Les usines minières dépendaient de la vapeur pour rester modernes

2 avril 2022

Illustration reproduite avec l'aimable autorisation de savRee Schéma d'un concasseur de pierres Blake de base.

Au fur et à mesure que la technologie progressait à partir du milieu du XIXe siècle, certaines machines nouvellement brevetées, non conçues spécifiquement pour l'exploitation minière ou la concentration, ont néanmoins été facilement adoptées par l'industrie minière et ont été accueillies avec enthousiasme. Une de ces inventions très importantes - et souvent négligée - est le concasseur à mâchoires, breveté en 1858 par un homme du nom d'Ely Whitney Blake.

Eli Whitney Blake était originaire du comté de Worcester, dans le Massachusetts, et neveu d'Eli Whitney, inventeur de l'égreneuse de coton. Blake était diplômé de Yale en 1816, mais a abandonné ses études supérieures de droit lorsque son oncle, Eli, a demandé son aide pour organiser et ériger une usine d'armes à Whitneyville, Connecticut. Ingénieur en mécanique talentueux, en 1852, Blake fut nommé pour superviser le macadamisme des rues de la ville de New Haven, ce qui l'avertit du fait qu'il n'y avait pas de machine appropriée pour casser la roche. Le manque d'une telle machine était l'une des causes des goulots d'étranglement de la production dans les mines de cuivre du lac Supérieur, où le bris de roche se faisait encore par calcination, ce que Georgius Agricola mentionnait dans son livre "De Re Metallica", publié pour la première fois en 1556. New Haven utilisait un procédé similaire pour ses revêtements routiers.

La solution de Blake était d'inventer ce qu'il appelait simplement "une machine à broyer la pierre". Alimenté à la vapeur, le broyeur de Blake avait une plaque fixe et une qui pivotait au sommet pour lui donner le plus grand mouvement. La roche a été introduite dans le haut du concasseur et progressivement déplacée vers le bas vers la sortie de décharge au bas des mâchoires. Selon savRee, un site Web d'ingénierie, la zone en forme de V entre les deux mâchoires est appelée chambre de broyage. Du fait que l'espace entre les deux mâchoires se rétrécit vers la sortie d'évacuation, la roche se réduit progressivement.

Bien qu'ils aient considérablement augmenté l'efficacité, réduit le temps, économisé de l'argent et de la main-d'œuvre et aient été utilisés dans presque tous les puits où une mine avait de la vapeur, ils étaient rarement mentionnés dans les rapports annuels des sociétés minières. Les rapports rapportaient généralement de la roche extraite de la mine, puis de la roche en cours de traitement à l'usine de tampons, mais mentionnaient rarement un concassage préliminaire. En 1900, Horace J. Stevens, dans son livre "The Copper Handbook", dans un rapport sur la Calumet and Hecla Mining Company, écrivait :

"Les puits aux puits inclinés sont de modèle uniforme. À chacun, la roche est hissée de la mine au sommet du puits, où elle passe à travers des" grizzly ", ce qui permet à la roche la plus fine de tomber à travers, les plus grandes masses étant réduites dans des concasseurs du type à mâchoires avec des ouvertures de deux pieds sur trois. " Après le concassage préliminaire, Horace a continué, à l'étage inférieur, il y avait un autre concasseur, 18 x 24 pouces, dans chaque puits, a écrit Stevens.

Selon l'auteur et éditeur Thomas Rickard, les maisons en pierre de puits de la Quincy Mining Company avaient des dispositions similaires. En discutant du rockskip hissé au sommet de la structure depuis le puits de la mine, Rickard a écrit :

"Lorsque la benne est déversée, le contenu tombe sur un grizzly, constitué de barres fixes en fonte coiffées d'une cornière amovible, les espaces étant de 2,5 pouces de large. Le plus gros des surdimensionnés est poussé facilement dans un camion bas à deux roues, et est ensuite roulé jusqu'au brise-roche; c'est un moyen rapide de déplacer les morceaux de roche de porc, et c'est une avancée sur la manière habituelle de tirer sur le sol. "

De plus petits morceaux, écrivait-il, étaient jetés dans les broyeurs.

