INSTALLATION DES FOSSES EN BELGIQUE

Les descriptions précédentes démontrent, par des données pratiques, que plus un puits a d'importAûCô comme richesse et comme durée probable, plus on a été conduit à y faire des installations étendues et complètes ; le capital ainsi engagé se trouvant largement compensé par les avantages qui en résultent. Les installations belges sont presque toutes dans ce sens, et Tusage général est d'y couvrir, par un bâtiment continu, les machines, les câbles, la fosse et les versages. Les exemples, planches XXXVII, XXXVIII, et XXXIX se rapportent à ce système qui facilite le dessin archilec^ tural et dotine sous ce rapport un caractère spécial & chaque établissement houiller.

Les machines étant supposées mises en place, suf leurs fondations; les molettes sur leurs supports; le cli-

châ'ge, la recette et les verseurs établis, le problème consiste à envelopper tout lespace de murs et à le couvrir d'une charpente.

Le projet de ce bâtiment conduit à ladoption d'une architecture qui, le plus souvent, est une architecture d'ingénieur, c est-à-dire dans laquelle on se borne à régulariser les murs, les ouvertures et les piliers exigés par le service, en cherchant les formes les plus simples et les plus économiques.

La recherche des formes architecturales qui peuvent le mieux convenir à un bâtiment de fosse a été l'objet de nombreux tâtonnements; nous examinerons successivement les trois types que nous présentons comme exemples.

La planche XXXIX représente un bâtiment de fosse que Ion rencontre partout en Belgique et surtout dans le Borinage. C'est, en quelque sorte, la solution la plus simple et la plus économique que puisse recevoir la couverture complète d'un puits d'extraction.

Le clichage du puits est exhaussé de 4",50 au-dessus du sol environnant, hauteur suffisante pour le versage des charbons sur grilles et pour les classifications d'usage en gros, gailletteries et fines.

Une baie de 3",70 de hauteur traverse ce soubassement de part en part; elle sert de route pour les chariots qui pourront venir en dessous recevoir leur chargement; le plus souvent elle est traversée par deux voies de chemins de fer, dont les waggons reçoivent le versage direct des berlines sortant de la fosse. La face

antérieure porte également une large ouverture qui permet de sortir et d entasser les charbons au dehors, et d'organiser des versages extérieurs pour les rochers dont lextraction est inévitable.

Ces rochers, qui proviennent deschassages et des bouveaux, quelquefois même des abatages de faux toit ou de mur, faits dans les tailles et qu on ne peut loger dans les remblais, constituent un embarras pour les exploitations qui se trouvent en plaine ou qui avoisinent les villes et les villages. Il faut en effet des espaces assez considérables pour leur dépôt, et bien qu'on les entasse de manière à former des buttes ou territs assez élevés, on doit toujours prévoir, lorsqu'on achète les terrains qui doivent former le dommage d*une fosse, des espaces assez étendus pour recevoir les déblais sans qu'ils dépassent la hauteur du clichage, c'est-à-dire A à 5 mètres.

La halle au milieu de laquelle se trouvent le clichage et le châssis à molettes a 11 mètres sur 12; c'est une surface de 132 mètres carrés, largement suffisante pour toutes les manœuvres.

Le châssis à molettes est en porte-à-faux, et l'axe des molettes, qui coïncide avec l'arasement des murs, est à 13 mètres de hauteur, au-dessus du clichage. Derrière le châssis, on a pris deux chambres sur la largeur du bâtiment, en ne laissant, pour communiquer avec la sallo do la machine, que la largeur nécessaire au passagt> dos câbles. Ces chambres servent généralement de burtHiux.

La salle de la machine, surtout lorsqu on emploie des cylindres horizontaux, n'a pas besoin d'être aussi larçe et aussi élevée que celle du châssis à molettes. On rétrécit et on abaisse les murs de celte salle, en la raccordant au bâtiment de la fosse par une gaine en charpente et Yoliges qui recouvre les câbles. Il ne reste plus ensuite qu'à établir la distribution ,du rez-de-chaussée destiné à renfermer les ateliers, magasins et salles des mineurs, et à régler la disposition des ouvertures.

