le rapport g

Ces expériences ont été faites, pour la plupart, sur les foyers du Couchant de Mons, qui, de tous les appareils de cette espèce, se trouvent dans les circonstances les plus défavorables, puisque la faible section des cheminées retarde la circulation au lieu de l'activer et influe d'une manière pernicieuse sur le volume d'air extrait. Quoi qu'il en soit, l'effet utile des foyers installés à la surface et surmontés d'une cheminée est fort minime relativement à la quantité de combustible brûlé; car, si l'on suppose ce dernier employé à faire fonctionner un appareil mécanique de ventilation d'une médiocre énergie, ne donnât-il que 20 pour cent de la force appliquée , on obtiendrait encore un travail utile 60 fois plus considérable que le résultat obtenu à Taide du réchauffement partiel de la colonne. Ainsi ce procédé,

( i ) H* Glëpîn compte 7 kilogrammes par heure et par force de cheval. Cette quantité semble trop élevée dans l'étal actuel de la construction des moteurs. De nombreuses expériences prouvent que 5.25 kilogramme^ jsuJSscnt aux machines destinées à la ventilation.

90 CHAPITRE m. — IV''. SECTION.

/considéré comme moyen permanent d*aérQge» doil être complètement écarté ; il n'est 'admissible que quand le courant d*air est produit par les agents naturels^ quaod on emploie le foyer d'une manière momentanée et seulement pour vaincre le moment d'engourdissement qni, ainsi qu'on l'a vu, se fait sentir à certaines époques de l'année. Mais alors la cheminée doit avoir une seetion égale à celle du puits de sortie, et Ton pourra, en certaines circonstances accidentelles , porter la température à un degré plus élevé qu'on ne le ferait avec les foyers intérieurs , ainsi que le fait observer M. Gonot. Il en est de même de l'application directe de la vapeur d'eau à Ja ventilation ; ce procédé , n'utilisant qu'une faible partie de la force motrice dépensée, serait fort coûteux s'il n'avait pour objet l'application de la vapeur qui a déjà fonctionné dans une machine à haute pression , et qui , sans cette circonstance, serait dispersée inutilement dans l'atmosphère.

281. Les chetninées sont indispensables avec le réchauffement partiel de la colonne d'air.

Les appareils précédents , recommandables par la facilité et la promptitude des manœuvres exécutées à la surface du sol, sont très-suffisants dans beaucoup de circonstances, mais ne doivent être employés que d'une manière temporaire, lorsque le courant ventilateur existe naturellement et qu'il ne faut y ajouter qu'une force motrice d'ascension peu considérable pour le maintenir constamment dans le même sens. S'il en était autrement; par exemple , si l'aérage naturel se faisant mal , exigeait une force motrice très-grande et dont Faction fût à peu près permanente, le réchauffement partiel de la colonne d'air sortant de la mine serait loin de produire

AArAGE PHYSiQfJfi ARTIFICIEL. 91

on clfeC mIAmik* Dons tous les cas, ces procédés de rartiaotion de Tair exigent nécessairement une eheoMnée d'aérage dont la hauteur soit comprise entre 3S et 90 métrés ) et par conséquent asses coûteuse; mais elle est indispensable , car le réchauffement de la colonne n'a lîeu qu'à partir de la surface du sol ou ur peu audessous de ee plan. On trouve en effet, si l'on compare les résultats produits par un toc-feu placé à 10 mètres au-dessoua de Torifice d'un puits non surmonté d'une cheminée, avec ceux qu'il donne lorsqu'il est couronné d'une cheminée de 50 mètres de hauteur, que les vitesses l^peetives du courant d'air ou les m^es sortant dans l'unité de temps seront comme v/ 10 : \/ 60 ou comme 3.16 : 7.75, c'est*à*dire que la cheminée augmentera de 2 1/2 fois la vitesse du courant d'air, puisque, à températures égales, cette vitesse est proportionnelle aux racines des hauteurs des colonnes réchauffées (258).

283. De tinfluence due à la hatUeur de la colonne d'air échauffée.

Puisque le volume d'air sortant croit à peu près comme la racine carrée de la hauteur de cette colonne ou , en d'autres termes, puisque l'action d*un foyer est proportionnelle à la racine carrée de la hauteur verticale comprise entre ce foyer et l'orifice par lequel l'air s'écoule dans Tatmosphère , il s'ensuit qu'il y a toujours avantage à placer lé foyer d'appel an fond du puits de retour , et que *la vitesse du courant s'accroîtra avec les profondeurs de cette excavation. Ainsi, pour des profondeurs de

100, 180, 200 et 300 mètres, on aurait respectivement des vitesses proportionnelles aux nombres suivants :

iO, 12.2 14.1 et 17.2.

92 CHAPITRE Iir. — IV'. SECTION.

Quant aux cheminées d*aérage, dont rimportanoe est trèsgrande lorsqu'on réchauffe seulement la partie supérieure de la colonne ascendante , elles augmentent peu la masse d*air sortant si le foyer est placé à une. profondeur un peu considérable. En supposant les quatre puits ci-dessus désignés surmontés d'une cheminée de 50 mètres, ce qui est considérable , les colonnes d'air ascendantes auront pour hauteur :

150, 300, SoO et 350 mètres; la vitesse du courant sera proportionnelle aux nombres :

12.2, 14.1, 15.8 et 18.7; d'où il résulte quç la cheminée n'augmentera la dépense d'air que respectivement d'environ

J * ± et JL' 5* 6* 8- !!•

c'est-à-dire d'une quantité d'autant plus petite que le foyer sera placé à de plus grandes profondeurs. Il est bien entendu que, dans ce raisonnement, la profondeur des puits est le seul terme variable , tandis que les autres éléments restent constants, et qu'en outre ces puits de sortie sont supposés avoir une section assez grande pour pouvoir négliger les différences de résistances provenant des vitesses variables , relativement aux autres frollemeuls de l'air dans les galeries intérieures.

