Cordes en fU de fer rondes et plates

Autrefois les exploitants du Har(z se servaient exclu* sivement de chaînes, mais celles-ci se rompaient si fréquemment et causaient dans les puits des dommages si considérables, que. quoiqu'elles fussent un produit indi^ gène, ils durent les remplacer par des cordes plates en chanvre, importées à grands frais d'Angleterre. Cet état de choses était peu satisfiiisnnt ; les ingénieurs cherchaient les moyens d'y porter remède , lorsque M. le conseiller supérieur des mines ( Oberbergrath ) Albert imagina de tordre des fils de fer et d'en confectionner des cordes rondes. Ce n'est pas ici le lieu de décrire les procédés employés pour leur fabrication , cet objet n'étant pas du ressort du mineur , et le lecteur pouvant consulter les divers Mémoires publiés à ce sujet (1). Il suffira de donner quelques notions sur le poids de ces attirails , sur leur résistance à la rupture et sur la manière dont ils se comportent dans l'extraction.

Le diamètre des fils de fer employés par M. Albert est de 3. S millimètres; leur poids, par mètre courant, de 69.6 grammes. Les câbles, composés de 3 torons, contiennent 12 fils^ ils pèsent, sans enduit, 0.806 k. , et , avec enduit, 0.916 k. Ce dernier provient des résidus de la préparation des graisses destinées aux machines; il ?e compose de 1/3 d'huile et de 2/3 de colophane. Les expériences faites par M. Albert sur la force absolue des fils de fer ont donné 516 kilog. , ou 53 k. par millimètre carré. Si la force de la corde est en raison du nombre des fils dont elle est formée , elle résistera d'une manière

( I ) Voir les Annales des Mines , 3^. série , tomes X et XIX ; Arehiv von Karsten^ band XVIU et XIX» et Jartueh von Preyberg ouf die Jahre «839, 41, 43 et 43,

CABLES EN FIL DE FEn. 169

absolue à un poids de 6,198 k. ; et, comme celui des vases et du minerai est de 516 k. , il s'ensuit que, abstraction faite de son propre poids, elle ne supporte que 1/12*. de Teffort nécessaire à la rupture.

Les câbles en usage à Freyberg sont de deux espèces : les uns ont 12 et les autres 16 ûls, dont les diamètres varient de 3.1 à 3.3 millimètres. Le poids des cordes de 12 et de 16 est respectivement de 0.804 et de 1,024 k. La force absolue d'un fil varie entre 422 et 446 k. ; en moyenne, 434^ soit 55 kilog. par millimètre carré de sectîon. Ceux de 12 fils, employés pour le service des baritels à eau , élèvent des tonnes qui , avec leur contenu , pèsent en moyenne 774 k. Ceux de 16, destinés aux machines à chevaux , soulèvent une charge de 928 k. Si leur force de résistance est proportionnelle au nombre des fils, elles seront respectivement de 5,208 et 6,944 k. L'enduit employé a Freyberg a été composé de 6/9*. de colophane, 2/9*. d'huile et 1/9'. de suif; il est fort adhé^ rent et entre pour 0.11 dans le poids du câble.

D'après la moyenne d'un grand nombre d'observations , l'unité , base des calculs, ou un mètre de longueur et un millimètre carré de section , supporte un poids de 50 kil. et en pèse 0.0076. Gomme ces câbles , convenablement entretenus , se détériorent moins vite par l'usage que les câbles en chanvre , le coefficient de réduction admis généralement est de 1/6*. ; l'unité ou le centimètre carré est considéré comme capable de porter 8.33 kilog.

Les câbles en fil de fer, dont le prix , comparé à ctlui des câbles en chanvre , est fort minime , se sont répandus promptçment dans les districts de la Ruhr et de la Wurin. On a essayé , dans la première de ces localités , d'en recuire les fils ; mais cette opération a eu pour résuluu une diminution très-notat^le dç lei|r for^ d« r^^is^iqce, M. KIots

170 CBAPiTRB V. — Ti\ SictlON.

a consiaté^ pour les câbles en fil de fer recuits /une durée de sii mois à deux années » el , pour les fils non recuite , 11, 15 et 17 mois, soit, en moyenne, 14. Cependant, d'un autre côié , les fils recuits , plus ductiles , se ronipcitt moins fréquemment que les autres.

