II

5o VENTILATION OU AERAGE DES MINES.

La figure 209 est le plan d'une mine de houille aérée d'après le système ordinaire : a est le puits de descente; b le puits de montée. Les doubles lignes indiquent les arrêts dont on se sert pour forcer l'air de passer par toutes les parties de la mine.

Le système de ventilation employé jusqu'ici pour les mines de houille , consiste à disposer toutes les galeries de la mine de manière à former un immense labyrinthe qui se termine d'un côté par le puits de montée, et de l'autre par le puits de descente. On y parvient en fixant des arrêts formés de briques ou de pierres et de mortiers, ou même de fortes planches, aux lieux propres à intercepter le courant d'air dans toutes les directions, une seule exceptée, celle du puits de montée; ce courant est ainsi forcé de balayer, pour ainsi dire, toutes les galeries et tous les angles de la mine. C'est ainsi que le courant d'air parcourt dans quelques mines, à partir du puits de descente jusqu'à vingt-sept milles, sur une surface de six cents yards seulement en carré; il faut donc une force très-considérable pour faire parcourir une telle distance à ce courant, dont la vitesse excède rarement deux milles par heure.

Il paraît donc que le seul moyen employé aujourd'hui pour prévenir les explosions, n'est qu'une application mécanique de l'air atmosphérique pour chasser le gaz inflammable à mesure qu'il se dégage de la mine.

Cette méthode exige l'emploi d'un fourneau de tirage placé au fond du puits de montée pour produire le courant nécessaire, par la raréfaction de l'air qui î'avoisine, et qui s'élève alors au-dessus du fourneau avec tout le gaz hydrogène qui peut y être mêlé.

Soit qu'on exploite une mine de houille par un étage

MÉTHODE ORDINAIRE. 5l

ou par plusieurs , si les couches ont peu de puissance , la profondeur à partir du toit a rarement plus de huit pieds ; mais bien que le toit et la partie inférieure de la galerie soient toujours à peu près équidistans, ces galeries ne sont jamais parfaitement horizontales; le plus souvent elles s'élèvent au-dessus , ou s'abaissent au-dessous de l'horizon suivant différens angles, et cela alternativement , de sorte que le gaz inflammable qui se dégage, s'accumule de plus en plus au commencement de chaque descente, où il se mêle à l'air atmosphérique , et que là le danger augmente de plus en plus. Ces montées et ces descentes sont si nombreuses et si fortes à la mine de Felling, théâtre d'un grand nombre d'événemens funestes, qu'on a calculé que le gaz inflammable, après chaque révolution complète , avait parcouru , somme faite des descentes partielles, une hauteur verticale de a5o pieds environ. Ce gaz, étant beaucoup plus léger que l'air atmosphérique, se loge dans toutes les parties les plus élevées et dans les angles , et de même que l'air atmosphérique, s'accumulant sans cesse aux coudes des tuyaux de conduite pour l'eau, gêne son passage et l'arrête tout-à-fait à la longue; l'hydrogène devient un obstacle très-puissant qui s'oppose au courant d'air, et l'arrête complètement si le tirage n'est point très-considérable.

Ce mode de ventilation, cependant, réussit assez bien s'il est conduit avec soin et habileté , surtout pour les mines dont les couches ont peu de puissance, et qui ne dégagent de l'hydrogène qu'en petite quantité.

On emploie encore une autre méthode pour débarrasser la mine en enflammant le mélange avec certaines précautions.

