TOME II

290 CHAPITRE Vfir.

de 1»- o«r ,80 , et passaient sur le foyer établi au bas du puits , à Vet* trémité de cette galerie.

Le second courant descendait par le puits n*" 6 jusqu^à la profondeur de 286 mètres , circulait dans une galerie de roulage de 91 mètres de longueur sur 2»- car.^g^ de section, parcourait une seconde galerie de 150 mètres de longueur sur 2m. car. ^25 de section , passait au front de 245 mètres de gradins, et venait déboucher dans le puits no 5 à la profondeur de 185 mètres par une galerie étroite et tortueuse de 540 mètres de développement.

Le 19 mai 1843, à la température et sous la pression extérieure, qui étaient, la première, de 15 degrés, et la seconde de 0»,7572 de mercure , le foyer débitait 5**». cnb.^990 d'air par seconde.

La température de Tair de la mine, avant son arrivée sur le foyer, était de 19 degrés, et la température de Tair, à la sortie du puits no 5 , de 25o,75 : Télévation de température était donc de 6«,75.

En prenant 0,26 pour la chaleur spécifique de Pair, et supposant que la combustion de 1 kilogramme de houille développe 7.000 unités de chaleur, on trouve, en effectuant des calculs analogues à ceux qui ont été faits précédemment , que la chaleur communiquée à Tair est environ les 27/1 00«* de la chaleur totale développée par la combustion de la houille.

Or, le ventilateur, replacé sur le puits n" 5, quelques jours après Texlinction du foyer ^ produisait identiquement et dans les mêmes conditions, le même tirage, lorsqu'on lui imprimait une vitesse de rotation de 413 tours par minute ; il débitait alors 3™- cub.^990 d'air à la température et sous les pressions extérieures précédentes; l'excès de pression de Pair extérieur sur l'air aspiré par le ventilateur était mesuré, à la température de 18 degrés , par une colonne d'eau distillée de 0",013 de hauteur, équivalente à une colonne d'air de 10«,669: le poids du mètre cube d*air saturé de vapeur d'eau étant de liLii-,2t7,à la température de 15 degrés et sous la pression de 0«,7572 de mercure , le travail utile produit par le foyer et par le ventilateur était de 3,99 X 1,217 x 10,669=51,807 kilogrammes élevés à 1 mètre par seconde, ce qui correspond à 0,69 cheval-vapeur.

La puissance motrice transmise à l'axe du ventilateur par la petite machine à vapeur qui le faisait mouvoir, a été mesurée avec le freio de Prony par M. Glépin , qui Ta trouvée de 2,558 chevaux-vapeur. D'où il résulte que l'effet utile du ventilateur était les 27/100» da travail moteur total.

En supposant que la chaudière de la machine à vapeur brûlât 5

kilogrammes de houille flénu de première qualilé, par force de cheval et par heure , la consommation de combustible pour obtenir une circulation d'air deSm.cub.^goo par seconde à Taide du ventilateur, a dû s'élever à 306 kii ,96 par jour de 34 heures. Celle du foyer d*aérage était, ainsi que nous Tavons vu , de 587Ui-,75 dans le même temps , c'est-à-dire 1/4 en sus à peu près.

Mais si les S/IO^»* de la chaleur développée par la combustion delà houille sur le foyer d'aérage eussent été utilisés , comme cela arrive dans quelques puits très-secs, et comme nous en avons vu des exemples pour la fosse Ernest d'Anzin et la fosse n» 3 du Grand- Buisson , le foyer d'aérage eût produit la même élévation de température, et par conséquent eût donné lieu à la même circulation d'air,

"27 en brûlant seulement 387,75 X •gQ'== ^^1 kilogrammes de houille

par vingt-quatre heures, c'est-à-dire que sa consommation eût été de 57 pour 100 au dessous de celle de la chaudière de la machine motrice du ventilateur.

Inconvénients de la fermeture hydraulique du ventilateur. — M. Glépin a remarqué que la disposition du ventilateur représentée fig, 1 et 2, PI, XXy ^ présentait cet inconvénient, que Teau contenue dans le vase annulaire placé à sa partie inférieure pour éviter Taspiration deTair, ne produisait pas TefFet attendu; quoique la hauteur de Teau fût de beaucoup supérieure à celle qui mesurait l'excès de pression de l'air extérieur sur Pair en mouvement aspiré^ cett« eau , agitée par le mouvement de rotation du cylindre en tôle fixé sous la couronne du ventilateur, était entraînée dans l'intérieur de la machine , d'où elle s'écoulait au dehors. Il était donc nécessaire de diriger dans le vase annulaire un courant d'eau constant, si on ne voulait pas qu'il se vidât. Dans le cas où il était vide , il devait y avoir une aspiration nuisible de l'air atmosphérique par l'intervalle existant entre le collet fixe et la partie mobile de la machine ; dans Tautre cas, l'eau elle-même était aspirée, ce qui produisait également un effet nuisible.

f^entilateur double établi à Sauwartan par M. Glépin. •— Itf. Glépin a donc pensé qu'il serait préférable de faire tourner le ventilateur autour d'un axe horizontal, suivant la disposition que j'avais indiquée pour les ventilateurs de magnanerie , de salles d'hôpitaux , et qui est représentée fig. 3 et 4, PL XXF. H a construit, pour la fosse de Sauwartan , un ventilateur installé de cette manière. Les fig. 2,3 et 4, Z'/. XXV l^ montrent la disposition adoptée.

