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Les machines motrices installées à l'intérieur des travaux servent aussi , par la vapeur et le calorique qu'elles laissent dégager , à l'activité de l'aérage.
(i ) Bepari cf tàe FenHlêUm o( minei ami Goliteries, by lôha Phillips, Esq. 1850 , page ».
AéSAflE PaTSIQDB ARTIFICIEI,.
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IeM|ii«II«t Im maohsDM latérieiiref viennent en eîdé «a< feyert d'appel.
Hasirell (mine de] . .
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Harton et South-Hetton.
Moyenne des treize expériences
Dans ces trois derniers exemples , le charbon indiqué est en sus de celui que consomment les moteurs intérieurs.
Le plus grand volume d'air extrait dans les districts du nord de l'Angleterre a été provoqué par les foyers d'appel de Hetton. Le courant d'air le plus vif se trouve è Haswell , oh , dans un puits de 3.7S mètres de diamètre, dont la section est réduite è 5.39 mètres carrés par le revêtement, la vitesse s'élève à 8.84 mètres. Le maximum de vitesse observé dans les conduites intérieures existe dans une des galeries principales de la mine de WalFsend , oà une branche dérivée du courant principal offre un volume de 35.40 mètres cubes et une vitesse de 6.40 mètres par seconde. La plus grande section de puits se îrtmre à Morton; le diamètre en est de 5.65 mètres. Enfin , la température des courants mesurés à Haswell et è Hetton a été respectivement de 165 et de 145 degrés du thermomètre de Fahrenheit^ rarement elle excède 170 degrés.
En supposant que les volumes contenus dans le tableau ne soient pas entachés de quelque exagération ; que la poudre , agent employé pour déterminer la vitesse du
108 CHAPITRE m. — 1V^ SECTION.
courant , n'ait pas donné des valeurs trop grandes , ainsi que cela arrive ordinairement , on peut expliquer ces effets prodigieux par les circonstances favorables à la production d'un courant d'air considérable et par les moyens énergiques employés pour en provoquer la circulation dans les mines de cette partie de l'Angleterre. Celles-ci , en effet, diffèrent entièrement, parleur aménagement et par leurs dispositions , de celles qu'on voit sur le continent et surtout en Belgique ; elles ne comprennent que des galeries à grande section dans lesquelles l'air se meut avec facilité ; jamais les conduites de retour ne sont plus étroites que celles d'entrée , jamais le courant n'y est étranglé , même dans les puits d'appel , dont les diamètres varient de 2.S0 à 5.65 mètres , circonstances qui toutes concourent à favoriser l'aspiration de grands volumes sous une faible dépression. Souvent des puits de grande section, placés dans des conditions d'assèchement favorables , sont exclusivement consacrés au retour de l'air. Quelle est donc l'énergie ascendante d'une colonne dont la température peut s'élever à 170 degrés, dont la base est une section de 16 à 30 mètres carrés et la hauteur 3 à 400 mètres? En outre, quelques-unes de ces mines, telles que Wall'send, ont deux puits appropriés à la sortie du courant. Enfin, si l'on considère les effets dérivant de l'énorme quantité de houille consommée sur des foyers auxquels viennent s'adjoindre les produits de la combustion des fours à coke et des moteurs intérieurs, on ne sera plus si fort surpris des résultats obtenus par les mineurs anglais ( 1 ).
( i ) Malgré les circonstances favorables k la production dn courant» on verra ultérieurement que la ventilation des mines laisse quelquefois beaucoup k désirer.
AÉftAGE PHYSIQUE ARTIFICIEL. 109
Les volumes d*air extrait n'ont pas toujours été ce qu'ils sont actuellement. L'accroissement de la surface des grilles et du nombre des foyers, le redoublement d'activité imprimée à la combustion de la houille et rapprofondissemeni successif des puits, ont eu, dans ces dernières années, les résultats signalés ci-dessus ; ainsi, à Helton , ce volume s'est accru du simple au double dans l'espace de 15 ans; car, en 1835, il n'était que de i^.U mètres cubes, et on Ta trouvé , en 1850 , de 89.66.