Voici comment s'effectue cette opération dange-

reuse. On a une perche ou une série de perches qui s'adaptent l'une à l'autre comme les différentes parties d'une ligne à pêcher, et d'une longueur suffisante pour que son extrémité se rende, à partir d'une distance convenable, dans le lieu où le gaz s'est accumulé. Cette perche porte à son extrémité une petite poulie sur laquelle s'enroule un fil de cuivre, dont une extrémité peut se rendre auprès du lieu où sont situés les mineurs, à distance de l'explosion. On fixe la perche bien solidement là où l'on veut faire détonner le gaz, une chandelle, attachée à un morceau de plomb, est ensuite liée à l'autre extrémité du fil de cuivre. Tout étant ainsi disposé avec toutes les précautions que la circonstance exige, les mineurs se retirent dans l'écurie, qu'ils fortifient par des barricades très-solides : la première extrémité du fil de cuivre passant à travers une fente pratiquée dans la porte , ils le tirent à eux jusqu'à ce que la chandelle soit arrivée à sa destination et ait produit l'explosion. Il arrive quelquefois que la chandelle s'éteint avant d'arriver jusqu'au gaz; les mineurs restent alors pendant des temps fort longs dans l'attente la plus cruelle, sans savoir s'il leur est permis de sortir de leur retraite ou non.

Dans les mines où le feu grisou est fort abondant, il est nécessaire de faire détonner le gaz jusqu'à trois fois par jour; tous les ouvriers, à l'exception de ceux chargés de mettre le feu , évacuent la mine à chaque fois. La nécessité d'une telle opération vient de ce que les mineurs donnent au toit plus d'élévation que de coutume , c'est-à-dire une hauteur plus grande que six ou huit pieds; il en résulte que la galerie est beaucoup trop grande pour être affectée ou purifiée par le courant d'air. Il n'y a point d'autre moyen à prendre dans telles mines de houille dont la couche a trente-

MÉTHODE DE RYAN. j\

six pieds d'épaisseur lorsqu'on en a attaqué le toit. Ton! autre mode de purification connu employé, même un seul jour, serait sans aucun effet.

La dépense qu'entraîne cette opération est immense, sans parler des dangers qui l'accompagnent; car il devient indispensable de laisser aux piliers des dimensions énormes afin qu'ils puissent supporter un toit capable de résister aux explosions. La houille ellemême se trouve endommagée , tant par la secousse que par la chaleur qui accompagnent la combustion du gaz ; souvent la couche prend feu, Pt il faut abandonner tous les travaux pour l'éteindre.

On doit à M. Ryan un nouveau système de ventilation pour les mines de cette espèce , système qui a été mis en pratique sur une très-grande échelle ; quoiqu'il ne soit point encore généralement adopté , il a été suivi des plus heureux résultats. L'auteur de ce système a reçu de la Société des arts cent guinées et une médaille d'or; elle a publié son projet dans ses Transactions.

La figure aïo représente le plan d'une mine de houille aérée d'après le système de Ryan , et exploitée d'après les idées du même auteur, auquel on doit de pouvoir extraire une bien plus grande quantité de houille que par toute autre méthode pour une surface donnée, et avec une dépense qui ne va jamais au tiers des autres modes d'exploitation.

La ligne blanche qui forme le carré intérieur est la galerie du gaz, elle communique avec le puits de montée b : a est le puits de descente ; c est une galerie pour le gaz , dans laquelle on le dirige lorsqu'une faille (a dyke), ayant produit quelques dérangemens dans la couche du terrain houiller, a élevé le niveau

de cette partie de la mine au-dessus de celui de la galerie principale de ventilation.

Les carrés noirs représentent les piliers qui servent à supporter le toit de la mine.

y est un éboulement du toit qui peut enfoncer quelques piliers sans nuire dans ce système à la ventilation.

g est une partie de la mine qui n'est point encore exploitée ; elle est entourée de tous côtés par une galerie. On voit que l'éboulement n n'interrompt point la ventilation, n'obstrue qu'un des conduits qui se rendent dans le chemin du gaz (gaz headway), et l'air impur n'en passe pas moins en hh.