Les dispositions et formes représentées en plan et en élévations par la planche XXXIX sont aussi simples que le comportent les conditions auxquelles on doit satisfaire. Le bâtiment du puits a 22",60 de longueur, sur une largeur de 12",50 et une hauteur de 17",85, sous charpente; le bâtiment de la machine a 22 mètres de longueur, S'^.SO de largeur et une hauteur de 11 mètres.

Restent en dehors les chaudières, qu il serait utile de couvrir ; ce qui nécessiterait un bâtiment de 18 à 20 mètres de longueur sur une largeur de 9 à 10 mètres, pour abriter trois chaudières.

Lorsqu'on est chargé d'une pareille construction, il est naturel de chercher à lui donner une certaine élégance. On a beaucoup exagéré le surcroît de dépense qui résulte de cette recherche architecturale, et nous pensons que cette élégance est justifiée, toutes les fois qu'elle se concilie avec la solidité et les conditions du service. Nous signalerons d'une manière toute spéciale à l'attention des ingénieurs le bâtiment élevé récemment au charbonnage de Rochelle, près la station de

Roux, sur le chemin de fer de Charleroi à Manage.

Ce bâtiment, construit par M. Cador, satisfait à toutes les conditions d'une grande extraction,

Il comprend un bâtiment de fosse de 31 mètres sur 13",70, avec une hauteur de 17 mètres sous charpente; plus un bâtiment couvrant la machine d'extraction et le ventilateur, de 22 mètres sur 9, avec une hauteur de 12 mètres sous charpente. C'est une surface couverte d'environ GIO mètres carrés, non compris le bâtiment des chaudières et un appentis ajouté sur la façade, audessus des grilles de criblage établies pour le service du chemin de fer.

Le plan donne le détail des distributions du premier étage, le rez-de-chaussée étant consacré aux magasin! et ateliers. Ces distributions, analogues à celles précé-* derament décrites, ne sont nullement gênées par les lignes architecturales et les ouvertures élégantes qui assurent partout des communications faciles et un» lumière abondante.

Enlin, les figures 1 et 2 indiquent suffisamment le mode de construction du chevalet ou belle-^fleur, portant les molettes à 12",50 au-dessus du clichage supérieur. Les paliers des molettes sont fixés sur quatre sommiers horizontaux, portés en avant par quatre pièces vertica* les C, posées elles-mêmes sur une double traversa AA; cette traverse est portée à Tavant par deux piliers reliés entre eux FF. L'arrière des sommiers est soutenu par les traverses B et par deux autres piliers G, réunis par les traverses D, E| contre lesquels sont appuyés deux

pou8s«rdi, Ce mode de construction des chàfisi» à molettes est généralement adopté dans le pays de Cbarleroi.

Le bâtiment de M. Cador présente un caractère remarquable de style et d'élégance; or, si Ton fait le calcul de ce qu'auraient coûté les murs de môme dimension avec des ouvertures ordinaires, on trouvera que l'économie qui en serait résultée n aurait réellement eu aucune importance.

Le puits n** A de Sart-les-Moulins, près Charleroi, planche XXXVII, est un exemple de construction pour un cas particulier qui tend, d'ailleurs, à se répandre. Ce siège d'exploitation se compose de deux puits: Tun exclusivement consacré à Textraction, l'autre comprenant, outre un second appareil d'extraction, un vaste compartiment réservé à 1 aérage, à lépuisement et à la fahrkunst.

Les deux puits, à sections elliptiques, murailles à deux rangs de briques (0",50 d'épaisseur), se trouvent séparés par un massif de 8 mètres de terrain ; il s'agissait de les couvrir par un seul bâtiment, qui devait, en même temps, contenir toutes les distributions nécessaires au service, C'est dans ce but que l'on a disposé deux avant-corps destinés à augmenter les distributions disponibles pour les bureaux, les salles, ateliers et magasins.

Sur le plan et sur la coupe, le chevalet indiqué n'est destiné qu'au guidage; sa partie supérieure se relie à deux poutres en fer, armées, formant un pont jeté transversalement d un mur à Vautre du bâtiment et

supportant les sommiers des molettes. Ce projet ne fut pas exécuté; il a été remplacé par les châssis ordinaires du pays en porte-à-ffiux et avec poussards. Le premier projet avait l'avantage de mieux dégager la halle et d y laisser plus d espace libre.