Le puits P est entièrement fermé par une voûte en maçonnerie.

Deux conduits c^, c', à section intérieure prismatique sont construits au dessus du puits et communiquent avec son intérieur, lis sont fermés par le haut ; dans les parois verticales planes et en regard sont ménagées deux ouvertures circulaires c, c, devant lesquelles sont placées les deux ouvertures d*un ventilateur double monté sur un axe horizonlal ; les ailes sont fixées à un disque énarbré sur Taxe, au milieu de la distance qui séi>are les deux parois, et rasent par leur tranche les bords des ouvertures circulaires. On a ainsi deux venlilateurs accolés agissant sur les deux conduits. L^arbre en fer se prolonge à travers la paroi de Tun d'eux et porte les poulies pour la transmission du mouvement à Taide de courroies.

Le ventilateur de Sauwartan a 2 mètres de diamètre extérieur , 1"»,59 de diamètre intérieur aux ailes ; la hauteur des ailes dans le sens parallèle à Taxe est de 0^,40 ; le nombre des ailes , 2 ; Tangle sous lequel les ailes viennent couper la circonférence intérieure est de 4« 37' , fig. 3.

A la température extérieure de 18 degrés, et sous une pression barométrique de 0»,74â9 , ce ventilateur, en faisant environ 515 révolutions par minute , extrayait de la mine 4™- cub.,97 d*air par seconde , l'excès de pression de Tair extérieur sur Tair intérieur étant mesuré par une colonne d'eau de 0'°,046 de hauteur.

A la vitesse de 479 tours par minute, il extrayait 3°>* c»b*,667 d'air par seconde , l'excès de pression de l'air extérieur sur l'air intérieur étant mesuré par une colonne d'eau de 0m,0389.

Le mauvais état de la machine à vapeur motrice n'a pas permis à M. Glépin d'évaluer avec une approximation convenable le travail moteur transmis au ventilateur , pour produire les effets rapportés ci-dessus. Il pense que le travail utilisé étajit à peu près la même fraction du travail moteur transmis à l'axe , que pour L'appareil du même genre placé au Grand -Hornu.

L'effet utile du ventilateur à ailes courbes , observé par M. Glé* pin , est inférieur à celui que j'en attendais. Les causes principales de cette différence me paraissent être dans l'existence du jeu annu* laire entre la partie mobile de la machine et l'orifice par lequel elle puise l'air aspiré. D'un autre côté , il est permis de croire que le nombre des ailes des ventilateurs du Grand-Hornu et de Sauwartan était trop faible, et qu'il aurait été plus avantageux de leur donner 5 ou 6 ailes , comme je l'avais proposé. Quoi qu'il en soit , sous le rapport de l'économie du combustible , le ventilateur aspirant à ailes courbes ne serait inférieur qu'aux foyers d'aérage établis au bas de puits profonds d'une grande section et parfaitement secs , et aux ma-

cbines aspirantes à pistons de (grandes dimensions, construites et entretenues avec le plus grand soin. M. Glépin conclut de ses observations qu*un ventilateur capable de remplacer la machine à pistons do puits de TEspérance devrait avoir pour moteur une machine de la puissance de 29 chevaux environ.

Les frais de premier établissement d^une pareille machine motrice et du ventilateur sont évalués par lui à la somme de 80,665 fr. , dans laquelle le ventilateur , avec ses fondations , entre seulement pour 1,553 Ar. Les frais de service annuel s*élèveraient à une somme totale de 12,3M fir. 72 c.

On a vu que la machine aspirante à pistons du Grand-Buisson avait coûté, avec sa machine, en frais de premier établissement, 63,537 fr. 30 c, et que les frais de service annuel s'élevaient à 12,917 fr. 70 c. Ainsi le ventilateur aspirant est encore préférable aux grandes ma* chines à pistons , et ne le cède qu'aux foyers d'aérage établis dans les meilleures conditions*

yeniUateurs à ailes plana, — Depuis la publication du traité de Paérage^on a construit, en Belgique, plusieurs ventilateurs de formes différentes à ailes droites ou courbes. Il résulte des observations de M. Glépin, que Teffet utile de tous ces appareils est inférieur à celui du ventilateur à ailes courbes construit d'après les principes que j'ai développés. Je ne m'arrêterai donc pas à les décrire.

VU aspirante ou soufflante, — On a également construit des vis aspirantes , consistant en un noyau plein auquel est fixée une spire d'une cloison héliçolde. Cet appareil est placé dans un cylindre dont le contour intérieur est rasé par les bords de la cloison héliçoïde ù laquelle on imprime un mouvement de rotation continu. L'appareil étant logé dans l'épaisseur d'une voûte ou d'un mur qui recouvre un des puits de la mine , on aspire l'air delà mine pour le rejeter à l'extérieur , ou bien on insuffle l'air atmosphérique dans le puits^ suivant le sens du mouvement de rotation imprimé à la vis. J'ai donné , dans un supplément au Traité de l'aérage, une théorie de cette vis qui, lorsqu'elle est bien construite, me paraît pouvoir réaliser un travail utile à peu près équivalent à celui d'un bon ventilateur à ailes courbes; mais , comme sa construction me parait moins simple que celle du ventilateur, Je ne la décrirai point ici. La ftg. 5 , PL XX f^^ représente la vis telle qu'elle a été construite en Belgique par M. Motte. Les fig. 6 et 7 représentent la vis avec un noyau plus gros , comme j'ai proposé de la construire , afin d'éviter l'existence de deux courants d'air en sens inverse l'un de Tautre qui ont lieu dans les vis dont le noyau est trop petit (ro/. le Supplément au Taité de

