l'entrée du cible. Cette bftine mobile est portée par un manchon à bride, luimtme calé sur l'arbre ; elle est fixée à ce manchon par 4es

r>80 EXTRACTION.

boulons transversaux. H suffit par conséquent de retirer ces boulons pour pouvoir ensuite mouvoir la bobine, donner du câble dans le puits ou en retirer.

Les deux bobines, Tune fixe, l'autre mobile, sont calées sur un arbre en fonte ou en fer forgé. Dans le premier cas, on ne saurait donner trop de force à cet arbre en prévision des chocs auxquels il est exposé.

On place généralement entre les deux bobines un frein assez puissant pour arrêter l'appareil en cas d'accident. Ce frein se compose d'une poulie en fonte embrassée par un frein en fer • ou en bois, que l'on i)eut serrer assez vite et assez fort pour arrêter instantanément le mouvement.

Pour justifier la préférence générale accordée aux bobines sur les tambours, il suHit d'examiner les conditions de leur marche. Au moment de l'enlèvement de la benne ou cage du fond, tout le câble est déroulé et la machine doit enlever tout le poids de ce câble joint à la charge composée du poids utile à extraire et du poids mort des vases d'extraction. L'effort à produire est donc à son maximum ; mais, tout le câble étant déroulé, le levier ou rayon d'enroulement à l'extrémité duquel agit cette résistance se trouve à son minimum, la vitesse sera donc également à son minimum. L'autre câble est complètement enroulé, il ne porte que le poids mort des vases à descendre, mais le rayon d'enroulement ou levier à l'extrémité duquel ce poids agit est à son maximum, la vitesse de descente va donc atteindre également son maximum.

A chaque tour de la machine, le câble ascendant s'enroulant pendant que le câble descendant se déroule, les rayons d'action des deux bobines tendent à se rapprocher ; par conséquent la résistance de la benne ou cage montante décroit, tandis que l'équilibre fourni par la benne ou cage descendante s'accroît. Les rayons arrivent à être égaux vers le point de rencontre, et alors les câbles et les poids morts s'équilibrent. Dans la seconde période de l'ascension de la charge, c'est le câble descendant qui devient plus lourd que le cable ascendant et qui tend à