289. Discussion sur les foyers^ relativement au gaz hydrogène protocarboné.
Les foyers sont, en général, fort avantageux dans les mines de houille; leur établissement est facile et peu coûteux, et leur entretien se borne à une dépense de combustible que le mineur trouve en abondance sous sa main; mais, lorsque les travaux dégagent du gaz inflammable, ils peuvent occasionner de violentes explosions s'ils ne sont pas établis avec tous les soins indiqués par l'expérience. Ainsi les appareils décrits dans les paragraphes 277 et 284, étant en contact avec le courant ventilateur de la mine, déterminent tôt ou tard une explosion , si on les emploie dans les exploitations où se dégage du gaz inflammable , même en quantité peu considérable.
Les foyers usités dans les environs de Newcastle pré* viendront l'inflammation directe du courant d'air , puisqu'ils seront alimentés par une branche d'air provenant d'un quartier salubre de la mine. Mais que ce quartier soit lout-à-coup infesté de grisou provenant de la rencontre imprévue d^un brouillage, d'un soufflard, d'anciens travaux, d'un éboulement ou de tout autre accident si fré«
110 CHAPITBE III. — 1V\ SECTION.
quent dans les mines de houille, toute sécurité disparaîtra et une explosion ne manquera pas d'avoir lieu.
Les foyers analogues à ceux d'Ansun , étant alimentés par de l'air pur venant du dehors, n'offrent pas çeixe chance de danger; aussi, de tous les appareils de ce genre, sont-ils ceux qui présentent le plus de sécurité* Voici f toutefois, les reproches dont ils sont l'objet»
Le premier est relatif à l'établissement du goyau s^^aré du compartiment principal par une cloison en madriers sur toute la hauteur du cuvelage. Si, par suite d'un coup de fou ou de toute autre circonstance, cette cloison est renversée , même partiellement , le courant d*air explosif pourra pénétrer jusqu'au foyer à travers le goyau et les beurtias et déterminer un second coup de feu. Mais cette circonstance est fort rare, et ce danger, tout-&-fait local, cesse d'exister dans les mines où le fonçage.des puits ne doit pas s'effectuer à travers des terrains aquifères; il disparait également si le foyer reçoit d'une galerie spéciale un filet d'air émanant directement du puits d'entrée, disposition d'ailleurs beaucoup moins coûteuse que l'enfon* cernent d'un puits particulier destiné à conduire sur l'ap* pareil un filet d'air pur.
La seconde objection , commune aux foyers de Newcastle et à ceux d'Anzin , est celle-ci : on ne peut se dispenser d'établir une communication entre le foyer et l'intérieur de la mine, afin, dans les premiers, d'amener sur les grilles la branche d'air provenant d'un quartier salubre , et, dans tous les deux, pour conduire fo combustible nécessaire à l'alimentation et livrer passage aux ouvriers chargés de la conduite du feu. S'il survient une explosion, les portes placées dans cette galerie de communication sont renversées, l'air impur de la mine est appelé sur la flamme et une seconde détonnation peut avoir lieu.
AilUCR PHYSIQUE ▲RTlPlGISi. fil
!!• Combes, répondant à eeito objection quant à ce qai concerne les foyers analogues k ceux d'Aocin* dit i u S'ils sont bien isolés , s'ils ne communiquent avec les » galeries principales que par un boyau long et étroit , M dont les portes, bien établies, ne s'ouvrent que rarement, a et uniquement pour porter le combustible et entretenir >» le feu ; si l'ouvrier chargé de ce soin est un homme de ^ emfiaoee, seul dépositaire de la clef, « je rq;arde le » danger de l'arrivée du courant sur le foyer comme bien f moindre» s'il n'est même tout4*fait écarté (1). i»
Enfin, ie dernier reproche est celui-ci. Si, ce qui arrive quelquefois après un coup de feu , le courant d'air est renversé, le foyer pourra être la cause d'une seconde explosion , et celui-ci^ inondé par la masse des gaz incombustibles, s'éteindra et cessera d'agir au moment même op son secours serait de la plus absolue nécessité.