214 CaAPlTKE Vlil.

l'Aériige). Les vis établies en Belgique par M. Moite, et qui ont été le sujet d'observations de la part de M. Glépin, ont donné un effet utile moindre que celui du ventilateur du Grand-Homu, dans la proportion de 32 à 28. La vis a Tavantage de pouvoir à volonté agir comme machine soufiSante ou comme macbine aspirante , ce qui peut être utile dans certaines circonstances. Il suffit de changer le sens du mouvement de rotation de Tappareil pour qu*il insuffle dans la mine Tair puisé dans Tatmosphère. Il n*en est pas de même des ventilateurs à force centrifuge. Si on changeait le sens du mouvement de rotation , ils aspireraient encore Taîr par Touverture centrale , et le rejetteraient à la circonférence ; seulement ils deviendraient des machines aspirantes très-défectueuses. Pour les employer comme machines soufflantes, il faudrait les placer dans rinlérieur d*une chambre communiquant librement avec le puits où Ton voudrait injecter Tair , en appliquant leur ouverture centrale contre un orifice circulaire ménagé dans la paroi de celte chambre ^ par lequel entrerait Tair puisé dans Tatmosphère.

Trompes. — Lorsque Ton a à sa disposition une chute d^eau de 5 à 4 mètres au moins de hauteur , on peut rutiltser pour établir une trompe j qui sera placée près de Touverture d*entrée de Tair dans la mine, et fonctionnera comme machine soufflante. La construction de la trompe est simple , et d'ailleurs assez généralement connue. La fig, 16, PL XXI It , représente celle qui a été établie par M. d*Aubuisson , pour aérer la galerie Becquey aux mines de fer de Rancié (Âriége). Elle se compose d'un canal G , qui amène Teau ; d'un arbre foré D, recevant Peau par sa partie supérieure , et posé sur le fond supérieur d'une caisse ou barrique E , ouverte par le bas , et plongée dans une fossfi remplie d'eau ; e est une plaque de fonte appelée tablier , sur laquelle se brise l'eau tombant par Farbre creux, f est le porte-vent ou conduit implanté sur le fond supérieur de la caisse « par lequel l'air dégagé de l'eau est amené dans le puits ou galerie d'entrée de l'air. L'arbre creux est terminé à sa partie supérieure par une espèce d'entonnoir c, appelé é/ran^m7/on. Quatre trous </, d, nommés aspirateurs sont percés immédiatement au dessous de l'étranguillon , et permettent l'entrée de l'air atmosphérique qui est entraîné par l'eau. Dans la trompe de Rancié , l'arbre creux avait un diamètre intérieur de 0m,22; l'étranguillon, un diamètre de 0%15< La hauteur de la chute , depuis le seuil du canal qui amenait Teau jusqu'au tablier, était de 8^,61 ; le volume d'eau motrice de 40 à 50 litres par seconde. L'air pouvait être comprimé dans la barrique, de façon que l'excès de sa pression sur la pression atmosphérique fût

AERAGE DES MINES. 2i)5

mesuré par une colonne d*eau de 0»,85 de hauteur.

Suivant M. d*Aubuis8on (Annales des Mines , 2« série , t. IV, p. 238) , il cooTient, pour une forte trompe, de multiplier les arbres creux ^oi sont implantés sur le fond supérieur d*une même caisse ou réservoir. L*étranguillon de chaque arbre doit être placé aussi haut que possible au dessus du tablier. Il suffit de donner à Torifice de Tétranguillon un diamètre suffisant pour que toute Teau que doit recevoir Tarbre puisse y passer avec une vitesse de 3 ou 4 mètres par secoode , ce qui correspond à une hauteur génératrice de 0»,45 à 0,80. Le diamètre intérieur de Tarbre est plus grand dans le rapport de 8 à 5. Le tablier doit être placé à 0«,50 au dessus du fond de la caisse immédiatement sous les arbres. Enfin les aspirateurs doivent être ouverts au dessous , et très-près du bas de Tétrauguillon.

Je dois faire remarquer que Tair, amené parla trompe de la galerie Becquey , devait circuler dans une conduite en fer-blanc de 0,10 de diamètre seulement, et dont la longueur développée approchait de 400 mètres. U était nécessaire , à cause du frottement de Tair dans une conduite aussi étroite , d'obtenir une forte pression dans la caisse de la trompe , pression qui pouvait aller , en efiPet , jusqu'à un excès de 0»*,85 en colonne d'eau sur la pression extérieure. Si Ton voulait aérer par des trompes une mine étendue, il faudrait chercher, conformément à ce qui a été dit antérieurement, et aux observations recueillies sur les houillères de l'Espérance , de Sacré-Madame et du Monceau, à obtenir une grande masse d'air sous une faible pression. U paraîtrait convenable, dans ce but, 1» de donner à la caisse de fort grandes dimensions ; 2o de donner une section considérable , égale à celle des galeries de la mine, au porte-vent qui établirait la communication entre l'intérieur de la caisse et le puits d'entrée de l'air ; 30 enfin , on adopterait pour l'issue de l'eau au bas de la caisse une disposition analogue à celle qui est représentée fig. 17, PL XXIII, et indiquée aussi par M. d'Aubuisson dans le mémoire déjà cité.