Les molettes ne sont qu'à 9 mètres au-dessus du clichage supérieur, et cette hauteur suffît largement, dans la pratique, à toutes les prévisions du service. Les cages munies de parachutes sont guidées et attachées par des crochets de sûreté, pour le cas où elles seraient montées trop haut vers les molettes, et depuis trois années ces crochets nont pas euToccasion d'être utilisés.

La machine d'extraction appliquée à cette fosse est à deux cylindres conjugués, horizontaux, et fournie par les ateliers de Haine-Sainl-Pierre, pour la force nominale de 110 chevaux. Les cylindres à vapeur ont 0°,65 de diamètre et 1™,50 de course. Les bobines représentées planche XV ont un diamètre initial de 2 mètres, mais ont été surchargées de treize tours de câble qui le portent à 3 mètres. La profondeur du puits est de 244 mètres; le câble a 0",35 d'épaisseur réelle, après trois mois de service ; son poids moyen est de 6 kilogrammes par mètre courant.

Les cages employées sont représentées planche II; elles pèsent, avec un parachute Fontaine, 1,125 kilogrammes. Les quatre waggons pèsent 780 kilogrammes et en chargent 1,000. Enfin, le poids du câble déroulé est de 1,500 kilogrammes, de telle sorte que le moment est, au départ :

(il25-f-780+ i600+ 1500) 1,50 — (H25-f-780) 2,20 « 3316 kilogiiammes,

et à l'arrivée :

(1125 + 780+1600) 2,20 — (1125 4-780 -f-1500) 1,50 *B 2603 kilogrammes ;

la différence des deux moments n'étant ainsi que 713 kilogrammes.

La charge est montée en vingt tours de bobines, qui s'obtiennent régulièrement en 30 secondes. C'est une vitesse moyenne de 8 mètres par seconde. Du cinquième au quinzième tour, lorsque la machine est lancée, la vitesse est de 12 mètres par seconde.

Cette vitesse permet de monter 500 à 600 hectolitres par heure d'extraction.

Sur le devant du bâtiment est un hangar qui sert au triage et au chargement, suivant la méthode habituelle en Belgique. La coupe, planche XXXVII, indique la position des verseurs et des grilles ou filtres qui servent à séparer les fines de la gailletterie. Les fines se tamisent à travers les barreaux séparés généralement de 0"',04; ce qui n'a pas passé à travers la portion inclinée de cette grille passe facilement à travers la portion horizontale qui la termine, et le tout est reçu par un waggon placé au-dessous, dans la première travée. Les gaUletteries, qui ont glissé sur la grille, sont poussées avec des râteaux dans un waggon placé à côté du précédent, dans la seconde travée. Enfin, les gros charbons, houilles et gaUleltes, sont retirés à la main et chargés

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c «4 même dans rornementation de ces établisse- «is. Ou trouve dans plusieurs ouvrages des tracés de .'•minées rondes ou carrées; mais pour les détails de il urs formes on s'en rapporte trop souvent aux entrepreneurs chargés de les construire.

les cheminées rondes sont préférées toutes les fois que les bâtiments d extraction se trouvent exposés à des coups de vent violents; dans ce cas nous avons em^ ployé plusieurs fois le tracé représenté planche XLIX. Cest une cheminée octogone qui', sous le double rapport de l'élégance et de la solidité, nous a paru convenir. Les dimensions indiquées suffisent aux grandes machines d'extraction.

WAROCQUÈRES ET FAHRKUNST.

Les warocquères et les fahrkunst, destinées à descendre et à monter les ouvriers, tendent aujourd'hui à devenir un complément de plus en plus nécessaire du matériel des houillères. Cette nécessité résulte à la fois de l'approfondissement général des mines et de l'extension des travaux attenant à un même puits.

Déjà l'approfondissement des puits, joint à l'adoption des cages guidées, a depuis longtemps supprimé l'usage des échelles.

