MATÉRIAUX

TOTAL

GÉNÉRAL PAR PIHt»

Pieds

De l'entrée au tunnel .

Soit 46 //\ 50 le mètre courant

Mesurage et vente de l'eau. — Le pouce de mineur [miner s inch), qui est exclusivement employé en Californie pour la mesure du débit des canaux et des cours d'eau, est une jauge dont la valeur pratique n'est pas entièrement constante. Théoriquement, elle est le résultai de V écoulement de Veau à travers un orifice de 1 pouce carré, sous une charge cTeau de 7 pouces au-dessus du centre de F orifice.

En calculant la vitesse d'écoulement d'après la formule théorique

v = \/â gh,

en combinant cette formule avec les données précédentes et en prenant une valeur de 32,17 pieds pour g à la latitude de 45 degrés, on obtient par seconde un écoulement théorique de 0,0427 pieds cubes.

On évalue généralement cette dépense par minute; dans ces conditions, la valeur théorique du pouce de mineur, à la latitude de 45° et au niveau de l'Océan, est de 2,562 pieds cubes, ou 7il!t,73.

Pour obtenir cette valeur pour une latitude / et une altitude H, il suffit de combiner les deux formules suivantes :

g' = g (1 — 0,002588 cos 2/)

ce qui revient ^ écrire comme suit la formule de la vitesse d'écoulement :

v = K/2gh(i — 0,002588 cos 2/) ({ + ^\.

Dans la pratique, l'écoulement se fait à travers une paroi d'épaisseur variable, mais toujours différente de l'orifice en mince paroi admis par la théorie.

Le chiffre précédent doit donc subir un coefficient de réduction qui varie avec l'épaisseur de la paroi et les dimensions de l'orifice. La contraction de la veine reste, en effet, sensiblement constante lorsque la largeur de l'orifice augmente, de telle sorte que le coefficient de réduction diminue à mesure que cette largeur va en croissant.

Des expériences très minutieuses ont été faites à Colombia-Hill^ à la latitude de 39° et à une élévation de 870 mètres au-dessus de la mer. Le module était une fente rectangulaire de 50 pouces de large et de 2 pouces de hauteur, avec une charge de 7 pouces au-dessus du centre de l'ouverture ; la paroi était une planche en bois de 3 pouces d'épaisseur, réduite à 2 pouces par un chanfrein le long de l'arête extérieure du bord inférieur de l'ouverture.

Dans ces conditions, le débit pratique a été trouvé par seconde de 0,026 pied cube, soit, par minute, de 1 ,57 pied cube, ou de 44 litres. Ces chiffres correspondent & un rendement pratique de 61 ,6 0/0.

D'autres expériences ont été faites à Smartsville^ avec un orifice ayant 50 pouces de large, 4 pouces de haut, et une charge de 7 pouces d'eau sur le bord supérieur de l'ouverture, soit de 9 pouces sur le centre de l'orifice, la paroi ayant une épaisseur de 1 pouce.

Dans ces conditions, on a trouvé pour la valeur du pouce de mineur 1,76 pied cube.

Nous mentionnerons également les essais faits à La Grange (Stanislaus County) par 37° 41' de latitude, à une élévation de 68 Dj êtres au-dessus de la mer, en employant un orifice de 12 pouces de hauteur et de 12 pouces 3/4 de largeur à travers une planche de 1 pouce 1/2 d'épaisseur et sous une charge de 6 pouces au-dessus de l'ouverture.

La valeur du pouce de mineur par minuté a été trouvée de

1,4994 pied cube, soit 41IU>72, correspondant à un» rendement de 59,05 0/0.

Enfin nous citerons le pouce de mineur adopté par la Park Canal and Mining CQ, qui est de 1,36 pied cube (39lit,17), celui des mines de Norih Bloomfield et Milton, qui est de 1,54 pied cube (33IU,42), et celui de Amador C°, qui est de 1,38 pied cube, soit 38,u,64 par minute.

Nous avons eu soin d'indiquer, dans le tableau relatif au débit des canaux, la valeur admise par chacune des différentes compagnies pour la livraison de l'eau aux exploitants.