Les petites flèches i i i montrent les ouvertures ( holings ) , pratiquées a la partie inférieure de la mine , et qui se rendent dans la galerie de ventilation. Ces ouvertures servent à évacuer le gaz acide carbonique qui se rend sur le niveau de l'eau.

k est un conduit qui sert à évacuer le gaz de la partie supérieure de la mine, tant qu'on n'a point encore pratiqué les ouvertures ( holings ) nécessaires dans le canal de ventilation ; ce conduit ou tube est placé dans la ligne d'élévation du gaz comme en e; mais il est rarement nécessaire d'en faire usage.

Les flèches montrent comment le gaz passe dans la galerie de ventilation.

La figure 211 représente la section verticale d'une mine de houille avec les machines qui en font le service.

a est le puits de descente; b le puits de montée, recouvert par un toit qui protège le puits , met à l'abri les ouvriers, empêche que la pluie n'y tombe, etc., et qu'elle ne change la direction du courant d'air.

c machine à vapeur.

d une tige métallique formant un paratonnerre , pour prévenir l'action de la foudre sur le gaz qui s'élève par ce puits.

e une faille qui interrompt les couches. /* la galerie principale de ventilation avec un fourneau de vapeur pour la raréfaction ; h h une galerie à gaz auxiliaire qui évacue le gaz de la houille donnée par une faille ( a dyke ).

k représente un filon de houille exploité en partie , dont ks puits sont bouchés en /, afin de forcer le courant d'air de se porter à la couche ou au filon inférieur.

En perçant le chemin du gaz dans les parties les plus élevées de la mine , on perce aussi les filons de houille inférieurs de vingt en vingt yards environ, et à quelques pieds de profondeur, pour permettre au gaz de s'échapper. S'il se trouve dans le voisinage une couche poreuse ou ouverte , on peut en y donnant un coup de sonde évacuer le gaz.

Si l'on abandonne l'ancien système de ventilation, on peut remettre en œuvre les piliers qu'on a laissés pour supporter le toit; car, dans le système de Ryan , il n'est nullement nécessaire d'avoir égard à la symétrie ou à la régularité dans la disposition de ces piliers; il suffit de prendre en considération la force nécessaire pour soutenir le toit et les circonstances locales que le terrain peut présenter; on obtient ainsi une quantité de houille bien plus considérable pour une même surface.

Bien que pour débarrasser la mine du gaz inflammable, il suffise de couper quelques yards du puits pour gagner la plus haute couche de houille ; cependant comme il est important que celui qui surveille les travaux ait une connaissance complète de la strati-

fication, afin de les continuer avec avantage, il est boa d'entourer quelquefois tout l'ensemble des ouvrages par une excavation dans la galerie de ventilation.

Un directeur intelligent cerne toujours son champ de houille par des galeries : outre que cette méthode lui donne une connaissance complète de la stratification, il diminue considérablement les dangers des travaux d'exploitation, car il permet de les reconnaître presque tous à l'avance. C'est d'ailleurs un excellent moyen d'empêcher les mineurs de tomber d^is des parties de mine anciennement exploitées qui laissent échapper, lorsqu'on y arrive , des torrens d'eau et de gaz sur les ouvriers ; d'ailleurs cette galerie se trouve toute faite par les travaux subséquens , lorsqu'on donne de l'extension à l'exploitation.

La galerie de ventilation doit se rendre dans le puits de montée ou d'extraction , et avoir deux portes battantes, dont l'une se fermera pendant que l'autre sera ouverte. Au moyen d'un tel arrangement on pourra sans danger extraire la houille par le puits de montée ; car cette trappe ou ces portes battantes empêcheront l'air atmosphérique de communiquer avec lui. Le chemin du gaz doit se décharger à quelque hauteur, dix ou douze pieds par exemple, dans ce puits; cette précaution permettra de placer des lumières dans ce puits à quelque point inférieur, et du côté opposé à celui où entre le gaz.

On doit nécessairement percer les petites ouvertures (holings), qui se rendent dans la galerie principale de ventilation à mesure que les travaux avancent, et sans perdre de temps; on emploie à cet usage une sonde de trois pouces de diamètre, ou plus s'il est nécessaire. Ce sera en général suffisant pour évacuer le gaz qui se dégagera dans le voisinage de ces

ouvreaux ; quant au passage principal , il doit être placé à la plus grande hauteur possible.