La caisse aurait la forme d'une baignoire ou d'un parallélipipède allongé. Les arbres seraient placés à Tune des extrémités. Le tablier , légèrement incliné en avant , serait directement au dessous. L'eau , après avoir frappé ce tablier, coulerait vers l'extrémité opposée de la caisse , et reviendrait sortir par une fente longitudinale a , ménagée au bas de la paroi à laquelle est appuyé le tablier. Celte fente communiquerait avec un espace extérieur h, fermé par une paroi verticale c. L'eau sortant de la caisse remplirait cet espace , et s'épancherait par dessus le bord horizontal de la paroi. II suffirait que celui-ci fût élevé de 30 à 35 centimètres au dessus du bord supérieur de la

d96 CfiAPiTAE VIIK

fente a. Le porle-vent serait adapté à rexlrémilé de la caisse , opposée à celle où seraient les arbres et le tablier.

Quand on voudra seulement porter de Tair au fond d'aae paierie isolée, comme il s'agissait de le fSaire pour la galerie Beequey, on devra se rapprocher des dispositions de la trompe établie dans cette localité.

Éff^t utite de$ trompes. — L^effet utile des trompes est uno très* petite fraction du travail dépensé. Il s*élève tout ou plus , d'après les observations publiées dans les Jnnaleê des Mines par MM. Taréf et tbibaud, et M. dUubuisson , aux 15/100 de celui-ci. On ne sait pas si les trompes, dans le cas où la compression de Tair devrait être trèspetite, seraient plus ou moins avantageuses que les trompes ordinaires. Il est peu probable qu*e11es eussent un avantage notable. Ainsi 9 si Ton voulait tirer le meilleur parti possible dVne chute d^eau pour Taéragc d'une mine , il faudrait établir une bonne roue hydrau-» llque , qui transmettrait le mouvement à un ventilateur à ailes courbes bien construit. Si , au contraire , on peut disposer d'une chute élevée et d'une très-grande quantité d'eau , les trompes seront préférables, parce qu'elles sont plus faciles à établir , qu'elles coûteront moins en frais de premier établissement , etn^exigeront presque aucune dé* pense d'entretien.

Moyen eniploxé accidentellement en Angleterre pour renouveler l'air, dans une mine infectée et inaccessible, — On fait usage quelquefois, en Angleterre, à la suite d'accidents survenus dans des mines de houille par détonation du gaz inflammable , d'un moyen d*aérage fondé sur le même principe que la trompe. Dans l'impossibilité où l'on se trouve de rallumer le foyer d'aérage, on fait tomber dans le puits d^entrée de Pair {dotancast shaft ) un courant d'eau pris à la surface. Ce courant entraine avec lui de l'air atmosphérique , qui se dégage au bas du puits et se répand dans les travaux pour aller sortir par une autre issue. Il faut ensuite , quand on a purgé la mine des mofettes qui la remplissent , épuiser avec les pompes l'eau qu*on y a jetée.

Ce moyen pourrait être employé d'une manière permanente dans es mines où il aurait une galerie d'écoulement pour les eaux qu'on aurait fait tomber dans le puits. Il faudrait alors adopter des dispositions telles , que l'air dégagé de l'eau ne fût pas entraîné avec elle dans la galerie d'écoulement, mais fût obligé de circuler dans les travaux. Il suffirait , pour cela , de fermer la communication du puits et de la galerie d'écoulement par une cloison verticale , laissant entre elle et le sol , pour l'issue de l^eau , une fente longitudinale dont le

AËaAGE DES MINBS. W7

bord SBpérknir fftt toujours maintenu au dessous du nifeau de Teau , t«it du côté du puits que du côté de )a galerie. G^t un moyen analogue à celui qui est employé pour la sortie de Teau de la caisse des tronpes.

En général , il sera facile de trouTer un bien meilleur emploi pour ttoe chute d*eau semblable à celle dont nous venons de parler. Ce moyen d*aérage sera donc employé très^rarement et dam des circonstances purement exceptionnelles.

KentiMeurê du Nërts. — La flg. 15 , PL XXIII, représente la machine aspirante connue depuis longtemps sous le nom de double ▼entilateur du Har(2. Elle est d*une construction très*simple et n^eiige presque pas de frais d*entretien. Elle se compose essentiellement d*Uft balancier B, terminé par deux secteurs circulaires S , S^, auxquels sont suspendues par des chaînes deux caisses mobiles cylindriques ou rectangulaires G, €^. Ces caisses, entièrement ouvertes par le bas, portent sur leur fond supérieur une large ouverture rectangulaire manie d*un clapet qui s*ouvre de dedans en dehors. Elles sont renversées dans d^autres caisses plus grandes D^ IV , dans Tintérieur desquellos dles peuvent se mouvoir en montant et en descendant.

Les caisses D , IK sont fixes et contiennent de Teau dans laquelle plongent les caisses mobiles, qui ressemblent à des cloches de gazomètre. Les fonds des caisses fixes D, IK sont traversés par de larges inyaitx T, T^, qui s^embrancbent sur le canal K , par où Tair arrive à la machhie. Ces tuyaux s*âèvent au dessus du niveau deTeau eontemif dans les caisses, et sont munis, à leur orifice supérieur, de eiapcts s*ouvrantde rintérieuràrextérieur. En imprimant au balaneier un mouvement alternatif, les deux caisses mobiles sont alternativement abaissées et élevées, et il résulte de la disposition des clapets , que Pair venant du canal K par un des tuyaux T, T^ remplit la caisse mobile pendant qu'elle se soulève , et est rejeté dans Tatmosphère lorsque cette caisse s*abaisse. Le jeu est le môme que celui d*une double machine à pistons , et Teau contenue dans les caisses fixes remplace ici la garniture du piston mobile , qui frotte contre les parois d*un cylindre alésé.