On comprend, d'ailleurs, tout l'intérêt que présente le mesurage de l'eau dans les districts miniers, puisque, le plus souvent, l'eau est fournie aux mines par des compagnies spéciales [Water Companies) ou par des compagnies mixtes [Water and Mining Cornpanies). Le pouce de mineur se paye généralement de 10 à 20 cents (0 fr. 50 à 1 fr.) par journée de dix à douze heures. Ces prix sont rémunérateurs, malgré les fortes dépenses du premier établissement dont nous avons donné des exemples, et l'on a môme vu des compagnies minières abandonner l'exploitation de leurs propres gisements, parce qu'elles trouvaient plus avantageux de vendre leur eau h d'autres exploitants.

Distribution de l'eau sur les travaux. — Botte de tête (head-box) et distributeur. — Quels que soient les moyens employés pour recueillir et amener les eaux sur les travaux, il est nécessaire d'avoir, en dernier lieu, une pression considérable; aussi voit-on quelquefois déboucher les canaux d'amenée à la hauteur de plus de 100 mètres au-dessus du point d'attaque. Pour utiliser la pression déterminée par une pareille chute, le dernier tronçon du parcours est toujours un tuyau fortement incliné, construit le plus ordinairement en tôle et dont le diamètre est variable suivant le débit. Avant d'entrer dans ce tuyau et à la sortie des conduites d'amenée à ciel ouvert, l'eau se déverse d'abord dans une bolle carrée en bois (head-box), très solidement construite; cette boîle est pouwue d'une grille destinée à arrêler les matières flottantes et d'un déversoir par lequel s'échappe l'eau en excès. Du niveau du déversoir au point inférieur où s'embranche le tuyau, doit exister une hauteur d'eau de lm,50 à 2 mètres pour éviter l'entraînement de

l'air. Le tuyaa se termine, & sa partie inférieure, par une botte carrée eu fonte, munie de valves, que l'on nomme le distributeur et dans lequel viennent s'emmancher les tuyaux de distribution de l'eau sur le chantier; ces tuyaux eux-mêmes se terminent par des ajutages.

La conduite qui part de la boîte de tête peut avoir jusqu'à un mètre de diamètre; pour un débit de 1.500 à 2.000 pouces de mineur, on lui donne généralement 0°',56 de diamètre, et 0",76 pour un débit de 3.000 pouces

La conduite descend en ligne droite, si cela est possible ; mais,

lorsque le relief du terrain exige une contre-pente, on doit placer, au point où la pente change, des soupapes à flotteur laissant rentrer l'air, pour éviter la compression du tuyau si le vide se produisait. Dans ce cas, en effet, les lôles, relativement très minces, s'écraseraient facilement, bien qu'elles résistent à des pressions intérieures considérables*.

Pour un diamètre de 0m,56 et une pression de 45 mètres d'eau, on fait usage de la tôle n° 1 H, dont l'épaisseur n'est que de 0™,0015 ; pour un diamètre de 1 mètre et une pression de 50 mètres, l'épaisseur va jusqu'à 0",00fi. Les segments sont emboîtés et rivés ou simplement reliés au moyen de (ils de fer, passant dans des crochets, lorsque les tuyaux doivent être fréquemment déplacés.

La conduite repose généralement à terre sur des semelles ; elle est quelquefois portée par des chevalets et même parfois enterrée. La disposition adoptée dépend du profil du terrain.

.Ajutages. — Les ajutages qui terminent les tuyaux de distribution sont des tuyaux en bronze ou en fonte, légèrement coniques, dont le diamètre d'ouverture peut atteindre 0m,18 et même 0m,25. Un joint mobile est interposé entre le tuyau d'alimentation et l'ajutage, de manière à permettre de changer la direction du jet. Plusieurs dispositifs ont été successivement adoptés et sont figurés

Fio. 137. — Le col d'oie.

Fio. 138. — Le Craig Globe monitor.

ci-après ; voici la description sommaire de ces ajutages dans Tordre de leur invention.

