VOIES £T WAGGONS

La voie des chemins de fer souterrains doit être simple, facile à monter et à démonter; aussi la con- $truit-on presque généralement en fers méplats, plutôt qu'en rails à champignon.

Les dimensions des rails dépendent du poids des waggons qu'ils doivent porter. Pour des waggons portant 500 kilogrammes de poids utile, des barres de 0",055 surO",011 seront suffisantes. Mais si les chemins doivent durer longtemps, on fera bien d'augmenter ces dimensions.

La voie est, en général, de 0",60 à 0"*,80.

A Blanzy, pour des berlines portant 1,000 kilogrammes de poids utile, on a adopté la voie de 0",80 qt des rails en barres méplates de 0°,07 sur 0"*,02.

Les rails des chemins de fer souterrains, pour présenter les conditions désirables de solidité, doivent être maintenus par des coussinets.

Aux mines d'Anzin, on a trouvé avantageux de substituer aux traverses en bois des traverses en fer méplat

sur lesquelles les coussinets étaient solidement rivés. Les rivures étant sujettes à quelques altérations, on a fini par fondre les coussinets sur les traverses ellesmêmes, en déterminant la solidarité par des trous ou des encoches pratiqués à chaque extrémité.

Ainsi établi, un chemin de fer est facile à monter et démonter, sans qu'il en résulte aucun inconvénient au point de vue de la solidité.

Beaucoup de mines ont adopté de petits rails à champignon simple ou double pour avoir plus de résistance latérale. M. Cabany préfère avoir des traverses plus rapprochées et conserver au rail la forme de lame méplate; il a arrondi la surface de roulement et donné plus d'épaisseur à la base, conformément au tracé indiqué planche I, figure 4. Le rail est ainsi plus solide dans les coussinets, il se prête parfaitement aux courbures qu'exigent les galeries, aux nécessités d'un montage rapide, et se trouve en outre maintenu par la forme à gorge des roues des waggons.

Le bas prix est aussi une des conditions auxquelles satisfait la voie de 0",60 adoptée pour les houillères d Anzin. En supposant les traverses à 0"*,80 d'écartement, et tenant compte des coussinets de joint, le mètre de cette voie, tout posé dans les galeries, ne coûte que 5 francs. Or, un siège d'exploitation avec des travaux ouverts dans plusieurs couches et quelques bouveaux de recherche, exige au moins 5 kilomètres de voie et quelquefois plus. A l'économie obtenue dans l'établissement des chemins de fer souterrains, s'ajoutent d'ail-

leurs toutes celles qui résultent des facilités de leur entretien et de leur déplacement.

Les chemins de fer souterrains du bassin de Newcastle sont généralement construits avec des rails à pattes (rails Vignole); ils pèsent de 8 à 9 kilogrammes par mètre courant pour les voies ordinaires, el 11 kilogrammes pour les voies destinées aux transports par traction mécanique. La voie est de 0",73 pour une charge de 500 kilogrammes de houille. Les rails ont la semelle percée et sont fixés avec des clous sur des traverses en bois. La solidité générale du sol permet cette simple installation, qui, dans la plupart de nos houillères, vu la tendance du sol à se gonfler, ne présenterait pas une solidité suffisante et surtout serait trop difficile à réparer.

Le roulage souterrain et l'extraction sont aujourd'hui Vih intimement, car il n'existe plus qu'une seule méthode logique pour lextraction de la houille, c est de faire entrer les chariots de roulage dans des cages et de les enlever au jour. On évite ainsi les transbordements à l'accrochage, qui retardent les manœuvres, et qui sont coûteux, à cause des déchets et bris de gailleteries qu'ils occasionnent, plus encore que par la maind'œuvre qu'ils exigent.

La capacité et la forme des chariots ou waggons de roulage souterrain doivent être déterminées suivant les conditions des travaux dans lesquels ils doivent circuler. On leur donne, en général, la plus grande capacité que permettent les galeries, afin de diminuer la pro-

- asportion du poids mort et d'obtenir le plus grand effet utile des rouleurs employés.

Dans Texploitation des petites couches, on fera bien quelques sacritîces pour conserver de grandes sections dans les traverses ou bouveaux, et dans les voies d'allongement; mais il s'agit d'amener les waggons chargés au bas de toutes les tailles, et pour cela il faut le plus souvent les faire monter sur des plans automoteurs, tracés suivant l'inclinaison même des couches. Or, la nécessité d'entailler profondément le toit ou le mur des couches peu puissantes, et de maintenir une hauteur et une largeur suffisantes dans les galeries ménagées à travers les remblais, oblige souvent à réduire la hauteur et la largeur des waggons.

