История Настольный словарь
Главная страница > Энциклопедический словарь Гранат, страница 164 > Горным выработкам придают по возможности меньшие размеры и наиболее устойчивую форму сечение  квершлаги и т

Горным выработкам придают по возможности меньшие размеры и наиболее устойчивую форму сечение  квершлаги и т

Горным выработкам придают по возможности меньшие размеры и наиболее устойчивую форму сечения — квершлаги и так далее по пустой породе делают с сводчатыми потолками, шахты предпочитают круглыя. Крепление бывает по роду материала деревянное, каменное и железное. Деревянная (преимущественно сосновая и еловая, а для мокрых капитальных выработок из лиственницы или дуба) крепь дешевле других (в России). Срок службы ея в отношении гниения находится в зависимости от качества рудничного воздуха, от влажности его, от перемен его температуры и так далее В устьях шахт и штолен, где факторы эти часто и резко меняются, крепь загнивает скорее. Гниет она и при застое воздуха. Деревянное крепление называется простым, когда состоит из отдельно устанавливаемых лесин, и сложным, когда состоит из нескольких соединенных между собой деревянных частей. Выгодно заготовлять крепежный лес по требующемуся размеру, форме и так далее на поверхности (в особых даже лесопилках) и спускать его в рудник уже готовым, нуждаю-/ щимся только в установке. Лесина,

! поставленная так, что давление по! род направлено по оси ея, называется | стойкой; если давление нормально к ея оси, — то перекладом. Крепление стойками применяется у забоев, чтобы поддержать кровлю. Если последняя сравнительно мало устойчива, то стойки ставят чаще и между верхнимиконцами их и кровлей заводят предварительно доски (для дешевизны—обыкновенно горбыли). При легко сдающей почве (глина и т. под.) горбыли или плахи, даже бревна-лежни подкладывают и под нижний конец стойки. Стойки (рисунок 22) загоняют на место с некоторым усилием (вернее, забивают несколько клинообразный горбыль), дабы оне действительно подпирали кровлю и мешали ей начать опускаться; раз последнее произойдет, кровля раздавит стойки. Особенно большия стойки—уже бревна-колонны—приходится ставить при выработке с обрушением кровли мощных пластов угля Домбровского бассейна (органная крепь). Переклады предохраняют от обрушения отдельные части кровли в промежутках между стойками или—например, при крутопадающих залежах и прочных породах висячого и лежачого бока—переклад загоняется прямо в пазы, сделанные в последних; если залежь сверху выкрашивается, то пространство между последовательно загоняемыми перекладами крепят горбылями или жердями (кладя их на переклады) так, что образуется род деревянного потолка. При значительном давлении на переклад или довольно большой длине последняго, его укрепляют (рисунок 25) раскосами или распорками к стене выработки. При давлении на выработку со всех сторон (часто давит и почва, „пучитъ“, как говорят, особенно при глинистых породах, разбухающих от действия воздуха и влаги) ставят полные дверные оклады (рисунок 21/23), состоящие из двух стоек, переклада на них наверху и порога — лесины, служащей как бы нижним перекладом. Сплошной крепыо называется ряд полных дверных окладов, расположенных вплотную один за другим, образуя как бы деревянную трубу. Если почва не пучит особенно сильно, а главное—давление с потолка (что чаще всего) при неособенно крепких стенах, то ставят только стойки и переклады, что и называется обыкновенно дверным окладом. Соединение переклада со стойками делается чаще всего в лапу:

соединение в паз плохо сопротивляется боковым усилиям, а при большой нагрузке сверху стойки легко раскалываются. При большой длине переклада его подпирают в середине третьей (рисунок 24) стойкой, разделяя, таким образом, выработку по ширине на половины, или вместо деревянного переклада кладут рельс или железную балку. При большом давлении с кровли ставят в выработке вплотную к основным стойкам добавочные стойки, подпирающия „подхваты“— продольные бревна, заведенные под переклады. Обыкновенно же для закрепления выработок достаточно простых дверных окладов и при том не сплошь, а на некоторых друг от друга расстояниях, в зависимости от прочности пород. Потолок, а если нужно, то и стенки, забирают жердями или горбыляли (заводят их между лесинами и породой) для предохранения от падения отдельных кусков; концы горбылей пропускают так, чтобы они налегали на концы следующих. В наклонных выработках при такой почве приходится класть пежни, т. е. устанавливать стойки окладов на продольно положенные брусья. Специальный род деревянной крепи (рисунок 26) применяется при проходке выработок по сыпучим и плывучим породам (буроугольные рудники югозападной России и т. под.). Крепь загоняется вперед в невыработанный еще забой так, что выемка последнего ведется после крепления. Сущность работы заключается в том, что в забой забивают по периферии его сечения заостренные на переднем конце доски—чегени (дюйма полтора толщиной, дюймов 8 шириной и фута четыре длиной). Их забивают не параллельно оси выработки, а несколько наклонно (расходясь) от нея. Предварительно внутри переднего дверного оклада ставят внутренний несколько меньшого размера и в промежутках между ними забивают чегени, задние несколько выступающие концы которых, стремящиеся (под давлением породы на передние концы) разойтись от оси выработки, упирают в брусья, заложенные между ними и передними концами предыдущих че-

Геней. Если порода совершенно неустойчива и забой плывет внутрь выработки, то удерживают его досками, подпертыми распорками к переднему окладу, или даже сплошь забивают клиньями, поочередно вынимаемыми; через образовавшиеся отверстия выпускается часть плывуна и отвозится, чегени и клинья забиваются дальше, вновь вынимается клин и так далее Эта работа требует большого количества леса, большой опытности рабочих и довольно опасна.

Наклонные выработки крепятся при небольших уклонах так же, как и горизонтальные. При больших уклонах крепление их аналогично креплению вертикальных шахт. Крепление шахт деревом делается только (рисунок 30) при прямоугольном их сечении и ведется горизонтальными рядами „венцовъ“, напоминающих собой полные дверные оклады горизонтальных выработок. Основным венцом называется венец, устроенный следующим образом: два бруса укладываются (по двум противоположным стенкам шахты) концами (на 6 — 12 вершков) в гнезда, вырубленные в породе. Концы этих „пальцевъ“ плотно расклиниваются в гнездах или заливаются цементом так, чтобы брусья были строго горизонтальны (по ватерпасу). Перпендикулярно пальцам по двум другим стенкам шахты устанавливаются другия два бруса, врубаемые в первые. На образовавшемся таким образом основном венце покоятся все вышележащие венцы („звено“) до следующого основного. Разстояние, допускаемое между основными венцами, зависит от прочности породы (1—2 сажени). Обыкновенные венцы между основными ставятся при неустойчивых породах сплошь — „срубовая“ или „венцовая“ крепь. При породах довольно прочных, невыкрашивающихся, применяется крепь на „стойкахъ“ или „бабкахъ“: на основных венцах ставятся стойки (высотой 1—2 аршина; по углам или при больших сечениях и посередине), на них следующий венец и так далее Стенки шахт за венцами забираются горбылями, жердями и т. под.

Особый вид стоек составляют вандруты — длинные бревна - брусья, обыкновенно квадратного поперечного сечения, распираемия друг от друга распорками так, что они плотно прижимаются к крепи, сообщая ей устойчивость; они ставятся один над другим, соединяясь косым замком. В породах неустойчивых вандруты часто совершенно необходимы; ими же пользуются при разделении шахты на отделения и так далее В породах, легко обваливающихся, нельзя пройти шахту без крепи целое звено, т. е. пройти ниже одного основного венца до места заложения следующаго; приходится закреплять все время стенки по мере проходки, т. е. временно подвешивать венцы к верхнему основному венцу скобками и расшивинами, а затем, когда будет заложен следующий основной венец,—опирать на него. При очень неустойчивых породах применяют забивную креп, аналогично забивной крепи горизонтальных выработок. Постановка крепи водонепроницаемой, в пересечениях шахтой водоносных пластов, называется кювеляцией шахты. При кювеляции деревом ставят заклиненные основные венцы в породе водонепроницаемой (обеспечивая плотность прилегания их к породе заклинкой— „пикотажемъ“—мягкого дерева и прокладкой мха), а на них накладывают следующие венцы, тщательно приструганные друг к другу. Швы разделываются смоленой паклей. Пространство между крепью и стенками шахты заливается цементом.