Les mineurs du district de la Wurm ont clierchë à donner aux fils une moindre torsion, et, par conséquent , aux câbles une flexibilité plus grande, par Tintrodueticfn, dans chaque toron , d'une âme en chanvre de la grosseur d'une forte ficelle , et d'une autre âme un peu plus forte dans l'axe du câble lui-même. Les cordes fabriquées pour extraire d'une profondeur de 200 â 300 mètres sont composées de 34 fils de 3 millimètres de diamètre. D'après les épreuves faites à Hangebanck, une semblable corde, destinée à desservir un puits de 300 mètres de profondeur, peut sup^ porter longtemps avant sa rupture , c'est-à-dire sans éprouver aucune détérioration et sans être déformée, un pbids de 8,430 kilogrammes»

C'est probablement à M* Rasquinet , directeur de là mine de Galey ( district de la Wurm ) , qu'est due l'idée de prendre six cordes rondes et de lés coudre aveo des fils de fer à la manière des câbles plats. Dans un premier essai , deux cordes de cette espèce » ayntit été affectées au service d'un piiils d'environ 340 mètrëè de profondeur , ont été trouvées , après une extraction de 500,000 hectolitres de houille , en aussi bon état que le jour où elles avaient été placées. Il est d'usage de donner à ces attirails, appliqués è des profondeurs de 300 mètres, une largeur de 8 centimètres et 16 millimètres d'épaisseur ; ils pèsent, dans ce cas, 3.78 kilog. par mètre courant* Les câbles de celte espèce , placés dans des conditions favorables , ont une durée an nfoin^ égale à celle des cordes en chanvre ou en aloès, sur |es<|uelles iH semMeni

€ABi.BS fiN FIL DE PSR. 171

Avoir quelque supériorité. A longueur égale, leur prix est moindre, et, comme ils ne pèsent, pour une résistance donnée, qu'un peu plus de la moitié des dernières, il est possible de réduire la force du moteur , ou d'atteindre i à laide du même effort , à des profondeurs plus coosi^ dérables. Mais ils offrent aussi de notables inconvénients : Ils impriment aux vases d'extraction des mouvements verticaux, brefs et saccadés qui , incessamment répétés , flnisseiii par détruire la force de résistance des ftls de fer ci par en déterminer la rupture. A la mine du Buisson, prés de Mons, ces effets se sont prononcés d'une manière si énergique , que des câbles encore tout neufs ont dû être retirés pbur leur en substituer d'autres en chanvre. Mais les saccades cessent si , appelés à fonctionner dans des puits divisés en eompartiments , les vases sont, en outre, conduits par dés glissières.

Leur faeulté de rompre instantanément , sans que rien , dans leur apparence extérieure, prévienne le mineur de eetle tendance , les rend incompatibles avec l'ascension et la descente des ouvriers sur les vases d'extraction. Les nombreux accidents survenus dans le district de Charleroi ont prouvé il l'évidence combien il est dangereux de se confier à ces moyens de suspension. Dans le bassin de la Ruhr, oii Ica cAbles en fil de fer sont d'un usage presque général, nul ouvrier n'oserait se confier à eux , et tous préfèrent monter et descendre aux échelles, trajet, d'ailleurs, facilité par la petite profondeur des puits. Toutefois, les mineurs anglais, ehes lesquels ces attirails sont assez répandus , pensent que , si leur usage sur le continent n'a pas été suivi d'un succès incontestable , il faut attribuer eeUe circonstance à deux causes : au petit diamètre des bobines et des tambours et surtout à l'absence d'appareils propres à leur restituer l'élasticité dont ils sont presque entièrement privés.

172 CIIAPITHB V. — VI*. SPXTIOX.

C'est pourquoi ils attribuent aux rayons d'enroulement une longueur qui ne peut être au-dessous de f.KO mètre, et interposent un ressort entre rextrémîté inférieure du câble et la charge 5 soulever. Ce ressort (fig. 16, pi. L), contenu dans une boite cylindrique , est traversé , suivant son axe , par une tige liée avec l'anneau 4e suspension. Cette tige est conduite verticalement par un boulon transversal , coulant dans des ouvertures rectangulaires pratiquées sur les parois latérales de la boite. Le dévissage des éerous suffit pour retirer le ressort de sa gaine.

S88. Chaînes et crochets fixés à f extrémité des cébles.