Malgré les nombreux exemples de ces waggons de capacité réduite, on peut considérer le principe de la capacité maximum comme établi à la fois parla théorie et la pratique. En effet, d'une part, le rouleur transporte ainsi la plus grande charge possible à chaque voyage, et, d'autre part, le poids mort du waggon est d'autant moindre que la capacité de ce waggon est plus considérable.

Les plus grands waggons employés dans les houillères pour le roulage souterrain sont ceux de Blanzy (planche IV). Les galeries dans lesquelles ils circulent ont, au minimum, 2 mètres sur 2 mètres, et, par conséquent, on n'a pas à se préoccuper de la section libre des passages. Ces waggons furent d'abord des bennes roulantes; la forme la plus employée aujour-

é'hui est une berline ovale de 1",50 de longueur sur 1",13 de largeur, dont la caisse a une hauteur de0"*,95, y compris Tépaisseur du fond. Celle caisse esl montée sur des essieux tournants, avec roues calées de 0™,30 de diamètre à la jante ; de telle sorte que la hauteur audessus des rails est de 1",25. Le chargement maximum est de 1,000 kilogrammes de houille. Ces grandes dimensions des waggons, leur forme ovale, qui, dans les galeries étroites, serait considérée comme vicieuse et déterminant une perle d'espace, s'expliquent par la Jection toujours considérable des galeries de Blanzy; elles ont Tavantage de réduire le poids mort au tiers du poids utile.

A côté de ces avantages viennent les inconvénients que nous avons signalés précédemment. Les manœuvres accidentelles ou nécessitées par le service sont difficiles pour les rouleurs qui doivent se servir de leviers et souvent appeler à leur aide. La grande élévation de la caisse au-dessus des rails rend aussi le chargement plus pénible.

Dès lors, malgré la supériorité évidente des chariots de grande capacité, on a pensé que dans certains cas il pouvait y avoir avantage à réduire d'environ moitié la capacité de 12 hectolitres.

Il faut nécessairement distinguer les différents cas qui peuvent se présenter. Si le trajet est court; si la voie est défectueuse ; s il y a dans le trajet ou aux extrémités quelques manœuvres difficiles, le waggon de 12 hectolitres se trouve évidemment dans de mauvaises condi-

tions, et il peut être logique de lui préférer des waggons plus petits. Mais si le trajet est long; si la voie est bonne et bien entretenue; si Ton a eu soin de faciliter les manœuvres et les chargements par les précautions qu'indique la pratique, les grands waggons reprennent alors leur incontestable supériorité.

Le roulage souterrain ne diffère du ro*ulage au jour que par les exigences de la section des galeries, par le faible rayon des courbes, par les tournants brusques sur plaques, par les difficultés que présente l'entretien de la voie et du matériel ; lorsque les galeries, comme celles de Blanzy, sont à grande section et solides, il y a tout avantage à rapprocher autant que possible les conditions du matériel souterrain de celles qu'on adopterait de préférence pour des transports faits à la surface.

On a cherché à concilier toutes ces conditions, même dans les exploitations qui n'ont que de petites couches, en maintenant aux galeries de roulage des sections minimum de 1",30 sur 1",10, et y faisant circuler des waggons de 6 hectolitres.

Ces waggons sont construits en tôle ou en bois ; les planches I et VII représentent les deux types.

Le waggon Cabany (planche I) est étudié de manière à présenter la plus grande capacité, en occupant le moins d'espace possible, et en second lieu de manière à obtenir les formes les plus résistantes.

L'adoption des essieux coudés permet de réduire à son minimum la hauteur du waggon, de telle sorte que

— 4t — le chargement se trouve facilité et ((ue la circulation peut être plus longtemps maintenue malgré laflexion et la rupture fréquentes des bois placés au faîtage des galeries.

Les formes latéralement bombées de la caisse protègent les roues, qui se trouvent ainsi préservées des chocs. La disposition coudée de l'essieu permet d'ail leurs d'augmenter le diamètre des roues, ce qui réduit beaucoup les chances de déraillement. Enfin, on remarquera surtout le montage et le démontage facile des fusées, qui sont les parties les plus exposées à s user et se fausser; ces fusées, faites en acier, peuvent résister longtemps ; elles se remplacent avec tant de facilité que leur usure a cessé d'être un embarras.

Le waggon Cabany, exécuté dans les dimensions indi^ quées planche I, figures 1, 2 et 3, pèse 176 kilogrammes, qui se détaillent ainsi qu'il suit :

Kilogr.

Tôles de la caisse 56 y»

Equerres et rivets 41 »

Deux butoirs en bois 6 »

Boulons des butoirs 2^50

Deux essieux, platines et boulons 19,50

Quatre platines et huit boulons des roues. 2,50

Fonte des roues 40 n

Deux longerons 5 »

Quatre fusées et écrous 3,50

Les tôles des parois ont 2 millimètres d'épaisseur, et les tôles du fond en ont 3.