Каменное крепление дороже деревянного само по себе и требует проходки выработок большим поперечным сечением, ибо оно занимает больше места, чем дерево. Каменное крепление применяется тогда, когда издержки на сооружение и ремонт деревянной крепи при ея скором сгнивании или раздроблении под давлением пород оказались бы выше затрат с погашением каменной крепи, т. е. тогда, когда выработки подвергаются очень сильному давлению или предназначены стоять очень долгий срок. Различают два родакаменного крепления—в сухую и на цементг. Первое представляет в сущности всякая закладка пустой породой или столбы, выложенные из последней вместо вынимаемых целиков. Выработки, подверженные сильному давлению пород, закрепляются сводами (рисунок 27) на столбах-устоях или опирающимися пятами в гнезда, вынутия в образующих кровлю и почву давящого круто наклонного пласта-слоя прочных породах. При сильном давлении на выработку со всех сторон каменную крепь делают круглой, в виде трубы (рисунок 28) круглой или овальной и так далее Часто при давлении только сверху применяют смешанную крепь—на каменных устоях кладут железные переклады. При проходке в рыхлых и сыпучих породах каменную крепь ведут позади временной деревянной или железной забивной крепи. При креплении шахт камнем чаще всего придают им круглое поперечное сечение—наиболее устойчивое против бокового да» вления. Часто (когда нет пересечения сильно водоносных пластов и породы устойчивыя) закрепляют шахту при проходке временной деревянной крепью, которую затем, идя снизу вверх, заменяют каменной кладкой. Если породы менее устойчивы и есть горизонты с водой в таком количестве, что желательно задержать ее за стенками шахты, не допуская в работы, то крепь возводят участками. Каждый участок временно закрепляется деревянной крепью, и для каждого каменного звена крепи устраивается особый фундамент в прочной породе. Фундамент этот состоит в постепенном утолщении крепи, часто в виде двояко усеченного конуса. Опорные площадки его делают иногда уступами. Зумпф, если породы в нем недостаточно устойчивы, закрепляют сверху арками. Такие же арки возводят и над всеми отверстиями в стенках шахты—над устьями квершлагов, штреков и так далее Каменная крепь, сделанная на хорошем цементном растворе, очень прочна и водонепроницаема. Пространство между крепью и стенками шахты заливают бетоном. Поусловиям работ в зависимости от цен на кирпич и так далее иногда выгодно, вместо закрепления кирпичем, вести креп бет.ую, которую набивают на особых переставных кружалах. Иногда приходится проводить шахты через плывуны, которые способны проникать в мельчайшия отверстия и исключают возможность вести работу обыкновенным путем. В этом случае применяют кессонные работы или выбуривают шахту большим мешенным (два холщевых мешка, прикрепленных к рамам на конце буровой штанги) буром с постоянным опусканием обсадных предохранительных труб, аналогично проведению буровых скважин. Опускная (рисунок 31) крепь применяется, когда надо пройти мощный слой породы, хотя и сильно плывучей, но не заключающей в себе сколько-нибудь крупных валунов. Устраивают сперва режущий башмак — основание этой крепи, представляющий из себя кольцо из чугунных углообразного сечения сегментов с острым (40—50 градусов) нижним краем. На это кольцо кладут для эластичности дубовую кольцеобразную лсе накладку, а затем возводят водонепроницаемую крепь. Под действием тяжести последней башмак врезается постепенно в породу, пока не дойдет до прочного слоя, в который несколько врезается. Тогда выбирают породу извнутри крепи и тщательно закрепляют место, где башмак врезался в плотную породу, подведя под него крепь, устроенную в нижнем более плотном слое. Во время опускания крепи она висит на болтах (проходящих через всю ея высоту, начиная от режущого башмака), опусканием которых и регулируется поступательное движение крепи. При проходе очень водоносных слоев, где затруднительно применение и этой крепи, применяется с успехом замораживание (способ Печа) породы— сперва проводятся футового диаметра буровия скважины двумя концентрическими рядами по периферии сечения шахты, примерно, по две на сажень ея длины. В них вставляют трубки от охладительной машины и замораживают стенку, внутри которой становится возможным вынуть породу, точно в закрепленной улсе шахте, и, дойдя до прочного слоя, воздвигнуть на нем внутри ледяной обыкновенную крепь, после чего охлаждение прекращается. Видоизменение этого способа встречается при поисковых на золото работах в Сибири, где зимой проходят шурфы в самых руслах рек промораживанием—оттаивают пожогом или вырубают слой льда на воде, сохранив тонкий слой его нетронутым, и оставляют на время. От мороза толщина льда в этом месте увеличивается — вновь несколько углубляются в лед и так далее, пока не войдут в породы дна реки.

Железное крепление по мере удешевления железа все более и более распространяется в Г. д. Железо идет всюду (рисунок 29), где крепь должна служить довольно долго, где при больших размерах выработок пришлось бы применять лес слишком больших размеров, или где есть возможность переставить крепь, т. е. пустить ее несколько раз в дело и так далее Очень удобно делать железными (или чугунными) опускные крепи, кювелаж и тому подобное. За последнее время для капитальных сооружений и внутри рудника большое применение получил железобетон.

6. Водоотлив. Устья рудничных выработок располагают всегда таким образом, чтобы в них не могла попадать вода с поверхности даже при таянии снегов; в верхних частях работ оставляются предохранительные целики, на поверхности устраивают дамбы, плотины и так далее; но все это спасает рудник только от вод поверхностных. В земной коре есть, кроме последних, воды, циркулирующия по трещинам или по слоям легко проницаемым для воды, есть скопления вод в подземных пещерах и старых заброшенных рудничных выработках; породы, окружающия полезное ископаемое, часто сами водоносны, водоносно иногда и оно само (железная руда Кривого Рога—Колачевского) и так далее Словом, вода есть почти во всех рудниках, и отсутствие ея не правило, а скорееисключение (каменная соль и так далее). Многия старинные горные работы заброшены были именно вследствие невозможности справиться с притоком воды бывшими тогда в распоряжении средствами. Первия паровия машины появились также на рудниках для водоотлива. При прохождении шахт через сильно водоносные слои стараются каптировать воду и поднимать ее непосредственно с этой глубины, чтобы не тратить лишней работы на подъем с большей глубины и избежать излишней мокроты шахты, обмерзания ея и так далее, но вода мелких источников, вода из разработок и так далее обыкновенно вся стекается (естественно или подачей подземными насосами) к зумпфу шахты, где и устраиваются главные насосы. При развитии работ в нескольких горизонтах, иногда и насосы ставятся на разных горизонтах.

В рудниках, разрабатываемых штольнями, проводят главную водоотливную штольню на возможно низком горизонте и осушают ей все месторождение, лежащее выше ея. Часто эта же штольня служит и главной откаточной. В старину, при несовершенстве техники, такие штольни проходили не одно поколение („наслед-ственныя“ штольни). При разработках помощью шахт в каждом квершлаге и штреке устраивают канаву, по которой вода бежит к шахте. На случай внезапного прорыва воды, при приближении к сильно водоносным пластам, заброшенным работам и так далее (независимо от проводки перед каждым подвиганием забоя вперед буровых скважин) устраивают в выработках поперечные стенки—перемычки, с дверцами, отворяющимися в обратную к возможному направлению прорвавшейся струи воды сторону. Перемычки эти делают деревянными или (в главных путях) каменными, дверцы деревянные или железныя; края перемычек загоняют в стенки выработок так, чтобы оне не сдвинулись под напором воды. Прорвавшуюся в руднике воду откачивают через тРУбУ (с клапаном), устраиваемую в нняшем краю перемычки.