Comment en effet exiger des mineurs qu'ils descendent et remontent 400 à 500 mètres d'échelles, ce qui leur imposerait un travail pénible d'environ deux

heures, lorsqu'ils ont sous les yeux un appareil rapide et pourvu de parachutes qui peut les transporter en quelques minutes? Aussi tous les puits d'extraction pourvus de cages guidées avec parachutes sont-ils employés à la descente et à la remonte des mineurs. D en est résulté, pour les puits très-actifs, un surcroît de travail auquel les machines d'extraction ne peuvent pas toujours suffire. Plus l'extraction de la houille doit être active, plus il faudra en effet descendre et remonter d'ouvriers, et moins il restera de temps à consacrer à ce travail supplémentaire imposé à la machine.

Le trait du charbon dure généralement dix heures; mais il faut en outre extraire une certaine proportion de terres, et, dans la plupart des cas, épuiser les eaux qui se sont accumulées dans le puisard. Un puits très-actif doit recevoir de 200 à 300 ouvriers. Or, les cages ne fourniront en moyenne que douze voyages d'ouvriers par heure dans les puits profonds; à 12 ouvriers par voyage, c'est 144 ouvriers par heure. Il faudra donc de une heure et demie à deux heures par jour pour descendre les ouvriers et autant pour les monter. Ce simple calcul démontre que, dans beaucoup de cas, on peut se trouver embarrassé pour suffire à tous ces services. Une fahrkunst peut donc laisser à la machine trois à quatre heures disponibles, et d'autre part satisfaire avec plus d'avantage à la circulation des ouvriers. On peut supposer en effet cinquante à soixante ouvriers montant à la fois par la fahrkunst.

Toutes les fahrkunst sont composées de deux tiges juxtaposées, portant des paliers tous les 4 ou 6 mètres, et animées d'un mouvement d'oscillation inverse, de telle sorte que les ouvriers puissent passer facilement d'une tige à l'autre. Les premières qui furent établies au Harz consistaient en tiges de bois portant de petites marches, et recevant le mouvement alternatif d'un balancier aux extrémités duquel elles étaient suspendues.

C'est cet appareil que M. Warocqué a perfectionné, en établissant des tiges avec larges paliers, augmentant la course qui fut portée à 3 mètres, et substituant aux balanciers, qui encombrent les abords du puits, une colonne d'eau contenue entre les pistons de deux cylindres juxtaposés et mis en communication. Ces deux pistons soutiennent les échelles mobiles, et sont mis en mouvement alternatif par le cylindre à vapeur. Depuis l'établissement des warocquères à Mariemont, on s'est occupé de modifier encore les appareils allemands, dits fahrkunst, en imprimant directement le mouvement aux tiges oscillantes au moyen de deux cylindres à vapeur. Les deux tiges oscillantes portent chacune dans leur partie supérieure une crémaillère engrenant avec un même pignon, de telle sorte que la condition de mouvement solidaire et alternatif se trouve ainsi remplie aussi bien que dans les appareils à balanciers.

H. Delvaux de Fenfie a publié, dans la Revue universelle de Liège, un travail remarquable sur les fahr-

kunst. le but de ce travail étant à la fois la description des fahrkunst employées en Allemagne et la comparaison des différents modes de translation dans les mines.

D après un état comparatif de la circulation sur les échelles dans un grand nombre de mines : pour des profondeurs de 384 à 768 mètres, il faut à chacun des ouvriers de trois quarts d'heure à deux heures pour descendre, et d'une heure un quart à deux heures trois quarts pour remonter.

Prenant pour exemple un puits de 300 mètres seulement de profondeur et une circulation moyenne de deux cent cinquante ouvriers, l'auteur arrive à démontrer que la perte de temps et de force déterminée par les échelles représente, au prix moyen des journées en Belgique, une dépense annuelle de 87,000 francs; en supposant la descente et la remonte de deux postes, un poste de jour de deux cent cinquante ouvriers et un poste de nuit de cent vingt-cinq.

La warocquère ou fahrkunst de Mariemont est mise en mouvement par un cylindre à vapeur de 0",50 de diamètre et de 3 mètres de course. Les deux cylindres du balancier hydraulique ont le môme diamètre de 0",50. L'appareil fournit de «ix à sept oscillations doubles par minute.