Alors que les grizzlis sont posés à angle bas, a-t-il écrit, certains des petits morceaux de roche se sont immobilisés sur les barres, qui ont été pelletées dans les concasseurs.

Rickard a déclaré que chacune des «maisons en pierre» était équipée de trois concasseurs de type Blake. Le plus grand avait des mâchoires de 18 x 24 pouces (la même configuration que celle utilisée à C & H), tandis que les deux plus petits concasseurs avaient chacun des mâchoires réglées à 13 x 20 pouces. Des masses de cuivre ont été placées sous un marteau-pilon pesant 1,5 tonne et ayant une chute de 20 pieds.

fournissant un équivalent de 60 tonnes de pied. Le cuivre, étant malléable, s'aplatirait ou changerait de forme après un tel coup, faisant tomber la roche adhérente de la masse.

Stevens, en 1899, a écrit qu'au n ° 3 Baltic Shaft se trouvait un puits-rocher «substantiel», encadré de bois, gainé d'acier, de 88 pieds de haut. Il était équipé de deux broyeurs Blake configurés, comme ceux du Quincy et du C&H, en 18 x 24 pouces, entraînés par un moteur « à 16 x 18 cylindres ».

Stevens a également signalé que le puits n ° 4 avait une "installation temporaire, avec un treuil d'environ 1 000 pieds, soulevant une benne d'une tonne".

En fait, tous les puits ont été ouverts avec des équipements temporaires, écrit-il, qui "sont remplacés, au fur et à mesure que l'occasion s'en présente, par des bâtiments permanents et des équipements lourds".

Le choix par Stevens du mot "temporaire" semble suggérer qu'aux cinq puits de la Baltique, ils ont été démarrés avec des palans à engrenages portables à deuxième mouvement. Habituellement, les moteurs de deuxième mouvement faisaient tourner un seul tambour.

Un palan à engrenages de deuxième mouvement se composait de deux moteurs, avec un tambour attaché au moyen d'un arbre de tambour, recevant son mouvement au moyen d'un type d'engrenages (double hélice). Les vitesses de freinage et de marche arrière étaient actionnées par des leviers à main entre les deux cylindres.

Power, une publication hebdomadaire consacrée à la production et à la transmission d'énergie, a déclaré dans son volume du 28 décembre 1909 qu'à cette époque, les plus gros moteurs de levage au monde étaient situés dans les mines Quincy et Tamarack, dans "le pays du cuivre du Michigan". Les deux palans ont été construits par la société Allis-Chalmers dans les années 1890. Comme l'indique la publication, cependant, alors que des palans à vapeur plus récents et plus puissants ont été conçus et construits par la suite, des palans électriques ont également été conçus, comme le palan électrique du terminal d'expédition de charbon de Sewall's Point, près de Norfolk, en Virginie, qui a été évalué à 1 000 chevaux.

Bien que la vapeur ait effectivement révolutionné l'exploitation minière dans le Copper Country du Michigan, ce n'est pas la vapeur seule qui a déclenché la révolution. Les innovations et les améliorations apportées à l'usine de timbres et à la concentration ont nécessité de plus gros moteurs à vapeur et des chaudières pour les alimenter. Les concasseurs à mâchoires, également alimentés à la vapeur, ont aidé les sociétés minières du Michigan à rester compétitives avec les nouvelles mines à ciel ouvert de l'ouest. La perceuse à machine, alimentée par des compresseurs d'air à vapeur, a fait tomber plus de roche par quart de travail que le forage à la main, et des palans à vapeur plus récents et plus efficaces pouvaient soulever plus de roche, plus rapidement par jour que les palans portables plus anciens. Au tournant du 20e siècle, les mines de la région du lac Supérieur étaient entièrement équipées pour rivaliser avec les mines de l'Ouest - tant que la teneur en cuivre restait riche.

Graham Jaehnig est titulaire d'un baccalauréat en sciences sociales/histoire de la Michigan Technological University et d'une maîtrise en anglais/écriture créative de non-fiction de la Southern New Hampshire University. Il est internationalement connu pour ses écrits sur l'immigration de Cornouailles dans les districts miniers des États-Unis.

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