283. Maximum du réchauffement de tair par les foyers sot4S le rapport économique.

L'augmentation de température de la colonne d'air ascendante , au-delà de certaines limites , est bien loin de déterminer, dans le courant d'air, une vitesse proportionnelle à la quantité de combustible brùlé sur le foyer d'aérage. En effet ^ on a vu (258) que si V et t expriment respective-

AÉnAGB PHYSIQUE ARTIFICIEL* 93

ment les températures des eolonnes ascendantes et deseen- «bmes, H la hauteur de la colonne réchauffée et a le GoefiSeieat de dilatation , le voluibe d'air sortant sera

F^ = <? «= 4.429 A y/a Jï X- ^'

A, ati H étant des valeurs constantes , le volume d*air qui sortira par Torifice du puits , en faisant varier la tenn pératore^ sera a peu prés proportionnel à l'expression

Supposant que la température dé l'atmosphère soit de 10" ; qu'après avoir parcouru les travaux , le courant arrive sur le foyer avec une température de SO"* ; que , par reflet de ee dernier , elle s'accroisse successivement de

10% 20-, 50% 40- et 80% les températures de la colonne ascendante seront

30% 40-, 30% 60* et 100% et les différences entre Tair entrant et Tair sortant

20% 30*», 40% 50* et 90*. Les vitesses ou les masses d'air débitées dans un temps donné , seront proportionnelles aux nombres suivants :

43, 32, 59, 63 et 82,

calculés par la formule ( 1 ).

Mais comme les quantités de combustible brûlé sont à peu près en raison composée de la masse totale du courant d'air et de l'accroissement de température , on devra , pour eonnaitre les nombres proportionnels au charbon dépensé , multiplier chacun des termes de la quatrième série ci-dessus par le terme correspondant de la première , et l'on aura ;

43, 404, 177, 260 et 636. D'où l'on voit que les termes exprimant les masses pro-

94 CHAFITRB III. -*• tV*. SICTtOlI.

porUonnelIes de l'air sortanc, compris dans la quatrième série , croissent très-lentement ; tandis que les termes de la cinquième , relatifs à la quantité de combusiiUe brûlé , s'élèvent d'autant plus rapidement que la température est plus élevée. Ainsi , en portant la température de 80^ à 100"*, on double à peu près le volume d'air sortant ; mais on dépense plus de quinze fois autant de houille*

Le réchauffement de la colonne esoendante aa-delà de 40"* à BO** centigrades est fort désavantageux sous le rapport économique; on ne doit avoir recours à ces moyens extrêmes qu'en cas d'absolue nécessité et d'une manière momentanée. Ce maximum est d'ailleurs suffisant lorsque les travaux intérieurs ne sont pas développés outre mesufe et qu'on se borne à donner au oourant d'air une vitesse de 0.60 à 1.50 mètre par seconde. C'est, en effet, le degré de température que les foyers d'Anzin communiquent ordinairement à la colonne d'air ascendante; ceux de Newcastle produisent une chaleur pliis grande.

284. Réchauffement de la lolulUé ou d'une grande partie de la colonne d'air.

Le foyer s'établit è la plus grande profondeur possible ; c'est-à-dire dans la galerie où l'air qui a circulé dans les travaux se réunit pour se rendre dans le puits d'appel. Ce foyer consiste en une simple grille chargée de combustible; la parité antérieure en est horizontale et la partie postérieure un peu relevée, afin d'empêcher la houille de tomber sur le sol. Si l'excavation destinée à le contenir a été pratiquée au milieu de stratifications peu solides, on la revêt d'un muraillement en forme de voûte; on agit de même si elle est percée dans Ic^

ÂÉRACIB PHYSIQUE ARTlFICret. 9S

noQolie, afin d'éviter un embrasement qui, sans eela , •erait immanquable.

Une partie du courant ventilateur se met en oontact ftvee la flamme ou fournit à la combustion; le reste est plus ou moins affecté par la chaleur développée, en sorte que b totalité de la colonne, acquérant une tenir pérature supérieure à celle qu'elle possédait avant de traverser le foyer, se dilate et s'élève avec une vitesse proportionnée à odtte température. Le point de la galerie où s'installe le foyer, plus quelques mètres en avant et en arrière, doit être plus lai^e que partout ailleurs, arfin que oette construction ne soit pas une cause de rétrécissement et par conséquent d'altération dans la vitesse du courant, circonstance nuisible sous le double rapport de la température et des frottements.

On ne peut employer ces appareils, fort simples, que dans les localités où il se trouve un puits exclusivement destiné au retour de l'air ; car l'excavation, obstruée è sa base, ne pourrait servir qu'à l'extraction des étages supérieurs^ et la crainte de refroidir la colonne d'air chaud ne permettrait pas d'y installer des pompes. Il est inutile de dire que de semblables dispositions doivent être proscrites dans les mines à grisou.