Вода, стекающая к шахте, направляется в нижнюю часть ея (зумпф), но обыкновенно устраивают еще рядом соединенную с ним камеру— выработку, в которой мог бы поместиться приток воды в течение 6— 12 часов; цель ея—иметь возможность остановки на это время насосов для мелкого ремонта и так далее, а также дать воде немного отстояться. По качеству рудничная вода обыкновенно жестка, но (медные рудники) бывает и настолько кислая, что требует насосов из бронзы, ибо разъедает железо.

Сравнительно еще недавно при неособенно больших глубинах шахт применяли штанговые насосы, т. е. устанавливали у устья шахт паровой (или водяной) двигатель, который помощью непрерывной штанги передавал движение поршню вертикального насосного цилиндра, установленного на дне шахты и нагнетавшего воду в водоотливную трубу. Часто для сокращения размера штанг, толщины стенок труб и так далее устраивали несколько ставов насосов, в разных горизонтах, подавая воду от става к ставу. Насосное устройство располагали так, чтобы во время подъема воды насосный стержень вытягивался (подъемный насос), а не сжимался, ибо длинные штанги лучше сопротивляются разрыву, чем продольному изгибу; уравновешивали штангу и так далее Вообще рудничные насосы подают довольно грязную воду, поэтому их устраивают почти исключительно скал-ковыми, а не поршневыми. Скорость скалки при штанговом насосе можно держать только очень незначительную, ибо штанги обладают большой массой, а следовательно, велика и живая сила их, сводимая к нулю, каждый раз при перемене направления движения (вверх или вниз) должны затухнуть вибрации длинных штанг и так далее Благодаря этим недостаткам передачи силы на расстояние длинными штангами, подобные насосы, несмотря на всю кажущуюся простоту их устройства, применяются теперь редко—главнейше при откачке воды с незначительных глубин, где легко и просто установить такой насос от любого локомо-

581

Горное дело.

532

биля, лошадиного привода и так далее, а при больших установках оказываются гораздо экономичнее подземные насосы, получающие движение непосредственно от подземных же паровых машин, электромоторов, водостолбовых машин и так далее, т. е. такие, где насосу энергия передается сверху не штангой, а паропроводом, проводом электрической энергии и так далее Такие насосные установки гораздо дешевле, как по первоначальной стоимости, так и по эксплуатации, штанговых машин, загромождающих вдобавок шахту. В первые годы по введении подземных насосов (полвека назад) стремились сделать их возможно проще и дешевле—ставили подземные паровые насосы без махового колеса, без расширения пара с несовершенной конденсацией (без специального холодильника), выпуская пар наружу в оставленные выработки или погружая конец пароотводной трубы в зумпф, работали паром низкого давления, что требовало больших размеров паропроводов, которые вдобавок плохо изолировали; из экономии подземные камеры для насосов делали небольших размеров и так далее Все это вызывало громадный расход пара и дороговизну эксплуатации. Теперь пользуются паром высокого давления, паропроводы тщательно изолируются, установка внизу делается совершенно аналогично насосным станциям на поверхности земли, парораспределение (выработаны прекрасные конструкции их и без маховика), конденсация и так далее столь же совершенны (преобладает тип горизонтального компаунд, сдвоенного с длинным ходом екалкового (рисунок 44) насоса с конденсатором)— словом, раз даже раньше несовершен-ныяподземные паровыямашины успешно конкурировали со штанговыми, то теперь первия безусловно одержали верх. С прогрессом техники паровые насосы встретили конкурента в электрических насосах, которые дешевле, а главное допускают экономично децентрализацию водоотлива, позволяя устанавливать насос именно там, где он нужен, не опуская воды до главного водоотливного горизонта и так далее Особый толчек быстрому развитиюприменения к водоотливу электромоторов (вынуждавших ранее при передаче силы от быстро вращающагося вала мотора медленно ходящей скалке наличие сложной механической передачи) дало появление лет 12 назад типа скалковых насосов экспресс с очень большим (300) числом оборотов (с коротким ходом скалки, малой высотой всасывания и хорошо уравновешенными массами движущихся частей с непосредственной передачей движения скалке от специально тихоходного электромотора), а главное, последовавшее скоро за этим введение центробежных насосов высокого давления, непосредственно соединенных с быстровращающимися электромоторами. Насосы эти многоколесные, причем вода переходит из одного колеса в другое со все возрастающим напором, аналогично перекачиванию ея рядом ставов штанговых насосов постепенно на все высшие горизонты. Такие насосы очень компактны, сравнительно недороги, довольно высокого коэффициента полезного действия и быстро распространяются в горных работах, особенно на рудниках многошахтных, где централизация получения электрической энергии гораздо выгоднее устройства сети котельных установок к паровым насосам каждой отдельной шахты. Применение к получению электрической энергии газомоторов и паровых турбин на газе коксовальных печей вытесняет с угольных шахт всякие другие (а в том числе и для водоотлива) моторы кроме электрических.

На ряду с совершенными насосами в горном деле приходится иметь дело с временными установками. При разведках устанавливают пульзо-метры, работающие от простых котлов, простые центробежные насосы, откачивающие воду из открытых разработок на сравнительно небольшой напор и сопряженные с локомобилями и т. под. Часто также воду выкачивают бадьями или простейшими рычажными насосами. В сухих сравнительно шахтах, в которых воды мало, до этих пор можно встретить откачку ея железными ящиками, подвешиваемыми к клетям снизу иснабженными клапанами, выпускающими воду из них по подъеме на поверхность. Такая откачка очень сильно портит канаты, дорога, и почти везде по подсчетам выгоднее поставить насосы.

7. Вентиляция. Всякие подземные работы нуждаются в притоке свежого воздуха, ибо воздух рудника постепенно портится от наличности в нем рабочих, потребляющих кислород его, лошадей, от гниения крепи, от горения ламп, от выделения гремучого газа из добываемого ископаемого (чаще всего угля) и так далее Воздух атмосферы содержит по объёму около 21°/о кислорода; в рудниках он признается достаточно чистым при содержании не менее 19% кислорода и не более 1°/о углекислоты. Человеку надо в минуту 5—7 литров воздуха, когда он в покое, и до 40 литров при очень усиленной работе. В забоях, по русск. правилам, для всяких рудников требуется иметь не менее 35 куб. футов (0,99куб. метр.) в минуту на человека. Количество это значительно повышается при разработке каменноугольных месторождений с гремучим газом и угольной пылью. Гремучий газ, происшедший, вероятно, от разложения подземно органических веществ без доступа воздуха, чаще всего налицо в каменноугольных залежах. Газ этот при работах выделяется иногда внезапно в больших количествах, а чаще постепенно, по мере выемки угля, ибо он как бы насыщает массу его, находясь в нем под давлением (от В2 до 4,5 атмосфер, но иногда и до 50 атмосфер) и выходя постепенно по мере облегчения ему выхода. Газ этот состоит главнейшие из метана, безцветен, легче воздуха, почему и собирается в верхних частях выработок, не ядовит, но в смеси с воздухом взрывает, расширяясь больше, чем в десять раз, и затем быстро снова сжимаясь. В России рудники, в которых обнаружен газ, разделяются на три категории: 1) рудники, в которых на 100 пуд. добычи угля выделяется в сутки менее 225 куб. фт. газа, 2) с выделением газа от 225 до 1.050 куб. фт. и 3) более 1.050 куб.