Il importe que les câblés, et surtout les câbles plats, ne soiefkt pas d'une longueur telle que leur extrémité inférieure, étant arrivée au bas du puits , doi^'e se plier plusieurs fois successivement sur elle-même; les changements de direction brusques et fréquemment réitérés ayant pour résultat la rupture de quelques fils, puis rentière destruction (le la corde, sur tous les points où la flexion atteint soa maximum. Comme, en outre, la facilité d^acerocher et de décrocher les vases d'extraction exige une certaine distension dans raitifaii, celui-ci est terminé par une chaîne de 5 ù 4 mètres de longueur qui , plus flexible , peut être impunément accumulée- sur u» espace fort restreint. . CcUe chaîne s'ajuste de différentes manières , selon que la corde est ronde ou plate et suivant les usages locaux. Les eordes rondes sont repliées sur elles-mêmes autour d'une surface annulaire en fer, à rintérieur de laquelle est placé le premier ani>eau de la chaîne ; puis les deux bouts de corde sont liés au moyen d'une forte ficelle , sur une longueur de 45 à 50 cemim^res.

Si le bout de chaîne doit être assujetti à un cible plnt ,

. CHO^HETS DE SUSPENSKIN. t7-3

lextrémité de ce dernier est insérée entre deux plaques de forte tôle, réunies à leur partie inférieure par un talon portant un anneau (fig. 2, pi. L). Chaque plaque porte une série de trous en correspondance deux à deux, et dans lesquels sont engagés des boulons serrés avec des éerous. D'autres fois , ce qui vaut mieux , Textrémité du câbl« est replié autour d*un anneau (fig* 4), puis, sur ciiaque face, sont appliquées de légères feuilles de tôle forte , assujetties deux à deux au moyen de rivets traversant simultanément la double épaisseur de la corde.

Le procédé en usage à la mine des Six-Boniers, prés do Liège , pour lier le câble en ii.l de (er avec les chaînes , offre une assez grande sûreté. La corde (ûg. S ) repliée trois fois sur un anneau a dont la surface extérieure a été forgée en gorge de poulie, est liée par un fil de fer 6, qui Tenveloppe sur une hauteur de 0.40 à 0.60 mètre. L'anneau porte un élrier c et les diaines de suspension.

Les chaînes doubles offrent une grande sécurité , car si Tune d elles renferme un anneau défectueux , le vase d'extraction est soutenu par l'autre. Mais comme le plus sou* vent elles sont simples , il convient de se préparer les moyens de les visiter avec soin. Cette opération , pour laquelle un feu de forge est souvent indispensable^ réclame alors une disposition analogue à celle de la figure 4 , qui permet de les détacher de la corde par rcnlèvemcnt du boulon appliqué à la fermeture de l'étrier.

Les crochets placés à l'extrémité inférieure des chaînes sont de plusieurs espèces : simples et non fermés, ils suffisent aux vases guidés dans les puits; mais si la charge est exposée à s'accrocher aux parois, l'emploi de deux chaînes parallèles permet d'engager simultanément l'anneau duos deux crochets placés en sens inverse l'un de l'autre. Enfin , les crochets sont fermés par une broche ou par une lige de fer

f74 CHAHTRS T. — VI'. 8«€T(0!I.

sur laquelle appuie un ressort (flg. 6), ou parle ressort luUméme ( Bg. 7 ).

S89. Charpentes ou chevahts des fnokUes.

. Ces charpentes portent, dans le vocabulaire des mines befges , le nom de beUefleur ; elles servent de support à de grandes poulies à gorge, désignées sous le nom de tno-' leties ; ces dernières ont pour objet de changer la direetion des câbles, qui, verticaui dans le puits d'extraction, prennent une position horizontale ou inclinée pour S'acheminer vers leur point d'enroulement.

La figure 4 de la planche XLV représente les anciennes charpentes usitées dans la province de Liège, et la figure i** les engins plus modernes de cotte localité. €eux-ci sont' formés de quatre montants assemblés sur des semelles^ ei réunis à leur sommet par des chapeaui; ils sont en outre consolidés par des pièces de bois horizontales ou inclinées. Deux des montants sont plaoés dans un même plan vertical; les deux autres, inclinés vers le moteur/ résistent aux mouvements destructifs dérivant de l'action • de ce dernier.