Cette circonstance peut se présenter, mais seulement dans le cas où la colonne d'air soumise au mouvement rétrograde contient encore du gaz inflammable échappé à la combustion; or, il ne s'en pourra trouver qu'une faible quantité, et celle-ci, délayée dans la masse de l'air atmosphérique affluent, cessera d'être nuisible. En outre, il est difficile d'admettre que le courant pénètre jusqu'au foyer en descendant par la cheminée de communication avec le puits de sortie, car il suivra toujours la voie la plus large et la plus facile parmi celles qui lui seront offertes , et ne choisira certes pas la cheminée, dont le repousse, du reste, le courant ascendant; il pourra seulement y arriver en traversant la galerie qui met le foyer en relation avec la mine , si toutefois les portes
(t) Annales des Mines ^ 8*. série, tome XV,
H2 CHAPITHE m. — IV*. SECTION.
8ont renversées, c'est-à-dire si on ne leur a pas donné toute la résistance nécessaire.
Cependant, quelque invraisemble que soient ces causes d'accident, si l'une d'elles est possible, on devra, non proscrire totalement ces appareils, mais accumuler dans leur usage les soins et les précautions prescrites par la science et la pratique.
Une disposition analogue à celle d'Anzin , dans laquelle on supprimerait toute communication entre le foyer et les travaux intérieurs, à l'exception de la cheminée de dégagement, présenterait probablement une entière sécurité.
290. ^accélération, de la vitesse du courant â!air ascendante par injection de vapeur.
M. Buddle, dans les diverses tentatives auxquelles il s'est livré de 1807 à 1810 pour remplacer les foyers d'appel , essaya de projeter au fond des puits de sortie de la vapeur d'eau qu'il conduisait au moyen d'un coffre formé de planches de sapin.
M. l'inspecteur-général de Vaux , dans une notice publiée en 1836, proposa d'emprunter à un tuyau de vapeur placé dans le puits de retour de l'air la chaleur nécessaire pour déterminer l'ascension de la colonne d'air ( 1 ).
Enfin, en 1841 , on fit, sur la proposition de M. l'ingénieur en chef Gonot (2), la tentative d'introduire, dans le puits n*. 2 de la mine de TAgrappe et Grisœuil, un jet de vapeur à une profondeur de 120 mètres. Le tuyau
(I ) Notice sur un nouveau moyen d'appliquer la Vapeur à Vépui^ sèment des eaux et à Vaérage des Travaux dans les mines. Liège f 836.
(2) Def Moyens de soustraire Vea^pMtaiion des Mines de iwuUls aux chances d'explosion , page i95.
AéRAGE PHYSIQUE ARTIFICIEL. 113
adducteur, en fonte, de 0.12 mètre de diamètre, était placé dans Tun des angles du puits de retour de Tair ; il était recourbé à son extrémité inférieure, afin de faciliter la direction ascendante du jet; il aboutissait, par son autre extrémité, à une chaudière installée à la surface du soL La vapeur avait une tension de trois atmosphères, et la dépense en était suffisante pour faire fonctionner une machine à haute pression de la force de 30 chevaux.
Les expériences faites à ce sujet ont prouvé que ce moyen peut rendre la ventilation fort active , mais qu'il est sujet à deux inconvénients. Le premier, qui disparaîtrait si Ton employait un puits spécialement consacré au retour de l'air, a pour cause Tarrivée, à Torifice du puits d*extrac* tien, de la vapeur imparfaitement condensée, où elle forme un brouillard asscK épais pour empêcher la manœuvre et ne pas permettre aux machinistes de voir les vases d'extraction sortant du puits. Le second , beaucoup plus grave, provient de l'énorme quantité de combustible consommé, quantité hors de toute proportion avec le volume d'air extrait. Il est facile de se convaincre qu'il en doit être ainsi par l'analyse des diverses pertes de chaleur inhérentes à ce procédé : Calorique absorbé par l'air passant sur la grille des foyers des chaudières , et qui , de même que les produits de la combustion , se dissipe dans l'atmosphère sans produire d'effet , tout en s'élevant au tiers et quelquefois à la moitié de la chaleur totale ; chaleur dispersée dans la roche contre laquelle s'appuie le tuyau de conduite de la vapeur, et se perd par transmission ; absorption de calorique par la vaporisation de l'eau jaillissant des parois du puits et qui n'est restitué que très-imparfaitement ; perte provenant de la vapeur arrivant au jour sans être condensée et, par conséquent , sans avoir livré son calorique latent ; enfin , le tuyau addoeteur, laissant échapper de la chaleur dans tout TOME n, 8
son parcours , M. Combes le compare à un foyer qui oocu«> perait toute la hauteur du puits et dont la partie supé* rieure contribuerait peu à l'activité de la ventilation ; tandis que la vapeur jaillissant & la base du puits agirait plutôt par succion et par entraînement que par le réchauffement de la masse d'air.