фт. Количество газа определяется в общей струе воздуха, выходящей из данного рудника. Количество газа в ией не должно при том превышать 1°/о. При быстрых падениях барометра количество гремучого газа, выделяющагося в копях, быстро повышается, а потому при этом увеличивают и количество воздуха, подаваемого в рудник. В отдельных выработках не допускается работа в тех случаях, когда там обнаруживается больше 21/2% газа. Выработки, проводимия к пластам, которые, как это известно по наблюдениям, имеют внезапные выделения газа, проветриваются отдельной струей воздуха, не смешиваемой с общей вентиляцией рудника. Не дойдя до пласта, пересекают его буровыми скважинами и выяшдают, пока газ несколько выделится через них, а потом уже врезываются в уголь выработками. Количество газа в разработках определяется особыми индикаторными лампами очень быстро и должно производиться очень часто, ибо крайне изменчиво. Гремучий газ при 1000 градусов загорается почти мгновенно, а принагреве ниже 650 градусов не загорается совершенно. На этом свойстве его основана возмоясность применения в нем ламп, покрытых металлической сеткой, не допускающей соприкосновения очень горячих продуктов горения с атмосферой, наполненной газом, применение взрывчатых веществ с низкой температурой взрыва и так далее Для изучения свойств гремучого газа и приемов безопасной работы в нем за границей устроены особия опытные штольни, питаемия газом из богатых им пластов. В России проектируется устроить казенную опытную штольно - испытательную станцию в донецком бассейне в ИОзовке. Угольная кислота, образующаяся при горении, медленном разлоясении смеси угля и серного колчедана (часто попадающагося в угольных залежах) и так далее, в противоположность гремучему газу тяжела (в 1 У2 раза тяжелее воздуха) и собирается у почвы выработок; она не ядовита, но как бы заливает легкия; при содержании 5—6% ея воздух уже негоден для дыхания. Притаком содержании лампа тухнет, почему при посещении старых работ лампу несут всегдапередъсобой. Окись углерода, образующаяся при неполном горении, гниении и т. под., после взрывов газа, по плотности очень близка к воздуху, легко с ним смешивается, безцветна, без запаха; лампа горит в воздухе с ней хорошо, но для человека она очень ядовита—при 1% содержания ея в воздухе кровь отравляется. Для обнаружения окиси углерода иногда держат специально клетки с белыми мышами, очень чувствительными к ея присутствию. Очень опасным элементом в копях является сухая, очень мелкая угольная пыль, которая, аналогично некоторым родам пыли на мельницах, огнеопасна и даже взрывчата, т. е. очень быстро сгарая производит детонацию. Особенно часты вторичные взрывы пыли после первоначального взрыва гремучого газа. Поэтому принимают меры к увлажнению пыли, разбрызгиванием воды. Во избежание поднятия пыли воздухом скорость течения последнего ограничивается в очистных работах 2 метрами в секунду, а в главных откаточных штреках —6 метрами.

Движение воздуха по руднику обусловливается тем, что давление во входном (для воздуха) отверстии в руднике должно быть выше давления у выходного отверстия. Разность этих давлений называется депрессией и бывает обыкновенно сравнительно незначительна: величина ея, нужная для передвижения воздуха по руднику, измеряется обыкновенно в десятках миллиметров водяного столба. Количество воздуха, протекающее в данное время по выработке, прямо пропорционально сечению выработки (s) и скорости струи («), т. е. измеряется sv. Потребная величина депрессии (h) пропорциональна длине выработки (е), ея периметру (р), квадрату скорости и обратно пропорциональна площади сечения выработки, т. е. изменяетсяпропорционально f>a£0Ta> ГИ0‘

требная для сего, очевидно, и измеряется произведением количества воздуха на величину депрессии, т. е. пропорционально третьей степени объёма вводимого в рудник воздуха: чтобы, например, удвоить последний, надо затратить в 8 раз больше работы. При увеличении площади сечения выработок сильно понижается потребная депрессия, а следовательно, и работа вентилятора. Действительно, означая G коэффициент, находимый в зависимости от рода стенок выработки опытным путем, имеем

b—С-~- Количество воздуха в единицу времени (q) равно sv, следовательно, 1и= С

epq-

Таким образом,

при увеличении сечения, когда числитель (р) растет пропорционально этому увеличению, а знаменатель — пропорц. шестой степени (s—площадь пропорциональна квадрату линейного увеличения), депрессия уменьшается в 5 раз—для уменьшения депрессии вдвое надо, например, увеличить размеры выработки всего на 15%. Вышеприведенную формулу можно написать так: h Cep „ ..

———f. В правой части этого выра-q- sA

жения сгрупированы элементы рудника, в левой—элементы его вентиляции. „ h q

Производная от величинаочень характерна для рудничной вентиляции и называется темпераментом рудника. Теоретическое отверстие в тонкой стенке, через которое при той же величине депрессии, как в данном руднике, мож. пропустить то же количество воздуха, называется эквивалентным отверстием данного рудника. Поперечное сечение главных воздушных штреков в газовых рудниках не должно быть меньше 4кв. метров, а побочных струй — меньше 2 кв. метров. В мощных, находящихся в особо благоприятных условиях залежах угля, при тех системах работы, которые допускают ведение очень широких выработок,—и очень простой план вентиляции; при очень большом эквивалентном отверстии иногда газовые рудники проветривают так энергично, таким огромным количеством воздуха, что газ разжижается им до обезвреживания. При узких рудникахэтого делать нельзя, ибо потребуется очень много работы вентилятора, есть опасность большой скоростью воздуха выбить огонь из ламп, поднять пыль и так далее Скорость воздуха в разных точках сечения выработки неодинакова—в середине она больше, чем у стенок. Средняя скорость воздуха обыкновенно вычисляется умножением скорости посредине на опытный коэффициент, разный для разного рода крепления (0,7—0,9). Скорость же посередине измеряется крыльчатыми анемометрами. Определив скорости струй во всех выработках (по размерам их), вычислив и объёмы протекающого в каждом месте воздуха, составляют общий план вентиляции рудника и определяют данные эти в разных его пунктах. Это дает возможность определять, где дефекты вентиляции рудника, и то, куда надо направлять работы по улучшению вентиляции. Полная депрессия рудника измеряется непосредственно водяным манометром.

Поток воздуха надо искусственно направлять по руднику, иначе он, пройдя по линии наименьшого сопротивления, оставит многие пункты его непроветр енными. Для обеспечения правильности вентиляции служит целая система дверей, перегородок из досок с забивкой породой, парусинных занавесей и так далее Иногда для усиления вентиляции мест особо опасных по количеству выделяющагося газа (выработки по восстанию и так далее) ставят в рудники моторные или ручные вентиляторы.

При распределении воздуха выгодно разделять весь поток его на несколько самостоятельных струй, ибо этим сильно уменьшается величина требуемой работы (депрессия растет пропорционально третьей степени количества воздуха, проходящого по данной выработке), а также испорченный раз воздух не будет проходить по всему остальному руднику, легче регулировать вентиляцию в разных пунктах рудника, локализировать местное расстройство ея и так далее Нужно всегда стремиться, чтобы чистый воздух (обыкновенно более холодный и более тяжелый, чем рудничный) шелпо работам снизу вверх, а не сверху вниз. Вентиляция очистных работ зависит от способа их разработки. Потолкоуступные работы вентилировать труднее, ибо рудничный газ легко может скопиться в углах их; легче всего хорошо вентилировать широкие забои, наклонные к линии падения. В работах с обрушением кровли утечка воздуха (пока он дойдет до забоя) больше, чем в работах с тщательной плотной закладкой. Вообще в рудниках до забоев доходит не весь воздух, а только часть, ибо утечка достигает часто 70—80% всего его количества.