On admet que par la méthode ordinaire de ventilation un courant d'air se meut à travers une section de trente pieds carrés avec une vitesse de trois pieds par seconde; ce qui donne 54oo pieds cubes par minute, et que ceci suffît pour dissoudre vingt -huit pieds cubes et demi de gaz par seconde, ou 1710 pieds par minute, c'est-à-dire pour éloigner tout danger. Cependant ce rapport ne donne que trois parties d'air pour une de gaz , et en admettant cette proportion, le mélange est encore explosif. Mais le gaz ne se distribue point également : dans quelques parties il est pur, dans d'autres il est assez étendu pour qu'on n'ait point d'explosions à craindre.

Avec un conduit delà même dimension on chasse, dans le système de Ryan, quatre-vingt-dix pieds de gaz par seconde; s'il est pur, sa vitesse augmente en proportion de sa légèreté et de la raréfaction clans le conduit. Il a pu obtenir une vitesse de dix pieds au moins par seconde , ce qui évacuerait trois cents pieds cubes de gaz par seconde, ou dix-huit mille pieds par minute, et ceci est plus que suffisant pour quelque mine que ce soit.

La longueur de la galerie de ventilation, pour neuf cents yards de surface, excède rarement douze cents yards , et une partie des vieux ouvrages peut servir très-utilement dans ce système avec quelques précautions. Mais si le chemin du gaz doit être coupé dans la houille, il faut qu'une excavation l'accompagne, ainsi qu'on le voit tout autour de la partie supérieure du plan, figure 210; cette excavation qui permet d'enlever la houille, laisse passer le gaz a mesure qu'il se dégage, et forme un passage pour l'air qui, précédé des

fluides plus légers, va se rendre dans la galerie de ventilation.

Dans le cas où la sortie du gaz se trouve gênée par un obstacle , une faille , M. Ryan fore une quantité suffisante d'ouvertures à partir de la couche qui se trouve au-dessous d'elle, jusqu'à la couche qui se trouve au-dessus, comme on le voit dans la section, figure i\ i.

Les houillères de Netherton et de Buffery dans le Staffordshire, exigent, pour pouvoir être exploitées, qu'on y mette le feu , et cette méthode est encore pratiquée depuis plusieurs années, tandis que les houillères voisines qui n'en sont séparées que par une couche de quelques yards d'épaisseur, et dont les couches se trouvent de cinquante yards plus hautes, n'ont rien à redouter de l'accumulation du gaz.

Lorsque le gaz rencontre quelques obstacles à s'élever dans l'atmosphère, il se répand à l'intérieur de la mine , à travers les crevasses , en un courant puissant et continu, que les ouvriers appellent souffleur ( blower ).

Dans le premier système de ventilation, le gaz qui se dégage ainsi de la houille se mêle à l'air atmosphérique, et traverse toutes les parties de la mine, depuis le souffleur jusqu'au puits de montée; il est vrai qu'il se porte , à cause de sa légèreté , à la partie supérieure des galeries; mais si malheureusement la flamme s'en approche, l'ignition a lieu dans la mine tout entière.

En supposant qu'il échappe à la lampe des mineurs, le seul remède, dans le vieux système, est d'éteindre immédiatement le feu placé au fond du puits de montée. En admettant qu'il soit possible d'éteindre le feu à temps, M. Ryan demande si ce n'est point là affaiblir le courant de ventilation au moment même où il devient nécessaire d'augmenter sa vitesse..

Lorsque ce courant , au contraire , au lieu de parcourir toutes les galeries de la mine , se dirige seulement vers des lieux où le gaz inflammable va se loger, et cela d'autant plus facilement qu'ils sont situés audessus du courant naturel , le gaz , au lieu de se répandre par toute la mine , s'échappe naturellement par le chemin le plus court qu'il puisse prendre.

