Épuisement des eaux à divers étages

Il existe encore actuellement un assez grand nombre de mines de houille dans lesquelles les eaux des venues supérieures , quoiqu'assez considérables , sont conduites

JJJ6 CHAPITRE Y!. — V*. SECTION.

direelemeiU au puisard , d'où oo les extrait en dépensant , pour les élever de toute la hauteur de leur chute , mm assez grande partie de la force motrice. Pour se soustraire aux pertes résultant d*un semblable état de choses , il auilfii de réunir les eaux supérieures dans un réservoir situi au-dessous de la dernière venue un peu notable , d'oft elles sont amenées au jour , sans les laisser retomber dans le puisard. Les eaux du fond, élevées par les pompes inférieures , dont le diamètre est calculé pour leur épuise^ meut, parviennent dans la bâche placée un peu au-dessous 4u niveau du réservoir; les eaux de celui-ci pouvant se déverser à volonté dans la même bâche en régularisaot leur sortie par un robinet ou une glissière , se réunissent à celles qui proviennent du puisard ; puis la série des pompée supérieures , dont la section est sufBsante pour les contenir toutes , les élèvent simultanément au jour. Quels que soient les volumes relatifs des eaux accumulées dans le réservoir et dans le puisard, il est toujours possible d*éuihlir les sections des tuyaux dans un même rapport conve- -nable et de diriger Tépuisement de Texeavation supérieure de telle façon que son assèchement coïncide avec celui de Texcavation mférieure ; alors les pistons ne fonctionnent jamais A vide , opération inutile et nuisible. Tel est ie procédé le plus fréquemment employé.

A la mine de Houssu , les diverses colonnes de tuyaux ^aseendants ont un diamètre uniforme sur toute la hauteur du puits, quoique les sources provenant des stratiflcations supérieures soient fort abondantes. Mais les eaux de ces sources, réunies dans un réservoir intermédiaire , sont épuisées à part ; en sorte que celui-ci et le puisard sont l'objet de deux opérations successives et distinctes Tune de l'autre. Ainsi, tout l'attirail des pompes est mis en activité lorsqu'il a'agii d'élever les eaux de l'excavation la plus profonde^

MOHTAQE DES POMI'AS. 1(37

tandis fue Iq partie 4e la maitresse-tige ^orreapondanie à la .aérie des pompes supérieures est seule iQÎse en mou^ y^ioent pour les prendre dans le réservoir intermédiaire, Çe^ opération , si Ton veut se soustraire à Tobligation de faire fonctionner à vide les pistons du bas de l'appareil, ^ige la di^onction facultative du tirant des pompes en deux parties , dont la réunion puisse avoir lieu au moyen d'un procéda d'assc^mblage prompt, facile et offrant toute séçuritép

Cet ajustement fort simple est représenté par les figures 23 et 23 ^w de la planche LXVI. Au point de jonction des deux parties de la maitresse-tige d,d sont appliqués quatre manchous ou douilles e,e,e\€\ qui s*y rattachent par des boulons à écrous. Deux pièces en fer cylindriques f,f\ dont la longueur excède celle des manchons de toute la bauleur de la course de Tattirail , traversent simultanément les deux douilles dans lesquelles ils glissent librement. JLorsque les deux cylindres sont fixés en place , ils sont sou- Jtenus par les bourrelets ménagés à leur extrémité supérieure jet serrés vers le bas par deux clavettes rectangulaires g^g^ ipunîes d*écrous; alors Tattirail entier établit la communication .entre le puisard et le moteur établi au jour. Lorsque ^ au jCpntraire, les clavettes sont enlevées, la partie inférieure de la tige , suspendue par ses patins de retenue , reste immobile^ tandis que celle de dessus, seule soumise aux impulsions de la machine motrice, est guidée dans son mouvement par les pièces cylindriques qui traversent les 4oijilles. La section inférieure du tirant doit se placer à .quelques millimètres en dessous du point formant la limite extrême de Texcursion descendante , afin d*éviter les chocs qu'eogendrerait infailliblement le contact des deux parties de la maltresse-tige.