Le ventilateur simple se compose d*une seule caisse mobile , liée à un balancier chargé d'un contrepoids qui équilibre en partie son poids.

Une machine de très-grande dimension analogue au ventilateur double du Hartz , a été construite pour Taérage de la mine de Marihaies , à Seraing'Sur-lfeuse près Liège , sur les.indications de M. A. de Taux , ingénieur en chef des mines de la province. Chaque cloche

208 CHAPITRE YHl.

dont le diamètre intérieur est de 3>»,50 et la hauteur d'environ â mètres, a son contour cylindrique construit en bois ; le fond supérieur en tôle est percé de 16 ouvertures pourvues de clapets équilibrés par des contrepoids. Le tuyau d'aspiration est un cylindre dont le diamètre est de 3 décimètres inférieur à celui de la cloche qui le recouvre. €e grand tuyau est fermé à sa partie supérieure par un fond plat percé de 16 ouvertures munies de clapets , et qui est élevé au dessus de la surface de Teau contenue dans l'espace annulaire de 3 décimètres de largeur compris entre ce tuyau et la cuve extérieure, eau dans laquelle plonge la cloche.

Les deux cloches reçoivent un mouvement reetiiigae atternatif d'une machine à vapeur à cylindre horizontal établie au milieu de l'intervalle qui les sépare.

D'après M. Glépin , le mars 1843 , le volume engendré par l'ex* cursion des cloches était de 6>"-otti>-,081 par seconde; le vohinied^air débité par l'appareil était seulement de 5»o«b*,4â8 dans le même temps. M. Glépin pense que l'appareil de Marîhaies utilise la mèoie fraction de travail moteur que la machine aspirante à pistons du Graud-Buisson. Les frais de premier établissement et de service annuel seraient aussi à peu près les mêmes pour les deux genres d'appareils.

Aspiration déterminée par des jets de vapeur d'eau. — Quelques personnes ont proposé de déterminer la circulation de Tair dans les mines par un ou plusieurs jets de vapeur lancés , soit au fond du puits de sortie d'air , soit dans des cheminées ou tuyaux avec lesquels ce puits est mis en communication. Les expériences que M. Glépin a faites sur plusieurs appareils de ce genre , mettent en évidence un fait qu'il était facile de prévoir à l'avance, savoir que l'effet utile de la vapeur employée à produire la succion de Tair, par injection dans un tuyau, est, dans tous les cas, fort au dessous de celui qu'elle esl capable de produire en agissant dans une machine à vapeur ordinaire qui mettrait en mouvement une machine aspirante , même des plus imparfaites (yt^es le Mémoire sur l'aérage des mines, de M. Glépin , pages 73 à 82.)

Distribution et conduite de Vair dans Vintérieur des mines.

Le volume d'air qui doit circuler dans les galeries d'une mine, pour l'assainir convenablement, n*est proportionnel ni à son étendue ni au nombre d'ouvriers qui y sont occupés à la fois. Il dépend surtout de la nature et de la quantité des gaz nuisibles ou mofettes qui se forment ou se dégagent des parois de la roche. On ne peut établir aucun chiffre ni poser aucune limite à cet égard. L'état de l'air inlé-

AËRACfE DBS MINES. 399

rieur est le seuf indice qui poisse guider le mineur , et la niasse d^air entrante dans les travaux doit pouvoir être augmentée jusqu'à ce qu*il soit parfaitement salubre. On peut toutefois se faire une idée du volume d*air nécessaire à la ventilation des mines de houille, par les nombreux exemples que nous avons cités, dans la partie précédente de ce chapitre.

LVnsemble des travaux étant ordinairement formé de galeries nombreuses situées dans le plan du gîte , tandis que les ouvertures, puits ou galeries qui aboutissent au jour sont en petit nombre , on doit adopter des dispositions particulières , pour que Tair se renou- Telle à la fols eh quantité suiRsante dans toutes les excavations fréquentées par les ouvriers ; autrement quelques-unes de ces galeiîes pourraient recevoir trop d*air , à tel point que la vitesse duconrant y serait gènanl€ et insupportable, tandis que, dans d*autres, la circulation serait lente ou presque insensible. Pour forcer Tair à circuler partout , on employait assez généralement, autrefois , une méthode uniforme qui consistait à transformer , au moyen de cloisons fixes ou de portes, qui devaient être tenues fermées, et ne s'ouvrir que momentanément pour le passage des ouvriers , Tensemble des excavations en une galerie unique, sorte de labyrinte très-sinueux on plutdt anguleux, débouchant dans l'atmosphère par ses deux extrémités, et dans lequel circulait, sans se diviser, le courant d'air. La fig. 1 • PI. XXFii^ office un exemple de cette disposition. L'air descend par le puits vertical A, parcourt l'ensemble des galeries fréquentées en suivant le chemin indiqué parles flèches, et revient au bas du puits B, par lequel il remonte au jour. Les parties de la figure recouvertes de hachures représentent des travaux abandonnés isolés des autres par des cloisons fixes, et dans lesquels l'air et les ouvriers ne circulent plus. Les tailles d'exploitation consistent ici dans le prolongement des galeries , à la circonférence extérieure des travaux, en s'éloignant des puits A et B ; c'est de ce côté que les travaux neufis s'étendent , tandis que le groupe des travaux abandonnés prend un accroissement journalier, dans la partie voisine des puits. On voit en a , a% a" , comment l'air est conduit dans les nouvelles tailles ou galeries prolongées.