Les tfges oscillantes sont en bois, platinées de bande^i de fer, et les paliers sont assez grands pour que deui ouvriers puissent s'y substituer Tun A Tautre, lorsque l'un monte pendant que l'autre desciend. Supposant

6 1/2 oscillations complètes par minute, l'ouvrier parcourt en une minute 6 1/2x2x3, soit 40 mètres. En sept à huit minutes, il aura, par conséquent, parcouru la hauteur de 300 mètres soit pour descendre, soit pour remonter.

Partant de ces données, M. Delvaux de Fenfle calcule le temps nécessaire pour la descente et la remonte de deux cent cinquante ouvriers, soit une heure cinquantequatre minutes, et il évalue la dépense en perte de temps et frais de la machine à 17,000 francs par année. Ajoutant 5,200 francs pour l'amortissement et l'entretien, la dépense totale est seulement de 22,200 francs par année.

La dépense occasionnée par les échelles étant, ainsi que nous lavons dit précédemment, de 87,000 francs, une warocquère présenterait une économie de plus de 60,000 francs, comparativement à Tusage des échelles. Cest à peu près le prix de la warocquère, y compris les frais de construction et de pose, qui se trouverait ainsi regagnée dès la première année.

Cette économie serait loin d'exister dans les mêmes proportions pour les fosses guidées qui descendent leurs ouvriers dans les cages et dont les machines d'extraction ont le temps de faire ce service. Pour des profondeurs moyennes, 300 mètres par exemple, une machine d'extraction peut faire par heure quinze voyages d'ouvriers, c est-à-dire transporter cent quatre-vingts personnes au fond. En une heure et demie, elle aura fait ce service avec plus de frais, il est vrai, qu'une machine spé-

cîale, mais avec autant de sécurité, quoiqu'on ait soutenu le contraire.

Une fahrkunst exige, en effet, de la part de l'ouvrier une certaine attention et une certaine intelligence. S'il vient à faillir, il peut avoir, au moment du départ, les pieds sur les deux paliers et être précipité ou blessé, comme cela est arrivé tant de fois. Dans le service des cages, la vie des hommes est confiée à la fois aux câbles et aux parachutes, et nous pensons qu'une statistique impartiale des accidents pourrait bien démontrer que les câbles et les parachutes sont encore plus sûrs que les tiges oscillantes.

La warocquère, ou plutôt le balancier hydraulique, qui en forme le trait caractéristique, présente un inconvénient, c'est la déperdition de l'eau par les fuites auxquelles peuvent donner lieu les pistons, et le passage de leurs tiges dan« les stuffing-box. Pour remédier à cet inconvénient, une petite machine à vapeur est employée à refouler de l'eau dans les cylindres du balancier hydraulique, toutes les fois que le niveau a sensiblement baissé.

On a cherché à remplacer le balancier hydraulique par l'emploi exclusif de la vapeur. Ainsi, en suspendant les tiges oscillantes d'une fahrkunst aux pistons de deux cylindres à vapeur juxtaposés, on pourra imprimerie mouvement alternatif à ces tiges. Comme ce mouvement doit être exactement solidaire, les deux tiges devront être réunies par un moyen mécanique quelconque qui établira cette solidarité.

i ( liiennes, a construit pluylindres, dont la planche L instruction.

r{i) établie à la houillère du Bou- :.)y, sur une hauteur de 330 mètres.

>uu6 aux paliers 0"*,70 sur 0'",60 (dimen- !i( iité un peu réduites pour les fahrkunst de r • id de Strepy). Les paliers sont soutenus par : nie de trois tringles en fer méplat, qui ont pour 'JU mètres supérieurs O^OS sur O^OS et pour les n mètres inférieurs 0",06 sur 0",02. Trois appareils .1 t-quilibre relient lune à l'autre les tiges oscillantes; ces appareils consistent en deux chaînes passant sur deux poulies, chaque chaîne étant attachée par ses extrémités aux deux tiges, de telle sorte que leurs mouvements d oscillation aient exactement la même vitesse et la même amplitude. Les trois appareils d'équilibre servent en même temps à réduire les poids supportés par la partie supérieure des tiges: le premier est établi à 40 mètres, le second à 110 mètres, et le troisième à 180 mètres.