L^éqpilibre résulte^ dans cet appareil , de rétablissement

828 CHAPltRE Vl. — V*. SECtlOIV.

i la surface d*un balancier de contre -poids en fonte. Comme son chargement et son déchargement , suivant que l'eau s'extrait du puisard ou du réservoir , serait une opération impraticable , ses fonctions se réduisent h équilibrer la section supérieure de la maitressc-tige , plus une longueur d'environ 50 mètres ; mais un balancier souterrain de faible dimension doit être affecté plus tard à la section inférieure, dont le poids, en vertu de la diminution de réquarrissage 9 se rapproche d'ailleurs beaucoup du poids de la colonne d'eau.

7{8« Installation des pompes pendant le fonçage des puits à travers les terrains aquifères.

La nature même du travail indique aux mineurs l'espèce de pompe applicable à l'opération. Ainsi , l'espace étroit dont ils peuvent disposer pendant le creusement des puits, dont les moyens d exhaure doivent être proportionnés au volume d'eau affluente , les engage nécessairement à rejeter l'emploi des pompes foulantes. La mobilité indispensable à ces appareils , sujets à de fréquents déplacements et qui doivent descendre au fur et à mesure de l'approfondissement de l'excavation ; l'impossibilité assez fréquente de se procurer des appuis solides au milieu des stratifications ébouleuses et des sables mouvants ; la nécessité de tenir souvent les jeux suspendus dans les puits, position incompatible avec la nature des pompes foulantes , sont des motifs suffisants pour accorder la préférence aux élévaloires & pistons creux. Tels sont donc les appareils employés constamment dans les travaux de fonçnge.

Le nombre des pompes installées à chaque étage, est en raison inverse de leur diomètre, et en raison directe du volume des eaux affluentes: souvent une seule pompe

ASSÈCHEMENT DES AVALBBESSBS. 539

suffit; quelquefois il en faut deux, trois et méine quatre; souvent aussi , le nombre en est réduit , mais leur section est fort grande. C'est ainsi que, dans le creusement de Tun des puits du Grand-Hornu (Couchant de Mons), eli^ n'avaient pas moins de 0.63 mètre de diamètre. En général, les pompes à grande section sont plus avantageuses que les autres ; un petit nombre de ces appareils pouvant ordinairement maintenir Tavaleresse à sec» le nombre des chances d'inondation est ainsi diminué, car celle-ci ne manque pas de survenir chaque fois que l'épuisement, suspendu par suite de la réparation des clapets et des pistons , laisse aux eaux le temps d'envahir le fond du puits. En outre, une grosse pompe est moins encombrante que deux petites dont l'effet utile est moindre.

Dans tous les cas, la longueur des jeux, ou la hauteur verticale comprise entre deux étages successifs, est de 26 à 30 mètres , sans jamais excéder 35 et au plus 36 mètres.

Dès que l'avaieresse rencontre une source assez considérable pour nécessiter l'emploi des pompes, celles-ci sont établies en nombre suffisant pour dominer facilement la venue d*eau. Le fonçage du puits continue et l'appareil d'épuisement descend avec lui. Arrivé à une profondeur de 30 à 33 mètres, le mineur s'aperçoit de la nécessité de placer un nouveau jeu au-dessous de celui qui a fonctionné jusqu'à ce moment ; il rend alors ce dernier immobile et installe la première bâche. En Belgique, on se contente d'établir une pièce d'assise, dont les extrémités reposent sur des corbeaux ou goussets cloués sur le cuvelage; cette pièce est garantie contre la flexion en soutenant son milieu par deux arcs-boutants. La bâche, formée d'une caisse en bois, se place au-dessus; son fond reçoit le tuyau aspirateur; puis, toutes les parties du jeu TOME ui. 3i

ttSO CHAPITRE Vi. — V*. SECTI05.

Ëie ^nt eonsolidées par les moyens déjà indiqués pouf rétablissement des pompes permanentes. L*ayaleresse du puits est alors reprise, et lëpuisement des eaux continue à l'aide d*une ou de plusieurs pompes appelées feux v(h tants qui., comme ci-dessus , descendent au fur et à mesure des besoins. Lorsque le second jeu se trouve suf« fisamment prolongé , le mineur procède à la pose d'unt seconde bAche au-dessous de la première , et ainsi de suite jusqu'à ce qu'il ait atteint les stratifications imperméables.