Telle était l'ancienne méthode de distribution de l'air dans les mines de houille du nord de l'Angleterre, qui'étaient exploitées pargaleries et piliers. Lespiliers étaient repris ensuite avecdifficulté, et leplus souyent perdusen très-grande partie, llle était aussi vicieuse sous le rapport de l'exploitation même que sous le rapport de la distribution de l'air.

IneoMiénienU de cette méthode. Sous ce dernier point d e vue , il y avait

300 GHÀPiTHË Vlll.

deux inconvéoienU fort graves : d^une part, le développement du circuit parcouru par le courant d'air augmentait proportionnellement à rétendue totale des galeries fréquentées, et le courant arrivait dans les dernières paKies de ce circuit , infecté par les gaz irrespirables dont il s'était chargé dans leparcours entier; d'un autre côté, le groupe de travaux abandonnés au centre de la mine devenait un vaste réservoir rempli de gaz nuisibles, tels que deTacide carbonique ou de rhydrogène proto-carboné qui se répandaient quelquefois en très« grande abondance, et à Timproviste , dans les galeries fréquentées.

Avantages de la diHeton du courant d'air, — Il est facile de faire disparaître le premier vice signalé ci-dessus : il sulBt pour cela de diviser le courant d'air en plusieurs branches distinctes. S'il nVdQii^ deux issues, l'une pour l'entrée, l'autre pour la sortie de l'air, l'on peut, par exemple , former de l'ensemble des galtries deux ou plusieurs groupes entièrement isolés les uns des autres par des cloisons, des portes ou des piliers de roche. Le volume d'air total descendu par le puits d'entrée se divisera, à une petite dtstanee du puits , en autant de branches ou rameaux qu'on aura formé de groupes , et ces branches du courant ne se réuniront de nouveau que tout près du puits ou dans le puits même par lequel remontera le volume d'air total.

Cette division du courant est aujourd'hui usitée dans toutes les mines de quelque importance bien dirigées. Nous entrerons dans tous les détails nécessaires pour en faire apprécier rkaportaoce et faciliter sa mise en pratiqe par les mineurs.

Concevons que l'ensemble des travaux soit divisé en un certain nombre de groupes, en quatre, par exemple ; que chaque groupe présente le même développement de galeries avec la même section ; qu'ils soient, en un mot , entièrement semblables et semblablement placés par rapport aux ouvertures d'entrée et de sortie de l'air , ou aux deux voies générales aboutissant à ces ouvertures par lesquelles passe la totalité du courant avant la division et après la rénaioa des quatre branches. Il est évident que, dans ce cas, le courant total se divisera en quatre courants partiels parfaitement égaux, et que les galeries de chaque groupe seront parcourues par éêt courants animés de vitesses égales. Ce sera donc, en représentant par Lia longueur développée des galeries composant un des groupes, par A la section transversale d'une galerie, par P le périmètre de celle section comme si, sur toute la longueur L , le courant d'air circulait dans une galerie unique dont l'aire serait égale à 4A et le périmètre à 4P. Si d'ailleurs nous désignons par Q le volume d'air total qui se distribue

AËRAGE DES MINES. 30!

entre les quatre groupes dans une seconde de temps, — sera le

Q volume reçu par chaque groupe, et — sera par conséquent la vitesse

avec laquelle Pair circulera dans chaque galerie . Le frottement de

Tair absorbera donc une partie de la hauteur génératrice du mou-

^4PL 0« vement, exprimée par; --j-r- x ttt-. Les rétrécissements et les

y 4A. loA

coudes absorberont une partie de la même hauteur motrice , égale

Q au carré du volume d'air — qui traverse chacun d'eux , c'est-à-dire

à — y multiplié par un coefficient , qui dépendra du nombre et de la

dimension des rétrécissements ou coudes , et qui , dans l'hypothèse admise d'une similitude complète, sera le même pour chacun des quatre groupes.

SI , au contraire, le courant d'air n'était point divisé, et sil'ensemble des travaux ne formait qu'un labyrinthe unique à deux issues qu'il aurait à parcourir, il est clair que le développement du circuit entre les points de division et de réunion serait au moins le quadruple du développement de l'un des quatre groupes ; ainsi sa longueur totale serait égale à 4L. L'aire de la section d'une galerie étant toujours A et son périmètre? 9 si le même volume d'air Q entre dans la mine , dans l'unité de temps 9 sa vitesse sera^. Partant, la partie de hauteur mo-

^ P X 4L Q* trlce, absorbée par le frottement sera exprimée par-^ — X "Tj

c'est-à-dire qu'elle sera à la hauteur motrice absorbée par les mêmes frottements , dans le premier cas, dans le rapport de 4 x 16à 1, ou 64 fois aussi grande. La hauteur motrice absorbée par les rétrécissements et les coudes sera égale au carré du volume Q , multiplié par un coefficient numérique , qui sera égal à la somme des 4 coefficients relatifs à chacun des groupes dans la première hypothèse. Elle sera donc aussi, de même que celle absorbée par les frottements , 64 fois aussi grande. Or la dépense de force motrice , ou plus exactement de travaU moteur nécessaire pour déterminer la circulation, est proportionnelle au produit de la masse d'air parla hauteur motrice. Cette dépense pour la partie comprise entre les points de division et de réunion serait

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donc 64 fois plus grande dans le cas de la non-division que dans le cas de la division da conrant. Or, si la division esteflBecloée près du pnits d'entrée , et la réunion près du puits de sortie de Tair , les résistances au mouvement dans les deux puits « et les bouts de galerie où passe le courant total sont très-i>etiteSy comparativement aux résistances occasionnées par le parcours total , de sorte que Téconomie du travail moteur, due à la division , serait dans la pratique sensiblement aussi considérable que celle qui ressort des considérations précédentes.