Естественной вентиляцией рудника, т. е. разностью давлений воздуха у одного и другого из входов в рудник, приходится пользоваться в больших работах редко, ибо разность высот входов обыкновенно очень мала, и соответствующей депрессии хватило бы только на очень незначительные простия работы (крестьянские шахты, разведки и так далее), на очень широкие подземные камеры и так далее Вдобавок, воздух в руднике, обладая почти постоянной температурой, зимой теплее, а летом порой холоднее атмосферного, а потому направление потока воздуха в руднике может меняться, а весной и осенью даже останавливаться. Для усиления депрессии в старину устраивали у дна шахт, выводящих воздух, печи, продукты горения которых пускали в эти шахты, чем нагревали в них воздух и понижали давление столба его. Из-за опасностей пожара в угольных рудниках установка таких печей воспрещена. Вентиляционные пени на поверхности (разумеется, не для газовых рудников) устраиваются с высокой трубой, в которую поступает воздух из шахты и продукты горения топки (под топку проведена струя шахтного же воздуха); депрессия обусловливается наличием теплого легкого воздуха в печной трубе. Летом печи действуют слабее, чем зимой, а потому иногда льют в шахту, по которой воздух поступает в рудник, воду, увлекающую с собой воздух, И так далее

Крупные рудники проветриваются теперь центробежными вентиляторами, ибо из всех воздушных машин это тип наиболее рациональный при необходимости дать большое количество воздуха малой сравнительно депрессии. Наиболее простой тип вентилятора—колесо с прямыми радиальными лопатками—дает очень малый коэффициент полезного действия. В современных вентиляторах лопатки кривия (рисунок 42), причем кривизна их рассчитывается так, чтобы не было удара воздуха при входе в колесо, не было воздуховоротов, вихрей, чтобы частицы воздуха уносили возможно меньше работы в виде живой силы и так далее Для устранения потери силы при этом устанавливается диффузер (рисунок 43), т. е. труба, постепенно расширяющаяся кверху, в которой постепенно уменьшается скорость течения воздуха; последний как бы устаивается также и от неравномерности подачи его рядом лопаток. Согласно теории, для получения больших депрессий вентиляторы должны вращаться очень быстро. Современные вентиляторы отличаются высоким до 0,85— 0,95 коэффициентом манометрического полезного действия, т. е. отношения действительно даваемых ими депрессий к теоретически вычисленным по скорости воздуха на их внешней окружности.

Проветривание рудников производится почти всегда всасывающими вентиляторами, ибо при этом шахта, доставляющая свежий воздух, может оставаться свободной, незакрытой никакими особыми приспособлениями, в руднике не застаивается худой воздух или газ и так далее Обыкновенно, впрочем, устраивают приспособление (особый канал—трубу), позволяющее переменить ход воздуха на нагнетание вентилятором, что иногда нужно для задержания на месте случайно большого выделения газа, на случай обвала и так далее

8. Освещение. Машинные камеры, рудничные дворы, площади у внутренних шахт и бремсбергов и так далее освещаются постоянными фонарями. В остальных, помещениях рудника лампы (рисунок 39) переносные, которымиснабжается каждый рабочий. В рудниках, не содержащих вредных газов и хорошо проветриваемых, еще до этих пор в употреблении простия свечи в простых железных подсвечниках. Чтобы оне не ломались и не оплывали, их помещают в бленду (рисунок 40)—открытый жестяной фонарь, с крючком-штырем для удобства переноски и подвешивания внутри рудника. Лампы на растительном масле представляют из себя простые железные цилиндры с носком, куда вставляется фитиль, крышкой, через которую наливают масло, и крючком для носки. Применение в таких лампах керосина, нефти и т. под. порождает сильную копоть, вредную для рабочих, а потому запрещено. Эти последния вещества можно применять только в лампах со стеклами, т. е. тягой. Из усовершенств. ламп светлее всего горят ацетиленовия лампы. Теперь есть целый ряд их (с кальцием карбидом) вполне безопасных и даже довольно легких. По стоимости оне, конечно, выше обыкновенных масляных, но, во-первых, несколько повышают производительность рабочого (при хорошем освещении она выше), а во-вторых, дают возможность хорошо отбирать добываемое ископаемое по сортам, до выдачи его на поверхность, отбирать от него тут же на месте вредный прослоек и так далее, что имеет большое экономическое- значение. Бензиновыя, лампы хороши, но требуют довольно сложной и аккуратной организации дела (в целях безопасности), а потому чаще применяются там, где организация лампового дела должна быть все равно высока—в газовых рудниках. В последних какие бы то ни было открытия лампы запрещены. Предохранительные лампы, впервые предложенные в 1815 г. инженером Деви, а потому и до этих пор носящия его имя, основаны на том, что пламя окружается проволочной сеткой, охлаждающей продукты горения до температуры ниже той, при которой взрывает воздух с примесью рудничного газа; разумеется, при очень большом количестве последняго, а

641

Горное дело.

542

также, если сетка раскалится или пламя выбросит из лампы (сильной струей воздуха и так далее), взрыв происходит. Поэтому такие лампы (рисунок 41) безопасны от взрыва только в атмосфере, не содержащей много газа (не более 2°/о), устройство их должно быть очень тщательное, а уход очень внимательный. Для усиления света ламп нижнюю часть пламени окружают вместо сетки, плохо пропускающей свет, хорошо закаленным стеклом, нижняя поверхность которого отшлифована и плотно прилегает к резервуару лампы, а верхняя закрыта усеченно-конической сеткой. Для безопасности ставят не одну, а две сетки, одна над другой, не соприкасающияся друг с другом. Для того, чтобы пламя не выбросило струей воздуха, во всех особо опасных рудниках, а также везде, где скорость воздуха больше 20 футов в секунду, сетку прикрывают железным футляром-шлемом. В случае подвода воздуха для горения не через сетку, а под горелкуj через особое отверстие в корпусе лампы снизу, последнее также должно быть закрыто двойной сеткой. Опытным путем установлены все имеющия сколько-либо существенное значение размеры всех частей ламп. Главнейшая из них—сетка должна быть такой густоты, чтобы на квадратный сантиметр ея площади приходилось не менее 144 одинаковой величины отверстий; диаметр проволок должен колебаться в пределах от 0,3 до 0,4 миллим. В газовой атмосфере, очевидно, нельзя отворять для зажигания случайно потухшую лампу; поэтому вместо потухшей берут другую запасную лампу из лампового отделения; иногда снабжают лампы внутренним зажигателем трения о капсюлях белого фосфора. Для устранения опасности взрыва лампы передают рабочим уже совершенно заправленными, готовыми к употреблению и закрытыми так, чтобы рабочий ни в каком случае не мог отворить их. Замки снабжаются пломбами или устраивается затвор с внутренней железной собачкой, который молено открыть, только оттянув собачку, что молено сделать, только вставив лампу в сильный электромагнит. При каждом руднике устраивается специальное ламповое отделение с особыми благонаденеными лицами, которые одни могут отмыкать металлические сетки от ламп и зажигать фитили. Сетки чистят щетками ежедневно (сетки, покрытия копотью, опасны). Каледая лампа нумеруется, и по лампам ведется учет людям, спустившимся в рудник.

9. Рудничные пожары. Несмотря на всевозмоленые предосторожности война человека с природой, ведомая им при добыче ископаемого, не обходится без жертв. Наиболее опасный враг— огонь, производящий взрывы газа или пыли, атакжепожары.Наиболее крупное несчастье в истории горного промысла—взрыв 1906 г. во французской каменноугольной копи Куррьер, унесший 1100 жизней. В России наибольшее число жертв—270—погибло при взрыве 18 июня 1908 г. на Макарьевском руднике области Войска Донского. Рудничные пожары обычно сопутствуют взрывам, но часто возникают самостоятельно—от забытой лампы, от самовозгарания угольной мелочи, особенно в присутствии серного колчедана, электрических проводов и так далее Для предупреждения пожаров надо как можно чаще производить осмотр всех работ. При начале пожара прежде всего стараются прекратить к месту его доступ свелсого воздуха; если горит уголь, то стараются выломать нагревшиеся уже его части, что делают постепенно, поливая водой; отбитые куски увозят. Если уголь уже разгорелся, то проходят выработкой над ним, проводят из нея буровия скважины, по которым пускают воду, а затем прорабатываются выработкой и выламывают что можно. Если с пожаром не справиться такими мерами, то изолируют воздухонепроницаемыми перемычками (из дерева с глиной или каменными) все поле, где происходит пожар, который тогда тухнет от недостатка кислорода. Вылсдав, когда пожар затихнет, снова открывают работы. Есть пожары, к которым воздух все же имеет доступ, а потому они свирепствуют уже много лет (Тквибули на Кавказе). Затопление пожарищ—средство в каменноугольных рудниках очень опасное, ибо выработки обрушиваются, восстановлять их дорого, а случаи самовозгарания (серный колчедан, имеющийся всегда в угле, разлагается водой) после этого часты.

