IV.2.2.3 Détermination des puissances et
consommation d'énergie électrique de l'exhaure d'une mine
C'est l'énergie nécessaire qui est
utilisée pour les installations modernes d'exhaure. La tension du
régime des moteurs dépend de la puissance.
a) Puissance fournie par la pompe  
Elle est obtenue par la relation ci- dessous :
Avec
 ·  : débit de la pompe au point de fonctionnement [  ];
 ·  : Masse volumique de l'eau [  ];
 ·  : hauteur manométrique au point de fonctionnement .
b) Puissance effective ou absorbée de la pompe
 
C'est la puissance réellement fournie par la pompe,
elle est obtenue par la relation ci- dessous :
Peff =   en KW 
Avec  : le rendement de la pompe à lire sur les abaques.
c) Puissance effective du moteur d'entrainement
P??
  en KW 
Avec
· ????: le rendement mécanique, il est
compris entre 0,85 et 0,90.
d) Puissance électrique à fournir au
moteur d'entrainement 
C'est la puissance électrique à fournir aux
moteurs d'entrainement, elle se déduit par la relation suivante :
  En KW 
Avec
· ??é?? : le rendement électrique, il est
généralement égal à 0,90.
e) Calcul de la consommation d'énergie
électrique W
La consommation mensuelle de l'énergie
électrique est déduite de la relation suivante :
Avec
· h??: les heures de marche des pompes par
jour.
f) Détermination de la tension d'installation
Pour l'outillage de forces des installations de pompage
mineur, on emploi les tensions suivantes :
1. Si la tension du réseau de la mine est de 3000 Volts
:
· pour les puissances de 75 à 100 kW, on emploie
une tension 380 Volts ;
· pour les puissances plus grandes que 100 kW, on emploi
la tension du réseau qui est de 300 Volts.
2. Si la tension du réseau de la mine est de 6000 Volts
:
· pour les puissances jusqu'à 200 kW, on emploi
380 Volts ;
· pour les puissances supérieures à 200 kW,
on emploi 6000 Volts.
Pour empêcher la pénétration de l'eau dans
les moteurs de pompe, ceux-ci doivent être blindés et pour les
mines grisouteuses, ils doivent être de construction anti-grisouteux
IV.2.2.4 Dimensionnement des circuits d'exhaure
Un circuit d'exhaure est caractérisé par une
hauteur géométrique « h?? » (sommation entre la hauteur
d'aspiration et celle de refoulement), une longueur « ?? », le
débit du fluide « » et des composantes qui le constituent. La longueur de la
tuyauterie ainsi que les accessoires du circuit créent des pertes de
charges « ?h». Ainsi donc, au-delà de ma colonne d'eau au
refoulement, la pompe doit vaincre ces pertes de charges pour refouler le
fluide à l'endroit voulu. Dimensionner un circuit d'exhaure consiste
à déterminer :
1) La vitesse de circulation
La vitesse de circulation de l'eau dans la conduite est
fonction du débit. Nous partons des hypothèses suivantes :
· Pour les petites débits = 400 m3
/h : 1m/s ? V ? 1.5 m/s ;
· Pour les débits moyens de 400 à 500
m3 / h : 1.5m/s ? V ? 1.8 m/s ;
· Pour les grands débits ? 500 m3
/s : 1.8m/s ? V ? 3m/s .
2) Le diamètre des conduites
Il est conditionné par la vitesse d'écoulement
et le débit. Il se déduit de l'expression suivante :
Avec :
 · : débit du puits ou de la pompe m3/s ;
· V : vitesse moyenne d'écoulement de l'eau dans
la conduite ??/??.
Il existe des valeurs normalisées des diamètres
auxquelles doivent être reporté les valeurs obtenues après
calcul (6'', 8'',10'',14'',18'',24'' et 32'').
3) Pertes de charge
Il en existe deux types :
a) Pertes de charges continues ou linéaires
«   »
Elles se produisent tout au long de la conduite et se
déduisent par la relation suivante :
Avec
· ? : Coefficient de pertes de charges continues. Il
est fonction du régime d'écoulement traduit par le nombre de
REYNOLD «   »
 ·  : vitesse d'écoulement [  ] ;
 ·  : Diamètres de la conduite [m] ;
 ·  : viscosité cinématique du fluide [  ]. Pour l'eau 
 ·  : La longueur de la conduite  .
Si   : le régime est laminaire ;
Si   : le régime est turbulent ;   sera à lire sur l'abaque, présenté dans les
annexes, connaissant «   » et la rugosité relative des
conduites«   » ;
Avec
 ·  : rugosité des conduites  . Cette valeur vaut pour les conduites métalliques et PVC
respectivement 0,06 et 0,03.
b) Pertes de charges locales   :
Elles se produisent au passage du fluide dans les accessoires
de la conduite, tels que les coudes, vannes, les changements de sections, les
organes de réglage etc.... Elles se traduisent par la relation
suivante ;
Où
 ·  : nombre d'accessoires de même nature ;
 ·  : Coefficient de perte de charge de l'accessoire ;
 ·  : Vitesse de circulation de l'eau [  ].
Connaissant la hauteur géométrique
«   » et des pertes de charges
«   », nous pouvons déterminer la hauteur
manométrique «   » du circuit par la relation ci- dessous.
| 