Dans le département du Nord, et notamment à Anzin, isette opération a lieu de la même manière , sauf la bâche dont la construction a lieu conformément aux figures 5, 4 et 5 de la planche LXXI. Quatre faces du cuvelage en forment les côtés verticaux , tandis que le fond est composé d'un épais plancher cloué sur trois pièces de bois a^a^a^ jointives et assemblées dans des entailles pratiquées sur le cadre du cuvelage. Celui-ci , dans la prévision de Téta^ blissement du réservoir, a été colleté, c'est-à-dire, serré par des coins introduits entre le terrain et son pourtour extérieur. Il en a été de même pour les trois ou quatre cadres sur lesquels il repose , qui tous sont rendus soli^ daires par un certain nombre de pièces verticales c,c,t*,c*. La face antérieure de la bâche b est composée de madriere posés de champ, cloués sur le cuvelage et retenus par deux montants verticaux. Enfin , le tout est consolidé par un sommier d ajusté sur une trousse colletée inférieure et par deux arcs-boutants e^ e portant sous le milieu dé la pièce antérieure du fond.

Les niveaux à traverser excédant rarement 60 à 70 mètres, une seule bâche suffit ordinairement. Celle-d reçoit les eaux des pompes inférieures, qui sont ensuite reprises piàr les pompes fixes. Les tuyaux as])irateurs repo* sent sur des croix en bois disposées au fond du réservoir)

ASftiCHfiXENT DES AVALBRE8BK8* SSl

cfs croix ont pour but de préserver les narinds de l'obtu^ ration produite par raccumulation des boues.

719. Procédé mité au CoiuAant de Mons pour déterminer la descente des pompes au fur et à mesure du fonçage.

11 s'agit ici du cas où les terrains à traverser sont àssec solides pour que Tépuisement se fasse & J€U poté^ e'esiè-dire au moyen de pompes dans lesquelles le luyatt aspirateur, reposant directement sur la roche du fond de i'avaleresse, ne donne aucune crainte sur Taffaissement des stratifications sous le poids de l'appareil.

Le lecteur peut supposer le creusement parvenu & une profondeur de 30 à 35 mètres (fig. 1 et 3, pi. LXXI). Deux jeux fixes J^jf ont été disposés pour élever au jour les eaux déversées dans une bâche 66 par deux autres pompes inférieures ou /eux volants^ dont les diamètres sont respectivement de 0.35 mètre et 0.53 mètre ; ceux-ci , descendant au fur et & mesure des besoins , permettenC île continuer le fonçage.

Les organes des jeux volants déjà installés dans le puits sont : les tupux aspirateurs c,c* (aipirantes) ^ les chapelles dd\fp {tampons), les corps de pompe «,e* (travaillantes)^ quelques tuyaux gg des colonnes ascendantes (soulevantes)^ et enfin les dégorgeoirs A, A* (gueules de pompe) ( 1 ) , tuyaux

( i ) Tels sont les termes usités dans les mines du Couchant de Mons et du département du Nord. Cette conformité d'expressions provient , ainsi qu'on l*a déjà vu , de ce que ces dernières mines ont été primitivement exploitées par des Belges, dont les descea« dants travaillent encore oà travaillaient leurs pères.

en cuir dont la flexibilité se prèle au déversement de Teau i malgré les variations de la hauteur comprise entre Fori-p fice du dernier tuyau et les rebords de la bâche du jeu fixe.

Les pompes volantes sont maintenues par deux sommiers 1 1 , par des bottes k,k\ qui embrassent le tuyau supérieur, et par des guides ajustés à tous les tuyaux impairs ; ces guides sont formés de deux supports et deux planchettes superposées et découpées suivant la convexité du tuyau contre lequel elles s'appliquent. Si le puits est revêtu d'un cuvelage, ces pièces reposent sur des patins ou goussets cloués sur les parois du revêtement; les mouvements latéraux sont prévenus par d'autres pièces verticales. L'extrémité des tuyaux aspirateurs porte dans une cavité engendrée par un coup de mine et faisant fonction de puisard. Lorsque , par suite du creusement, cette dépression du terrain est annihilée , une autre , pratiquée à peu de distance , reçoit les aspirantes. Celles-ci sont terminées par des pointes en fonte /,/' qui maintiennent les narines à une certaine distance au-dessus du sol. Comme les pompes doivent épuiser les dernières gouttes du liquide , sans aspirer l'air, on a le soin de boucher successivement avec des broches en bois toutes les narines situées au-dessus du niveau de l'eau.