La figure 3 offre une disposition assec fréquemment' en usage à Chnrieroi. Mais les charpentes les plus simples et les plus convenables sous tons les rapports sont celles (flg. 6 et 7) que construisent les exploitants du Centre du Hainaut. Les montants postérieurs, plus inclinés que' ci-dessus^ résistent mieux à Faction du moteur et' h» moleues sont supportées chacune par deux pièces de bois ' verticales boulonnées sur le chapeau.

Les charpentes établies sur les puits de la m\ûe de- Blanzy ( fig. i 0 et 1 1 , pi . XUV ) se composent* de deux ehe-^

efiAil9EillT|SS DBS MOLBtTBS. 17B

vsilets supportant jsolém^t chaque molette et reliés entre em par des pièces borixontales et une croix do St.-André.

Les engins servant de support aux câbles ronds des haritels à chevaux (fi^. iS et i3, pi. L) sont formés de quatre montants verticaux assemblés comme ci-dessus par des sefnelles et des ehapeaux; mais ils sont moins solides et mpiua élevés, pariée que les vases, d'une capacité beaucoup iQftifidre, ne s'ébèveot qu'à une faible hauteur au* d^siiiia de Torifice du puits.

I^es supports des molettes du Staflordshire , ne devant porter qu'une seule corde , consistent en quatre pièces de bpjs de faible équarrissage qui ^ réunies à leur sommet , forment une pyramide à base rectangulaire ou triangulaire. Quelquefois ces engins sont en fonte de fer, circonstanoe également assez fréquente dans le pays de Galles.

Dans les districts du Nortbumberland et de Durham, les engins, fort élevés au-dessus du soi, sont formés (fig. iO, pi. LXI) de deux montants placés dans un même plan vertical , mais se rapprochant un peu l'un de l'autre h leur partie supérieure ; ils sont liés entre eux par des pièces de bois horizontales. Au sommet sont aUachés d'autres sommiers, également horizontaux, maintenus par des contrefiches sur lesquelles portent les molettes ; ces dispositions permettent de placer ces dernières de telle façon que les câbles tombent dans le puits en des points convenables.

Les molettes , généralement en fonte , ont un assez grand diamètre (i.50 à 2.20 mètres), afin que les câbles ne soient pas courbés suivant un trop faible rayon. En Belgique, où elles sont coulées d'un seul bloc, leur poids est de il à 12 cents kilogrammes. En Angleterre, elles sont formées de plusieurs pièces réunies par des boulons. La gorge de ces organes est toujours tournée de même que la partie intérieure des rebords, afin que les câbles

176 CHAPITaS V. — VI*. SECTION.

niaient pas à souffrir des aspérités de la fonte. Les ixxcs des molettes , centrés avec soin , reposent sur des cous^ sinets en cuivre renfermés eux-mêmes dans des crapaudines en fonte. Les crapaudines sont quelquefois dépourvues de chapeau, celui-ci n'étant pas rigoureusement nécessaire, puisque la résultante des forces qui sollicitent les molettes tend à maintenir les axes dans leurs supports. La hauteur de ces objets , au-dessus de l'orifice des puits, doit être assez grande pour que les vases d'extraction ne viennent pas les heurter, dans le cas où le machiniste n'arrêterait pas le moteur en temps utile. Les mineurs belges ont adopté une hauteur de 9 à 12 mètres; ceux du Staffordshire se contentent de S à 6 ; dans le district de Newcaslle, les molettes sont installées à 15 ou 18 mètres au-dessus de Forifice; mais comme l'opération du criblage force de porter la margelle des puits à 5 ou 6 mètres au-dessus du sol, leur hauteur, de même qu'en Belgique, n'excède pas définitivement 10 à 12 mètres.

m Tiuuifc. 17T

SECTION Vll«.

DBS MOTEURS d'eXTRACTION.

590» Appareils employés dans les mines de houille.

Les moteurs d'extraction de la houille sont : les hommes « les chevaux , l'expansion de la vapeur d'eau et l'eau agissant par son propre poids. Ces divers agents réclament l'intermédiaire d'appareils considérés quelquefois comme s'ils étaient eux-mêmes les moteurs; c'est dans ce sens que cette désignation est attribuée aux tours ou treuils, aux baritels ou machines à molettes , aux balances et aux roues hydrauliques. Ces dernières , fort en usage pour le service des mines métalliques, ne sont guère applicables aux mines de houille et offrent l'inconvénient de varier dans leurs forces suivant les saisons. Comme elles sont d'ailleurs l'objet de traités spéciaux , il est inutile d'en donner ici la description.