Dans une mine où le courant de circulation ne peut se mêler au gaz inflammable , il n'y a aucun danger à mettre le feu au souffleur au point où le gaz s'échappe; on l'a même dirigé, au moyen d'un tube de fer, dans des lieux où il était nécessaire que les ouvriers eussent de la lumière.

Mais lorsqu'on a percé les ouvreaux qui se rendent dans le chemin du gaz , à partir du toit de la mine , et qu'on a donné quelques coups de sonde dans les couches supérieures, pour les mettre en communication avec la galerie du gaz , la flamme des souffleurs s'éteint, et ils cessent de dégager du gaz.

Cette circonstance se présentait quelquefois dans l'ancien système, par le défoncement du toit ou par un éboulement partiel , accident si fréquent dans les mines de houille qu'il exige la surveillance de plusieurs ouvriers, qui ne font autre chose que d'examiner les lieux et de donner l'alarme; ou bien encore lorsque les travailleurs découvrent une crevasse qui produit un tel accroissement dans la quantité de gaz qui s'échappe, que l'air atmosphérique ne suffit plus pour l'étendre. Mais il y a encore d'autres dangers à redouter dans le système actuel; car lorsque, par la négligence du directeur, les ouvriers, sans avoir la précaution de donner des coups de sonde, reprennent des parties de mine abandonnées , et dans lesquelles le gaz a pu s'accumuler depuis plusieurs années , il s'échappe en

grande abondance dès que l'instrument du mineur arrive aux cavités formées par les anciens travaux , et prend feu à leurs lumières.

Si de tels accidens se présentent dans le système de M. Ryan, les conséquences en sont peu à craindre; car le gaz qui se dégage, au lieu de se répandre dans les galeries étroites de la mine, s'élève, en vertu de sa légèreté et de son élasticité, et s'étend à la surface d'un toit de plusieurs milliers de yards d'étendue, d'autant plus rapidement que l'air de la mine est plus pur. Là il peut y brûler sans danger et môme sans inconvénient pour le mineur, qui continue son travail audessous d'une mince couche de flamme. En peu de temps il passe aux niveaux supérieurs, et enfin se rend, à travers les ouvreaux (holings), dans le chemin du gaz, pendant que les hommes qui se trouvent dans cette direction descendent à la partie inférieure des travaux, jusqu'à ce que celle-ci soit débarrassée. Les ouvriers même qui travaillent dans les galeries du gaz, bien qu'ils puissent être plus ou moins brûlés, ne périraient point; car la vitesse extrême du courant, causée par l'inflammation, confinerait la flamme vers le toit de la galerie. C'est un fait, au surplus, qu'on a vu se renouveler deux fois dans la houillère de Buffery.

On a objecté, contre le système de Ryan, que le toit de la galerie du gaz pouvait s'écrouler comme celui de la mine: cette objection n'est point valable; car cette galerie, qui ne sert point au passage de la houille, est comparativement fort petite , et d'ailleurs soutenue avec soin dans toute sa longueur. Rien n'y est laissé au hasard , et cette sécurité s'obtient à peu de frais ; car l'étendue de cette galerie est peu de chose comparativement à celle du vieux système; de plus, comme dans quelques parties on peut travailler dans l'obscu-

LA.MPE A. SOUFFLET DU DOCTEUR CLANJVY. 6 F

rite, ii n'y a point à craindre d'explosion. Aidé, au surplus, par le phosphore de Canton, ou par une lampe de sûreté si ce phosphore ne donnait point assez de lumière, le mineur peut jouir de la sécurité la plus parfaite en perçant les passages préparatoires à travers le filon de houille.

En dépit des avantages que présente le système de Ryan, on ne l'a point encore généralement adopté, et l'on a préféré se servir de lampes dites de sûreté, qui ne peuvent enflammer le gaz.