Il est même facile de voir qu'elle sera généralement plus grande encore lorsque les moyens artificiels agiront dans le même sens que les causes naturelles pour déterminer la circulation ; car Tefièt des causes naturelles consiste à engendrer , sans aucune dépense , une partie de la hauteur motrice nécessaire pour ent: etenir le mouvement, partie qui demeure sensiblement constante, quelle que soit rétendue du parcours souterrain, pourvu qu'il soit assez grand pour que Tair ait acquis une température égale à celle qu'il ne dépasserait pas sensiblement dans un trajet plus long. Le surplus de la hauteur motrice, qui doit être le résultat de l'action des moyens artificiels, est donc diminué de la même quantité , que le courant soit divisé en plusieurs branches ou non. Or, si les causes naturelles produisent , par exemple , à elles seules , la moitié de la hauteur motrice , dans le cas de la division du courant , ce qui n'est pas une hypothèse éloignée de la réalité dans beaucoup de cas , il est évident que la dépense de travail moteur nécessaire pour faire circuler une quantité d'air donnée dans les galeries divisées en quatre groupes , sera égale au produit du poids de l'air par la moitié de la hauteur motrice totale correspondante. Si la division n'a plus lieu , la hauteur motrice totale correspondante à la même masse d'air entrante sera 64 fois aussi grande , et, comme les causes naturelles ne fourniront toujours que la moitié de la hauteur motrice primitive , il est clair que le travail moteur ne sera pas seulement 64 fois , mais bien 128 fois aussi grand.

La division du courant présente encore d'autres avantages d'une haute importance. Il arrive fréquemment que , dans une même mine, certains quartiers donnent lieu à un dégagement de gaz nuisibles, en beaucoup plus grande abondance que le reste des travaux. Il est alors facile de conduire directement au puits de sortie de l'air, sans la faire circuler dans aucune voie fréquentée, la branche du courant qui a parcouru les quartiers particulièrement infectés. G'estainsi qu'on ne doit jamais conduire un courant chargé de gaz inflammable , au point qu'il puisse y avoir crainte d'explosion , sur un foyer d'aérage;

AÉBAGE DES lUnNES. 505

il faut ramener directement au puits , et Vy faire déboucher à une assez grande distance delà cheminée du foyer, pour qu'une étincelle ne puissepasy mettrelefeu.

Lorsqu'il y a, dans une mine, un dégagement de mofettes, ou seulement lorsque les travaux sont fort étendus, il serait souvent nécessaire, si on voulait Taérer, sans diviser Tair, que le courant eût une vitesse excessive dans les galeries, et sur les tailles. La vitesse la plus convenable est d'environ 0»,60 par seconde. Gela suffit, lorsque les excavations ont une forme qui n'est pas trop irrégulière , pour que les gaz irrespirables soient mêlés promptement au courant , et entraînés par lui. Une vitesse d'un mètrepar seconde serait déjà un peu gênante; passé cette limite, le courant éteindrait quelquefois les lumières; il y aurait même un danger très-grave à la dépasser , si l'air pouvait être accidentellement chargé d'hydrogène carbonné , au point d'être explosif , parce qu'un courant animé d'une vitesse médiocre , 300 pieds anglais par minute, ou à peu près 1^,50 par seconde suffit, suivant le docteur Gumey , pour faire passer la flamme , à travers les mailles delalampe de sûreté de Davy , usitée dans les minesà grisou.

La division du courant est donc un principe fondamental de la bonne distribution de l'air, dans les mines étendues , quel que soit le mode d'exploitation. Mais il y a , en même temps , nécessité de l'effectuer d'une manière convenable , entre les divers groupes de travaux, de façon que les uns ne soient pas trop aérés, tandis que d'autres ne recevraient pas l'air en quantité suffisante.

Portes </'aéra^e.~Il n'arrive jamais, dans une exploitation, que les divers groupes présentent un égal développement de galeries , et soient en tout semblables. Si l'on n'adoptait pas de dispositions particulières, l'air se distribuerait fort inégalement entre eux ; la plus grande partie passerait dans le groupe le moins étendu , ou dont les galeries seraient le plus larges; les groupes les plus étendus , qui par cela même doivent ordinairement recevoir plus d'air, pourraient n'en avoir que très-peu. Un pareil système serait , sans contredit , le plus mauvais de tous. Pour obtenir une division convenable du cou* rant , il suffit de placer , dans chaque groupe de travaux, une porte munie d'un guichet, susceptible de s'ouvrir plus ou moins, de manière que le courant d'air qui parcourt ce groupe, soit obligé de passer à travers une ouverture plus ou moins rétrécie. En réglant les ouvertures des divers guichets , on parviendra à distribuer , dans telle proportion qu'on voudra , le volume d'air total , entre les groupes , quelles que soient les différences qu'ils présentent , sous le rapport du développement et de la section des galeries. Les grandeurs des

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ouvertures des guichets seront» en (général exlrémenaent différentes ; ainsi , pour un groupe peu étendu , ou une simple galerie , les fissures inévitables, même à travers une porte bien fermée , suffiront pour laisser passer la quantité d'air nécessaire ; tandis que les gâteries qui forment les groupes les plus étendus , demeureront entièrement ouvertes, et les portes pourront être supprimées.