1° Le Col d'Oie (goose-neck) (fig. 137) est formé par le redressement vertical du tuyau d'amenée a, auquel est relié un bout de tuyau coudé en arc de cercle par un joint horizontal ô, permettant de faire décrire un arc de grande ouverture au coude supérieur et, par suite, à l'ajutage d, qui lui est attaché au moyen d'une courte manche en toile c; cette manche laisse, en outre, une certaine facilité de déplacement dans le sens vertical.

Cet appareil a été abandonné à cause des inconvénients qu'il présente et dont les principaux sont : la diminution de la force du jet par suite des coudes trop brusques, et la difficulté de faire jouer le joint horizontal.

2° Le Craig globe Monitor (fig. 138) est une sphère creuse à deux ouvertures; l'une d'elles reçoit le tuyau d'amenée et dans l'autre se meut une calotte sphérique, d'où part l'ajutage qui doit être

recourbé à sa base de manière à être horizontal dans sa position moyenne.

Cette calotte b est tournée de façon à s'ajuster exactement dans l'intérieur de la partie sphérique d'un collier c, également boulonné sur la sphère #, avec une garniture du cuir pour rendre le joint étanche. L'ajutage est ainsi mobile à volonté dans toutes les directions horizontales, et, dans le sens vertical, jusqu'à une inclinaison de 40°. L'appareil est solidement boulonné sur un sommier de bois cl. Le système de jonction, qui a environ 3 mètres de long, est formé d'un tube en tôle, à l'extrémité duquel est vissé l'ajutage proprement dit, celui-ci étant un tuyau en fonte dont le dia-

ika. 139. — Knuckle joint de Fischer.

mètre intérieur est de 0m,15 à 0m,20. Une fois que la direction h donner au jet est déterminée, l'ajutage est supporté et maintenu en place par un dispositif quelconque; toutefois, lorsque la pression atteint ou dépasse 50 mètres d'eau, il n'y a pas besoin de le caler en dessous.

3° Le joint articulé ou knuckle- joint de Fischer {fig. 139) consiste en deux coudes, placés sous forme d'S et disposés de manière à tourner horizontalement au moyen d'un joint annulaire, a, muni de rouleaux de friction. Ces rouleaux sont placés entre la face supérieure de la bride du coude mobile et un collier fixé lui-même par un anneau au coude inférieur; les joints sont rendus étanches par des garnitures en caoutchouc. Le déplacement vertical de l'ajutage est obtenu au moyen d'un emboîtement sphérique A, analogue à celui de l'appareil précédent.

Le déplacement dans toutes les directions peut alors être facilement obtenu ; il suffit de faire mouvoir, pour cela, l'ajutage par une série de leviers c et rf, dont le bras principal a une longueur

de 3 & 4 mètres et est maintenu en place par une crémaillère e.

Les coudes et le joint sphérique sont en fonte ayant 15 à 20 millimètres d'épaisseur ; le corps de l'ajutage, dont la longueur atteint 2m,40, est en tôle, et son orifice est en fonte. Cet ajutage travaille dans de bonnes conditions à une portée de 60 mètres et, grâce à la pression de l'eau, il se maintient de lui-même en position.

4° Le dernier appareil et le plus employé est le Little-giant, inventé par Haskins (fig. 136 et 140). Il est très simple, facile à réparer, ne présente pas de coude brusque et a la réputation de débiter la plus grande quantité d'eau avec le minimum de résistance. Horizontalement, il peut faire une révolution complète autour d'un

Fio. 130. — Little G ion t.

axe vertical qui maintient les deux coudes en contact; l'ajutage se meut verticalement au moyen du joint sphérique a, et il est maintenu en position au moyen d'un contrepoids b. Dans l'intérieur de l'ajutage sont placées trois directrices en tôle, destinées à empêcher le mouvement giratoire que l'eau a une tendance à prendre et qui a pour effet de disperser le jet en lui faisant perdre une partie de son effet utile. Un appareil de ce genre, avec un ajutage de 0n,18, a été employé sous une pression d'eau de 130 mètres.