Cependant il importe de faire entrer en ligne de compte la garantie complète que donne le procédé contre les chances de rinflammation du grisou par le moteur d'aérage. Si donc on pouvait utiliser pour cet objet la vapeur sortant dii cylindre des machines à haute pression , si cette quantité était suffisante pour la production d'une notable partie du courant ventilateur, l'économie serait considérable, puisque la dépense ne proviendrait que de la vapeur empruntée directement aux chaudières en cas d'arrêt de la machine d*extraction.
Peu après ces essais, vers 1843, M. Mehii, ancien élève de l'École des mineurs de St.-Étienne y crut pouvoir déter^ miner la ventilation des travaux souterrains en utilisant lo force de succion d'un certain nombre de jets de vapeur ft haute pression. Il avait été naturellement amené à cette idée par les effets assez énergiques du tirage obtenu de cette manière dans les cheminées des locomotives. Six buses de cuivre, communiquant avec le générateur de la vapeur et débouchant dans autant de tuyaux verticaux en tôle, constftuaient l'appareil , fort simple , qui fut installé à l'orifioe du puits n"** 11 de la mine du Grand-Hornu. Les expériences faites à ce sujet par M. Glépin ont eu lieu avee de la vapeur dont la tension absolue était de cinq atmosphères \ il a obtenu, en moyenne, un volume d*fllr de 1,438 mètres cubes par seconde sous une dépression de 0.014, et a trouvé que cet appareil peut être assimilé à un ventilateur produisant le même effet utile et ne réalisant que 0.038 d<
AÊhAGfe PHYSIQUE ARTIFICIEL. 115
la force molrice dépensée pour le faire fonctionner. Ce procédé, pouvant donc être considéré comme n'ayant eu aucun succès , fat albandonné.
Dans ces derniers temps, quelque^ ingénieurs anglais ont hii des essais sur le réchauffement de la colonne d'air par injection de vapeur i haute pression. II ne s'agit pas pour eux d'agir à l'orifice des puits et par succion , comme le voulait M. Mehu , mais de s'adresser autant à la puissance ptopulsatrice qu'ils supposent exister dans une grande Quantité de petits jets établis au fond des puits ^ qu'au réchauffement de la colonne d'air< L'efficacité de ce moyen est fonement contestée par la majorité des ingénieurs du Northumberland.
On n'a pas encore employé jusqu'6 présent de jets de vapeur sans associer leur puissance ventilatrice & celle des foyers ou des générateurs appliqués aux moteurs souterrains. Voici toutefois quelques expériences qui feront connaître l'influence de ce procédé sur la ventilation ( 1 ) :
VOLUmB^AQl EXTRAIT.
SeatOH'Delaval (mine de). Jets de vapeur et réchauffement de l'air par les moteurs souterrains 37.68
Moarsley. Le foyer seul 11.80
Les jets de vapeur . . . . . . 10.38
Simultanément les deux agents. . . 14.63
Sorwood. Le foyer agissant isolément. * • . 7.43 Les jets de vapeur étant placés à la base
d'un puits intérieur 14.86
Idem à l'orifice du même puits • • 7.43
{{) Report on the ventilation of Mines, and ColUeries^ page Î8.
VOLUME D*AIR EXTBAIT.
BelmorU* Le foyer seul 20.76
27 jets sans le foyer 28.29
La machine à vapeur seule . • . • 22. S3
27 jets avec le foyer 33.93
La machine et le foyer • • . . • 29.56
Le moteur laissant échapper sa vapeur
par un orifice de 0. 1 5 mètre de diamètre. 26.86
Castle-Eden. Effets de l'aérage naturel • • . • 14.30
Des jets de vapeur seuls • • . • 46.81
Du foyer seul 20.13
Celui-ci étant secondé par 42 jets placés à 11 6.75 mètresau-dessousde la margelle
du puits 22.04
MOTEUnS MiCANlQUES DB l'aÉBAGE.