Les jeux descendent en vertu de leur propre poids. Lorsque la bride du tuyau supérieur est sur le point de venir porter sur la botte , les mineurs ajustent un nouveau tuyau , auquel ils adaptent le dégorgeoir en cuir ; ils écartent les deux parties de la botte, pour laisser passer les colliers , et la referment lorsque ceux-ci en ont dépassé la surface inférieure. Quant aux guides dispersés sur la hauteur de Tappareil, le surveillant des travaux voit, en descendant dans Favaleresse , les planchettes à écarter pour livrer passage aux brides des tuyaux.

ASSèCIIEMENT DES AVALERESSES. 835

Ces derniers avaient autrefois différentes longueurs : ainsi ils étaient, par exemple, de 1.20 mètre, 2.40 mètres et 3.60 mètres. Les deux petits tuyaux, primitivement descendus , étaient remplacés par un tuyau de longueur moyenne , et lorsque ce dernier était accolé à un petit , on lui en substituait un de 3.60 mètres. Mais toutes ces substitutions absorbaient beaucoup de temps , et comme celui-ci doit ètrr soigneusement économisé, en raison de l'action incessante et sans cesse renouvelée des eaux , on a jugé plus convenable de n'employer que des tuyaux d'une longueur uniforme, réduite en moyenne à 1.80 mètre.

Dans les avaleresses où une seule pompe suffit à l'épuisement, l'extrémité de la maitresse-lige est armée d'un crochet, auquel se rattache la tige du piston. Mais si l'abondance des eaux en exige deux ou un plus grand nombre , on emploie autant de potences nt {mandrilles) qu'il y a de pompes. Les tiges sont suspendues h l'aide des anneaux x qu'elles portent à leur partie supérieure ; elles sont fixées par une clavette y (coquet) et une goupille z dont les deux branches sont écartées l'une de l'autre (fig.20)» Le remplacement d'un jeu volant par un jeu fixe fait disparaître tous ces ajustements temporaires, et la mailressetige est prolongée , comme dans les pompes permanentes, au moyen d'assemblages à traits de Jupiter w.

Si la hauteur de la travaillante égalait ou a peu près la course du piston , celui-ci , par suite de la descente insensible des' pompes , jouerait la plupart du temps dans les tuyaux ascendants. Cette difficulté disparait par l'emploi de corps de pompe dont la partie alésée est au moins le double de l'amplitude des excursions portées ordinairement de 1.80 mètre; en sorte que le piston fonctionne d'abord au bas du cylindre, s'élève peu à peu et finit par travailler dans sa partie supérieure. Arrivé à ce point, on

834 CBAPITBB VK — V', SBCTIOR.

praeède i falloogement de h tige au moyen de tringles en fer d'une longueur égale à celle des tuyaux ( 1 .80 mètre) et qui, toutes, peuvent s'assembler à traits de Jupiter* Enfin , lorsque trois de ces barres étant placées , il s'agit de pourvoir de nouveau à rallongement de la tige, eelle»«i sont enlevées pour leur substituer une pièce, de bois de 7.90 mètres de longueur. Cest ainsi que, par Taceroissement successif de la colonne ascendante et de Ift tige du piston, il. est possible de parvenir à la profondeur requise pour Finstallation de jeux fixes , au-dessous desquels de nouvelles pompes volantes permettent de poursuivre le fonçage du puits.

. Resserré par Tespace, le mineur ne peul^ la plupart du temps, disposer les bâches des^ jeux étages de manière que les pompes occupent une position rigoureusement ver^ ticaie. Il en est de même lorsqu'il déplace leur base pour faire plonger les aspirateurs dans les cavités du sol, fai** sant fonction de puisard. Mais il se préoccupe peu de ces irrégularités passagères , Tessentiel étant de se débarrasser des eaux le plus promptement et le plus efficacement po»T ^ihle. Pour atteindre ce but , tous les moyens sont bons ^ le jeu de la tige sur la potence atténuant, d'ailleurs, ce qu'il pourrait y avoir de trop désavantageux dans ee^ dispositions.