Quant au mécanisme qui imprime à ces deux tiges le mouvement alternatif de 3 mètres de course, la planche L en explique suffisamment la disposition générale, et Von trouvera tous les détails de la construction dans le mémoire de M. Delvaux de Fenffe.

Les deux cylindres moteurs ont 0",55 de diamètre et 3 mètres de course; la distribution, qui se manœuvre à la main, est à simple effet. Les tringles des pistons, de

0",09 de diamètre, soutiennent directement les tiges oscillantes, dont les trois tringles sont en fer rond, seulement à la partie supérieure.

La solidarité des tiges oscillantes est établie par deux crémaillères en fer forgé, engrenées avec le même pignon, composé d'une couronne en fer forgé, calé sur un moyeu en fonte. Les crémaillères ont 3",50 de longueur et portent soixante dents, elles sont appuyées sur des rouleaux de friction qui les empêchent de s écarter dans aucun sens.

Les crémaillères et les pignons sont les parties qui 8 usent le plus rapidement, et Ton a été conduit dans la pratique à augmenter encore les dimensions indiquées par le plan.

Le cylindre dit comprimeur ou régulateur a 0",28 de diamètre, et ses deux lumières extrêmes sont réunies par un tuyau de 0"*,08, étranglé par un robinet. Ce cylindre est maintenu plein d'eau. A chaque oscillation, l'eau passe donc d'un côté à l'autre du piston, et la yitesse de ce passage est réglée par l'ouverture du robinet. Le piston du comprimeur reçoit le mouvement du pignon, de telle sorte que la vitesse de l'eau règle ainsi celle de l'appareil. Le comprimeur constitue un véritable frein.

La vitesse moyenne de cette fahrkunst est de 10 coups

par minute, la vitesse utile est donc — prr— = 0"*,50

par seconde.

Les expériences ont été faites au Boubier pour déter-

N (lii travail et de résistance de cet

vMH'iir étant de 330 mètres, il y avait

» travail maximum était dans 1 hypo-

.vriers se trouveraient montant sut une

tandis qu'aucun ne descendrait sur

de manière à faire équilibre. Le poids de

^ tait alors de 3,860 kilogrammes chargeant

lige, poids que le cylindre manœuvrait sous

sion de 2'''',32 par centimètre carré, soit un

5,510 kilogrammes. Le coefficient était donc

V pour 100, etVeffort correspondant à 36 chevaux,

la vitesse utile, de 0°,50 par seconde, précédem-

\i indiquée.

M. Delvaux def enffe analyse de la manière suivante le service de l'appareil, en admettant un poste de jour ^ de 250 ouvriers et un poste de nuit de 125 :

La vitesse de translation étant de 30 mètres par minute, il faudra au premier ouvrier 10 minutes pour descendre à 330 mètres de profondeur, et comme la machine marche à dix coups doubles par minute, 10 hommes arriveront au fond pendant ce temps. Pour Ventrée du premier poste, la machine travaillera

= 35 minutes. Le môme temps est néces-

saire pour sa sortie; donc la machine travaillera 1 heure 10 minutes.

La circulation du poste de nuit, pouvant avoir lieu pendant celle du poste de jour, ne causera aucun supplément de dépense.

:0Tnn*7 du poste de jour perdra en moyenne

ixwf. *r 'sriui de nuit Sa',!": perte moy^ûne,

.amiunr.Tement à Tusage des échelles, c>st

-* -TTi:ciUt* •nnsidérable, obtenue à la fois par fjAU:

rzns' t luvrier et surtout par celle de ses forr:»rs,

' " r^oi ménagées pour le travail dans la min^:.

!;• -Ttûnue vt trouve en partie indiquée par le Mjf>-

--î:rt^: r iîi î^ntimes que Ton paye aux ouvriers qui

K i!!. m U'i:zés de descendre par les échelles dans

- -îT-i moniies du Nord, où il n existe pas encore -ST« nor^ns le circulation. Nous disons en partie,

• »H*H* n îi^yint ce supplément, on n'obtient pas -^r-^r. ùii'Zf^. de descendre et de remonter par

- ---ja;iiL*i. .)ur .e travail que Ton obtiendra lorsque « «mi oefuîue ae lui sera plus imposée.