Le débit de ces ajutages varie de 27 & 40 mètres cubes par seconde, suivant la pression et le diamètre ; la vitesse du jet atteint parfois 50 mètres par seconde.

Evacuation des débris et amalgamation de l' or. — Tunnels. — Slnices. — Ayant décrit les moyens employés pour amener l'eau sur les bancs de graviers qu'elle est appelée à détruire, nous allons

donner les dispositions généralement adoptées pour évacuer les débris, et pour recueillir la plus grande fraction possible du métal précieux, renfermé dans les graviers. Nous avons indiqué, en exposant les traits généraux de la méthode, après quelles études préliminaires et dans quelles conditions devait être effectuée la construction d'un tunnel d'évacuation ; c'est dans l'intérieur de ce tunnel que sont placés les sluices, et sa dimension dépend, en conséquence, de la capacité de ces sluices, qui sont eux-mêmes en relation avec la quantité des matières que l'on se propose de laver et la quantité d'eau dont on dispose.

Pour des sluices simples, ayant environ 2 mètres de section carrée et travaillant huit à neuf mois par an, on donne généralement au tunnel une section de 2m,30 de large sur 2m,65 de haut, ce qui, avec une pente de 4 pour 100, permet d'utiliser 2.000 à 2.500 pouces de mineur. Pour un débit de 3.000 à 3. 500 pouces, des tunnels plus larges et une double série de sluices sont préférables.

La pente du tunnel d'évacuation doit être considérable, aussi bien dans le but de mieux diviser les matières que dans celui de prévenir les engorgements ; mais, d'un autre côté, elle ne doit pas être exagérée, car, dans ce cas, l'usure des sluices serait trop rapide. Cette pente varie de 4 à 7 pour 100 et peut descendre à 3 1/2 pour 100, quand on traite des graviers très friables.

La longueur du tunnel varie suivant la topographie du terrain; dans quelques cas favorables, elle peut être réduite à 50 mètres. mais elle s'élève, au contraire, dans d'autres cas, à plusieurs kilomètres, suivant la position des vallées dans lesquelles le tunnel doit trouver son issue. Dans le cas de longueurs exceptionnelles, on est quelquefois obligé, pour établir la ventilation, de percer des puits d'aérage, ou de faire usage de ventilateurs.

Lorsque le tunnel a été conduit aussi près que possible du centre du bassin à exploiter, on doit creuser un puits pour établir la relation, entre le tunnel et la masse exploitable ; les mesures doivent être prises pour éviter d'avoir à percer ce puits sur l'un des bords, près de la roche encaissante, ou en un point qui ferait courir le risque de rencontrer un terrain formé de sables mouvants ou pauvres. En effet, les dépenses et les difficultés sont à peu près les mêmes, quel que soit le point d'arrivée du tunnel, et, tandis qu'on assure une longue durée aux travaux, en attaquant le

gîte au centre du bassin, l'attaque près des bords réduit promptement le champ de l'exploitation.

On doit prendre de grandes précautions pour relier le tunnel au puits, qui est quelquefois creusé d'avance. 11 est nécessaire de faire précéder le creusement proprement dit d'un trou de sonde, de façon à se rendre compte de la nature du terrain ; si celui-ci est solide, il n'y a pas à craindre de difficultés, mais s'il est mou, et à plus forte raison s'il est mouvant, on doit conduire les travaux avec le plus grand soin, il est même quelquefois avantageux d'abandonner l'établissement d'un puits dans un pareil terrain, pour le reporter en un point plus solide. Lorsque cela est possible, il est préférable de percer un trou vertical ; mais lorsque le terrain est ébouleux, il est quelquefois nécessaire de donner une certaine inclinaison à la partie inférieure; enfin, lorsque le terrain est très mouillé, l'extrémité du puits incliné doit être fortement protégée, et des arrangements doivent être pris pour en assécher les parois. La durée et la solidité des puits doit d'ailleurs être assurée par un boisage solide.

Le tableau suivant donne une idée de l'ampleur de quelquesuns de ces ouvrages dans quelques mines hydrauliques de la Californie.