Как во время пожаров, так и после взрывов выработки наполняются негодными для дыхания или даже ядовитыми газами. Между тем надо производить в подобной атмосфере работы по тушению пожара, а главное, по спасению погибающих рабочих. Основное правило—никогда нельзя считать, что рабочие, которых не досчитываются, погибли, что бы в шахте ни было. В Куррьере 13, считавшихся погибшими, вышли на 21 день, а один на 23. Первой заботой после взрыва должно быть доставление в рудник возможно большого количества свежого воздуха и спасение людей, находящихся, может быть, в обморочном состоянии. Для работ во вредной атмосфере служат респираторы. Для работ простейшого характера в неядовитой атмосфере применяются респираторы в виде закрытых шлемов в роде водолазных, снабженных трубкой— шлангом, через которую накачивается свежий воздух. При них нельзя уходить далеко от насоса. При резервуарных аппаратах воздух подается из сосуда-ранда, в котором он накачен под большим давлением. Аппараты регенеративные действуют так, что выдыхаемый (в закрытом шлеме через особую трубку) воздух идет не наружу, а пропускается через ряд сосудов, где освобождается (химически) от угольной кислоты и паров воды и разбавляется чистым кислородом (из особой бутыли под давлением). Пневматогены — это такие регенеративные аппараты, которые сами вырабатывают кислород действием выдыхаемого воздуха на соли перекисей, заключенных в особых сосудах. Наиболее распространены теперь регенеративные аппараты (Дре-гфра, Вестфалия и так далее). Респираторы позволяют пребывать в невозможной атмосфере 2—3 часа совершенно несвязанно с какими бы то ни было насосами, т. е. допускают свободную циркуляцию по выработкам. Работа в респираторе требует большого навыка, а потому на каменноугольных копях (а также и других с деревянной крепыо) организуются специальные спасательные артели, обученные ей. В артели должно быть по члену на каждых 25 рабочих; на каждых четыре члена артели должен быть респиратор и электрическая аккумуляторная лампочка (горящая независимо от атмосферы). На каждой копи должно быть не менее 3 комплектов спасательных принадлежностей. В каменноугольных районах имеются обычно еще центральные спасательные артели, под начальством инженеров, обильно снабженные всеми приборами и немедленно выезжающия в подмогу к месту, где случилось несчастье. В России спасательные артели лучше всего организованы в донецком каменноугольном бассейне, где находятся наиболее опасные из русских копей в отношении рудничного газа.

10. Откатка ископаемого. Рудничная доставка разделяется на два отдела— собственно доставку, или подъем и спуск по вертикальному или наклонному направлению, и откатку—по горизонтальному направлению. Организация доставки массовых грузов (как, например, при разработке каменного угля) должна быть очень совершенна, ибо иначе ложится очень тяжело на себестоимость продуктов. Наилучше оборудовается доставка угля по главным шахтам, воспринимающим весь поток ископаемого, пустой породы и так далее в количествах на крупных шахтах по нескольку железнодорожных поездов в день; проще всего оборудование доставки от отдельных забоев незначительных количеств РУДb.

Всего проще, разумеется, когда ископаемое само скатывается от забоя к откаточному штреку. Это бывает при разработке наклонных пластов работами по восстанию каменно-угольных пластов—уголь по „скатамъ“, т. е. выработкам по падению („печкамъ“), скатывается вниз или просто по почве их, или по проложенным доскам, иногда для уменьшениятрения обитым железом (по почве уголь скатывается сам при падении 40—45°, а по железным листам— 25—30°). Скаты слегка расширяются книзу, чтобы ископаемое не залеживалось; иногда скатом служит часть выработки, обшитая досками, а в другой части устраиваются лестницы для прохода рабочих. Часто скаты применяются для подачи материала закладки и так далее В мощных рудных залежах, разрабатываемых подземно слоями, распространены вертикальные скаты—гезенки для подачи руды к откатному штреку. Скаты редко бывают открытые—они опасны (а для угля невыгодны еще тем, что он в них измельчается, теряя ценность); гораздо чаще скаты закрытые, т. е. нижний конец их закрыт стенкой с люком для выпуска ископаемого, постоянно заполняющого скат, а потому передвигающагося по нему постепенно, а не падая сразу со всей высоты его. Переноска ископаемого почти не применяется в целях доставки. Доставка в волокушках-сатмх (род длинного ящика, продолжение боковых стенок которого служит полозьями) находит себе применение для подвоза ископаемого от мест добычи к месту нагрузки в вагоны, при разработке пластов черезчур наклонных и тонких, чтобы в них было выгодно всюду проложить рельсовые пути, и слишком мало наклонных для того, чтобы уголь скатывался вниз под влиянием собственного веса (скаты). Откатка в тачках гораздо легче, чем откатка в волокушках, но требует более слабого падения пластов и большей мощности их (тачку возят стоя на ногах, а волокушу—на четвереньках). При работах на поверхности откатку в тачках считается выгодным вести при расстояниях 5о 60 сажен; в рудниках тачки применяются для перевозок с малою производительностью, побочных и так далее Рудничные „собаки“—род тележек с очень маленькими колесиками, катимыми по деревянным рельсам, теперь совершенно выходят из употребления, заменяясь вагонетками (рисунок 32) узкоколейных железных дорог. В подобных вагонетках перевозится теперь ископаемое во всех сколько-нибудь значительной производительности рудниках и копях. Для экономичности откатки выгодно пускать большие вагоны, в которых отношение полезной нагрузки к таре вагона наибольшее, а число маневров на то же количество перевозимого груза наименьшее. При выработках малых размеров приходится сокращать размеры вагонеток. Вообще высота последних должна быть такая, чтобы все-таки легко было нагружать ископаемое лопатами; кузов для устойчивости не должен высоко подниматься над колесами; при откатке в ручную нельзя иметь тяжелых вагонов. В виду того, что приходится с ними манипулировать в ручную при маневрах, загрузке в клети и так далее; практика выработала для угольных копей тип небольшого железного вагона емкостью в 30 пудов, собственного веса около 10 пудов. Деревянные вагоны тяжелее при равных внешних размерах, емкостью процентов на 15 меньше, ремонт их чаще, дороже, стенки неплотны, а потому они повсюду вытесняются железными. При разработке мощных залежей руд (значительного удельного веса) часто применяются вагоны железные же, но эллиптической формы, большой емкости. Колеса вагонов делаются теперь почти исключительно стальныя; для облегчения перехода их по кривым обод слегка конический. Колеса вагонов ширококолейных дорог насаживаются неподвижно на оси, вращающияся в подшипниках, чем достигается наибольшая безопасность движения (при колесах независимых друг от друга образуется, как только сила тяги выйдет из вертикальной плоскости, проходящей через центр вагона, пара сил, стремящаяся повернуть вагон), но зато затрудняется переход по кривым. В рудниках такая система колес применяется при откатке по хорошо, плавно уложенным путям. Если сделать колеса вращающимися на неподвижных осях, то можно пускать вагоны но кривым очень малого радиуса, по неровно уложенным путям и так далее

Рельсовые пути типа Виньоля, ибо желобчатые легко загрязняются в

1815

рудниках, наичащо укладываются шириной колеи 00 сантиметров. Вес погонного фута рельсов на главных путях обыкновенно 6—8 фунтов, иногда даже больше. На второстепенных путях рельсы кладут еще легче. Шпал кладут 2—3 на сажень, а часто столько, сколько крепежных рам. При частом перемещении путей делают звенья, т. е. род лестниц из рельсов, где ступенями служат шпалы. Стрелки делают или с языками, как на поверхностных железных дорогах, или (при откатке в ручную) и без языков, располагая только рельсы. При скрещиваниях путей пользуются готовыми стальными крестовинами. Поворотные круги (на шариках) ставят в местах схождения путей под прямыми углами. Чаще же поворотных кругов не ставят, а поворачивают вагончики на гладких чугунных досках, укладываемых на почву выработки, причем в местах прилегания к рельсам на досках делаются выступы—утюгообразной формы, облегчающие постановку вагонов с досок на рельсы.