Dans la plupart des cas , au lieu de portes fermant bien , et munies de guichets , on place desimpies portes fermant mal , ou mal jointes, ou enfin dont on a fait sauter une planche. Elles sont appelées, dans dans le nord de TAngleterre, sheih-doors ou $ham-doors , suivant qu'elles perdent simplement un peu d'air par des fentes naturelles , ou qu'on y a ménagé à dessein des vides d'une certaine grandeur. Il me semble qu'au moins , pour ces dernières, un guichet est préférable; mais il faut avoir soin, quand Touverture en a été une foisconr venablement réglée par le directeur de la mine, de prendre des moyens sûrs pour qu'elle ne puisse pas être agrandie ou diminuée parmé* garde ou malveillance. Ainsi, la planche mobile du guichet doit être fixée par des clous ou un cadenas dont le maître mineur conserverait la def. Pour distinguer ces portes de celles dont je vais parler, je les appellerai portes régulatrices.

Les divers groupes de travaux sont isolés les uns des autres , soit par des piliers massifs ménagés pendant Texploitation , soit par des murs en maçonnerie ou des digues enterre imperméables à l'air, dans les endroits où les piliers massif^ n'ont pu être conservés. Né^anmoins, il existe entre ces groupes, qui doivent demeurer toujours complètement isolés quant à Taérage ^ des communications nécessaires pour le transport souterrain des minerais et le passage des ouvriers. Pour maintenir Tisolementdes courants d'air en toute circonstance, on établit dans le passage des portes très-solides fermant hermétiquement, et que l'on nomme portes principales , en anglais , main-doors, N faut, dans chaque passage , établir au moins deux portes semblables, séparées par une distance assez grande pour qu'un convoi de chariots puisse se tenir dans Tintervalle , et que la première porte soit déjà fermée derrière le convoi, quand on ouvre la seconde. Dans les passages où l'ouverture d'une porte principale pourrait donner lieu à des dangers très-graves , on en établit même trois , de façon à ce que toujours il y en ait deux fermées à la fois. Enfin , dans les mines où Texploîtation est fort active , un enfant de douze à quatorze ans est placé près de chaque porte , et uniquement chargé de l'ouvrir et de la fermera propos.

Les travaux abandonnés, dans lesquels on ne pénètre plus , sont

AËRA6E DES MINES. 3(fô

isolés des travaux en activité, soit par des piliers massif^ , soit par de fortes digues en maçonnerie. Quelquefois il y a utilité de ménager dans ces digues une ouverture pour rentrer an besoin dans les vieux travaux. Cette ouverture doit être petite y simplement suffisante pour le passage d*un homme. Elle doit être tenue fermée par une porte excessivement solide , joignant hermétiquement, et fermant à clef; là clef reste entre les mains du directeur ou dU chef ouvrier chargé de cette partie du service.

Exemples divers de distribution d'air dans les mines. — Les détails particuliers de la distribution de Pair varient nécessairement, avec le mode général d*exploitation usité, la forme des excavations, «trallare du gtte. Par exemple, dans le nord de TAngleterre , les mines sont ouvertes sur des couches d*une puissance de 2 à 3 mètres. La fig. 1 PL XXVlî , représente Tancien système d*exploitation et de distribution d*air, aujourd'hui abandonné, et dont les vices ont été signalés. 11 suffira d'ajouter ici que P , P^ , P^ représentent des portes principales, destinées à forcer la totalité de Pair, à faire le tour des travaux, avant de remonter par le puits de sortie B. Le courant n*est point divisé. Il n'y a par conséquent pas de portes régulatrices. Le foyer d'aérageest établi latéralement à la galerie principale, qui met en communication directe les puits A et B , afin que ce dernier puisse être utilisé pour Fextraction de la houille. Enfin , il existe de nombreux barrages ou portes , qui isolent les travaux abandonnés au centiSe , de ceux en activité ^ur la circonférence.

lAfig,^^ PL XX Vil, représente le mode d'exploitation usité aujourd'hui , et qui â remplacé le précédent. Le courant d'air descendant par le puits A se divise en deux branches principales , dont l'une strît la galerie G, et l'autre la galerie G^. Ces deux branchés demeurent isolées l'une de l'autre , pendant tout leur parcours , et ne se réunissent de nouveau que dans le puits de sortie de l'air B. La première branche arrivic au bas de la galerie G, remonte, en sesubdivisant en deux, par les galeries parallèles I, H ^ en longeant le front des travaux abandonnés et dépliés C, lesquels sont indiqués par des- hachures. Son tnajef est indiqué par le signe o-. Elle continue à être subdivisée entre deux galeries parallèles, jusque tout près du paKs B , ^an^ lequel elle arrive par une galerie particulière D, située à un niveau supértair ou inféH'eiir au foyer d^érage.

L'^utrebrallehé principale, qui suif d*abord la galerie Gt\ se subdivise,. comme la première, entre deux galeries parallèles. Son trajet est indiqué par de simples flèches. Une partie de l'air alimente la combustion du foyer d'aérage F, et le reste se rend directement au