Ce waggon, une fois mis en service, est compté pour 180 kilogrammes de poids mort, à cause du menu char-

bon qui reste adhérent aux anfractuosités ; il chargé 500 kilogrammes en charbon tout venant.

On a beaucoup discuté sur la préférence à donner au bois ou à la tôle pour la construction des waggons de mine. Les conclusions auxquelles a conduit la pratique sont : que la tôle est préférable lorsque les roulages sont bien organisés et les waggons exposés à peu de chocs ; mais que dans les roulages où les voies sont mal établies, où les waggons doivent circuler sur des plans automoteurs exposés aux déraillements par les conditions de leur installation, le bois est préférable. Les waggons en bois sont en effet plus faciles à réparer que les waggons en tôle; lorsque sur un plan automoteur ils sont jetés hors la voie et précipités en bas, les ferrures sont facilement redressées, réparées et appliquées à un autre waggon en bois, tandis que le waggon en tôle, lorsqu'il est brisé, est d une réparation plus coûteuse.

Beaucoup de houillères, comme celle de Blanzy, ont adopté une construction mixte dans les waggons rectangulaires de 6 hectolitres, représentés planche [II, et dans les waggons elliptiques, de 12 hectolitres, représentés planche IV: les fonds sont en bois et les parois latérales sont en tôle. On évite ainsi lesdiffîcultés principales de construction et de réparation.

Le waggon elliptique est surtout facile à construire et à réparer, parce que le coffre se trouve composé d une seule tôle ployée. En cas de déformation, il sjiffît de réchauffer la tôle pour pouvoir en rétablir promptement la forme, en la frappant sur un mandrin.

L'emploi du bois, sous l'épaisseur de 4 à 6 centimètres, pour formerlefond des waggons, retenu par unboulonnagesur cornières (planches ÏII et IV\ tend à augmenter la proportion du poids mort, mais d'une manière qui n'est pas assez sensible pour qu'il y ait lieu des yarrêter.

Lewaggon rectangulaire deBlanzy (planche III), exécutéen tôle de 3 millimètres et chargeant environ 600kilogrammes de houille, pèse 230 kilogrammes. Cette proportion du poids mort diminue rapidement, à mesure que la capacité du waggon augmente. Ainsi le waggon planche IV charge 1,000 kilogrammes et ne pèse que 350 kilogrammes. Il est donc important d'indiquer par quelles considérations on a été conduit à modiQer les conditions du roulage en réduisant la capacité de waggons.

Avec le système actuellement adopté de galeries à chevaux, pour les distances principales, et de plans automoteurs pour les transports sur l'inclinaison des couches, les rouleurs n'ont généralement à parcourir que des galeries de 100 à 300 mètres de longueur. Le reste du trajet s'effectue par la force automotrice ou parles chevaux; mais pour livrer le waggon soit aux plans inclinés, soit aux galeries à chevaux , soit enfin à l'envoyage, il faut exécuter certaines manœuvres de poussée ou de virement sur plaques de fonte.

Cette complication de mouvements a modifié le principe posé en faveur de la capacité maximum des waggons, parce qu'un waggon qui dépasse un poids de 700 à 800 kilogrammes (poids mort et poids utile compris) ne peut

plus être viré ou poussé sur des aiguillages, par un seul rouleur. Un waggon de 12 hectolitres, par exemple, exige deux hommes pour l'exécution des divers mouvements nécessaires aux garages, virements et manœuvres, de telle sorte que, ces mouvements venant à se répéter plusieurs fois dans le trajet, on perd ainsi tout l'avantage que donnaient la grande charge et la diminution du poids mort. Ajoutons que dans le cas d'un déraillement sur son parcours, un rouleur isolé se trouve fort embarrassé avec un waggon de 12 hectolitres ; il est obligé d'aller chercher des leviers ou d'attendre que l'on vienne à son aide.

Lors donc que les transports, au lieu d'être longs et simples, sont courts et entrecoupés de plans automoteurs et de manœuvres, il peut y avoir avantage à substituer aux waggons de 12 hectolitres des waggons qui en contiennent seulement 6.

L'expérience comparative a été faite récemment à Blanzy, sur deux exploitations placées à peu près dans les mêmes conditions de transport.

Le trajet total était, dans les deux cas, de 500 mètres, et sur ce trajet, 150 mètres seulement étaient parcourus par les rouleurs, le reste s'achevant par des chevaux.

Dans ces conditions, le tableau ci-joint des dépenses comparatives faites aux deux puits pour le roulage donne pour prix de revient du transport : 0^,0305 dans le premier cas, c'est-à-dire avec les waggons de 6 hectolitres, et 0^0314 dans le second, c'est-à-dire avec les waggons de 12.

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