Уклон откаточного пути, укладываемого на почве выработки, обусловливает и уклон выработки. Очень важно для откатки, чтобы уклон был ровный. Очень часто придают путям „уклон равного сопротивления11, т. е. такой, по которому сила тяги, нужная для передвижения груженых вагонов в одном направлении, была бы одинакова с силой тяги, потребной для возвращения пустых вагонов обратно, в гору. Уклон этот зависит от отношения веса груженого вагона к порожнему, смазки колес и т, д. Он колеблется на практике от 0,01 до 0,08. В рудничных дворах, на поверхности и так далее иногда делают уклон больше—до 0,016 — уклона равновесия, т. е. такой уклон, при кот. подтолкнутый вагон продолжал бы двигаться равномерно. Очень важно содержать путь в полном порядке,ибо на худо содержимых путях резко падает производительность откатки. Только при очень малой, кратковременной добыче не стоит ремонтировать путь. Обыкновенно же все ремонты по приведению пути в полный порядококупаются очень быстро. Производительность откатчика вагонов в ручную составляет в смену в среднем 5 (иногда до 9) т. - километров. Наибольшей величины она достигает при хороших путях в просторных выработках большой длины. Производительность лошади составляет около 40 — 50 т.-километров в сутки (2 смены по 6 часов), причем откатка ведется поездами по 8—10 вагонов, сцепленных короткими цепями. При лошадиной откатке путь надо уравнять—лучше всего сгарками. Затрата на лошадь окупается в 4— 5 лет. Конюшни для лошадей при работе штольнями устраивают на поверхности, а при шахтной работе в особых камерах, куда направляют ток свежого воздуха; кормят лошадей очень хорошо, но обыкновенно оне не живут очень долго, а погибают, ломая ноги в узких выработках или от обвалов и так далее В общем откатка лошадьми гораздо выгоднее, чем в ручную, а потому и стремятся выработанное ископаемое как можно скорее подать к выработкам с конной откаткой. Механическая откатка производится в подземных, не содержащих газа выработках чаще всего электрическими локомотивами, недорогими и очень компактными. Они почти исключительно с верхним проводом, прокладываемым на штырях, загнанных в деревянные пробки в потолке выработок. Реже пока применяются бензиновые и керосиновые локомотивчики, хотя и устраиваются теперь с холодильниками выхлопных газов и сетками на воздухоподводных трубах так, что их можно применять и в газовых рудниках. Откатка обыкновенными паровозами применяется в обширных размерах при открытых работах, а в подземных разработках наблюдается скорее как исключение—при работе штольнеобразными выработками мощных яселезных и т. под. за-ленгей. Механической откаткой в русской технической литературе часто называется такая откатка, при которой двигатель установлен неподвижно, а движение вагонам сообщается канатом или цепью. При системе tail

Горе груженые вагоны приводятся в движение одним канатом, а пустые— другим, действующим от другого барабана той же или другой, установленной на другом конце выработки, машины. Концы канатов прицепляются к вагонам (поездам); сами канаты поддерживаются по длине рядом роликов-шкивиков. При этой системе легко привключать к канатам вагоны, направляющиеся в боковия выработки, соответственно сцепляя и направляя канаты. При системе откатки безконечным канатом (рисунок 34) приводят его в постоянное движение по одному направлению помощью машин, на барабаны которых он навивается достаточно большое (во избежание скольжений) число раз. Натяжение каната производят, снабжая грузом подвижной шкив, который канат огибает в противоположном от машины конце. Скорость каната 5—8 километров в час. Сцепление вагончиков с канатом производится особыми щипцами-клещами, охватывающими его. Откатка безконечной цепыо (рисунок 37) производится движением безконечной цепи, увлекающей подводимые под нее и сцепляющиеся с ней особыми собачками вагончики. Выгодность той или другой системы откатки для данного случая зависит от местных условий. Откатка головным и хвостовым канатами очень хороша; на нее не влияют ни многочисленность боковых путей, ни неровности почвы, но поезда ея для хорошей производительности должны быть большого состава и самое устройство солидно и довольно дорого. Дешевле по первоначальным затратам откатка безконечным канатом, но зато ей трудно обслуживать боковые пути. Откатка безконечной цепыо выгодна при ровных путях в две колеи.

Для доставки вагончиков с ископаемым вниз по наклонным выработкам применяются так называемые „бремсберга“, которые можно встретить почти в каждом руднике, для спуска ископаемого с второстепенных штреков на главный откаточный. Бремсберг (рисунок 33) состоит из снабженного тормозом для регулирования скорости вращения шкива, черезкоторый перекинут канат; один конец последнего прикреплен к груженому вагончику, идущему по наклонному рельсовому пути вниз и подымающему своей тяжестью вверх по параллельному наклонному пути пустой вагончик, прикрепленный к другому концу каната. Максимальный уклон бремсберга—вертикальный (часто называются гезенками), а минимальный—около 21h° в зависимости от совершенства пути, шкива и так далее При меньших углах падения бремсберга груженый вагончик уже не в силах втащить вверх пустой. Бремсберга часто применяются и на поверхности для спуска грузов с гор въдолины—это очень дешевый способ спуска массовых грузов. Ось вращения шкива—барабана или нормальна к плоскости пути, или горизонтальна, параллельна ей. Тормоз устраивают во избежание несчастий так, чтобы особый груз постоянно прижимал его к шкиву, т. е. тормозил бы; для отторможения же и пуска механизма в ход требовалось бы нажатие рабочим рукоятки. По всей длине бремсберга устраиваются для поддержки канатов деревянные или чугунные ролики, без которых канаты очень скоро портятся. Бремсберги могут иметь переменный по длине уклон, завороты (канаты направляются шкивика-ми) и так далее, но это делается скорее на поверхности, а в рудниках чаще прямые постоянного уклона бремсберги. В подземных работах очень большое значение в смысле дороговизны крепи, расходов на ремонт (особенно, если „пучитъ“) имеет ширина выработки. Поэтому бремсберги делают поуже—трехрельсовые с разъездом посередине, чтобы вагоны могли разойтись, или двухрельсовый, однопутный, но с противовесом, поднимаемым опускающимся груженым вагончиком и поднимающим, опускаясь, снизу следующий пустой вагон. Противовес ходит по особому узкому пути под главным или рядом с главным. При очень больших углах падения бремсберга приходится снабжать платформами с наклонными соответственно уклону бремсберга нижними частями и горизонтальнойплощадкой наверху, куда вкатываются вагоны. Без таких платформ вагоны, сильно наклоняясь, легко высыпают значительную часть содержимого. При вертикальных бремсбергах платформы эти обращаются в клети в роде шахтных. Бремсберга очень удобное устройство и для подачи вагонов с промежуточных горизонтов. При платформах это всего проще, а без них устраивают площадки, покрытия чугунными плитами, на каждом промежуточном уровне. Обратные бремсбергам устройства— наклонные подъемы, т. е. подъемы по наклонным плоскостям груженых вагонов и спуск пустых, очень часто применяются как при открытых работах (рудные залежи, каменный уголь мощных пластов, золотоносные пески и так далее), так и в рудниках при разработках вниз по падению. Шкив-барабан бремсберга приводится в движение лебедочной машиной, паровой или на сжатом воздухе, а за последнее время—чаще всего электромотором. Подобные подъемы, если они выходят из рудника на поверхность, представляют собой наклонные шахты.

9. Шахтные подъемы. В небольших шахтах ископаемое поднимается на поверхность в бадьях, куда ссыпается груз из тачек, доставляющих его от забоев; бадья поднимается на канате обыкновенным ручным или приводным конным воротом. По наклонным рудным шахтам часто производят подъем в „собакахъ“—четырехугольных четы-рехколесных железных ящиках-бадьях без передней стенки-крышки. Собака эта поднимается канатом по наклонным рельсам, загнутым наверху так, что передния колеса заворачивают книзу, пока задния еще поднимаются—руда автоматически высыпается в предназначенную для этого камеру. При сколько - нибудь значительной глубине вертикальных подъемов бадьи снабжают рамами, скользящими по установленным в выработке направляющим брусьям, иначе бадья черезчур сильно раскачивается. Нормально в работах не разведочного, а очистного характера подъемпо вертикальным шахтам производится в стальных клетях, в которые вкатываются вагончики. Клетей всегда по шахте ходит две—одна с груженым вагоном (или при больших шахтах—вагонами) поднимается, а другая с пустыми вагонами опускается, уравновешивая своим весом соответственную часть идущей вверх клети с ископаемым. Размеры клети и ея форма зависят от расположения отделений в шахте, размеров ея производительности и так далее Сечение клети приближается к квадратному, если в нее ставят два вагончика рядом. При очень большой производительности шахт клети делают многоэтажными. Все клети снабжаются ребордами, охватывающими „направляющия“ (рисунок 38, и), расположенные по всей длине шахты. Деревянные направляющия представляют собой прочные брусья (сечением 2—2Вг вершка на 4—5 вершков), прикрепленные к горизонтальным брусам, плотно вделанным в стенки шахты. Поверхности направляющих, обращенные к клети, охватываются приклепанными к пей уголками с 2 сторон; клеть как бы скользит по ним. Деревянные направляющия очень хорошо работают, при них очень хорошо действуют парашюты (предохранительные приспособления от падения клети в случае разрыва каната), но дерево изнашивается и требует постоянного ремонта, а потому часто делают железные направляющияизърельсов или таврового железа. Быстро устанавливаются и дешевы направляющия из жестких проволочных канатов, к которым внизу привешена сообщающая им всем, по возможности равномерное, натяжение платформа с грузом. Парашюты, систем которых очень много, все основаны на том, чтобы в случае разрыва каната, на котором подвешена клеть, последняя застряла бы в направляющих. Классический парашют Фонтена устроен так, чтобы в случае обрыва каната сжатая нормально натяжением его пружина (в верхнем краю клети) растянулась бы и этим заставила переместиться особые рычаги, на концах которых вделаны ножи, врезаюициеся при этом в направляющия— клеть повиснет на них. В других парашютах пружина, растягиваясь в случае разрыва каната, поворачивает две пары зазубренных эксцентриков, врезающихся при этом в находящияся между ними направляющия, или последния зажимаются к обхватывающим их ребордам клети особыми клиньями и так далее Для канатных направляющих хороших, надежных парашютов пока нет,—при действии парашютов рвутся сами направляющие канаты. Можно сказать даже больше—вообще парашютам верить нельзя, особенно притех громадных скоростях движения клети по шахте, какие теперь в ходу, т. е. при огромной живой силе клети, сильнейшем ударе ея от остановки и вторичном ударе по верху клети куском оторвавшагося каната,рвущагося обыкновенно наверху, т. е. там, где на него действует вес и клети и длинного его же куска, уже спущенного в шахту, и так далее Нужно полагаться только на канат, апотому всегда заботиться о хорошем состоянии каната и почаще его менять в случае каких бы то ни было сомнений в его прочности. Движение но шахте рабочих разрешается только на испытанных в отношении прочности канатах. Канаты применяются пеньковые (для небольших глубин), алойные и стальные. Пенька быстро гниет, рудничные газы разъедают ее. Алоэ или манильская пенька стоцт лучше, особенно во влажном воздухе, но очень плохо переносит морозы. За последнее время с удорожанием пеньки, увеличением глубины шахт и прогрессом фабрикации металлических канатов последние приобретают наибольшее распространение в горном деле. Металлические канаты допускаются в шахты из проволок диаметром не меньше 0,8 миллиметров. и не более 3,2 миллиметров., с сопротивлением разрыву 110—180 килограммов на квадр. миллим., выдерживающих без излома установленное правилами число изгибов (от 4 до 8, в зависимости от диаметра). Канат алойный делается из пеньки сопротивлением разрыву не менее всего 6 килогр. на 1 кв. миллиметров., поэтому такой канат внесколько раз тяжелее металлического, а в настоящее время и дороже его. При больших глубинах вес каната, достигающого значительной длины, очень велик, и его выгодно делать равного сопротивления, т. е. постепенно уменьшать его сечете книзу, ибо вверху он должен выдерживать напряжение и от веса клети с вагончиками, и от веса уже спущенного в шахту каната. Органические канаты особенно плоские при существующих методах фабрикации делаются вполне точно равного сопротивления, чего нельзя сказать о металлических, где приходится уменьшать число проволок или диаметр их. Обыкновенно металлические канаты (более прочные и легкие, чем алойные) применяют одинаковой прочпости по всей длине, а алойные плоские равного сопротивления применяют для средних глубин (дальше снова металлические) и то в России только там, где персонал копей под французским влиянием. При очень глубоких шахтах применяют плоские металлические канаты. Цепи применяются только для соединения каната с клетью. Всякие шахтные канаты должны иметь не менее как шестикратный запас прочности по отношению к наибольшей нагрузке. Ежедневно канат осматривается на медленном ходу. Нижние концы (у клети) обрезаются каждые 4 месяца (органические канаты) или 6 месяцев (металлические канаты) и подвергаются поверочному испытанию на разрыв. Каждому канату ведется особая книга записей осмотров и так далее Этим и еще целым рядом правил достигнута сравнительная безопасность передвижения по шахтам грузов и людей—несчастья сравнительно редки. При подъеме и спуске груза разрешается иметь скорость движения в секунду не более известного предела—от V25 глубины шахты, если последняя не превышает 75 метров, до V85 этой глубины при глубине шахты 900 метров, с правом увеличения ея (по согласию с горным надзором) при хорошем оборудовании еще на 50°/о. Эти скорости приближаются к скоростям поездов жел. дорог. Скорость подъема в бадьяхс направляющими допускается всего в 75% этих скоростей, а средняя скорость бадей без направляющих не может превосходить сажени в секунду, если подъем. отделение обшито досками, и всего полусажени в остальных случаях. Один конец каната прикрепляется к клети и другой проходит по всей длине шахты, выходит наружу, огибает шкив,расположенный (канатов по числу клетей два, а потому шкивов 2) на высоте над устьем шахты и идет на барабан подъемной машины. Барабанов два— с одного канат сматывается (клеть опускается), на другой наматывается (клеть поднимается). Следующий подъем-спуск роли барабанов меняются. По мере сматывания каната с пустой клетью момент нагрузки его относительно оси барабана все увеличивается, а по мере наматывания каната момент нагрузки относительно оси этого барабана уменьшается. Работа машины испытывает большия колебания, а при большом весе каната может стать даже отрицательной (в некоторые моменты). Поэтому иногда стараются уравновесить канаты. Наибольшим распространением пользуется система уравновешивания Кёпе, состоящая в том, что подъемный канат, обогнув надшахтный шкив и обернувшись несколько раз вокруг барабана подъемной машины, идет через второй надшахтный шкив к другой клети. Днища клетей соединены еще между собой хвостовым канатом, длиной равным глубине шахты. Эта система часто применяется при внутренних шахтах, ибо тут нельзя поднять клеть выше нормы, следовательно шкивы можно помещать низко над устьем; канаты мало изнашиваются и так далее К этой системе не применим канат равного сопротивления: при ней нельзя поднимать с разных горизонтов, при порче одного каната, прекращается работа обеих клетей, в главных шахтах поэтому он не применяется. Уравновешение момента нагрузки относительно оси барабана достигается также без помощи уравновешивающих канатов устройством при круглых канатах спира-лоидных барабанов,т. е. барабанов

(с желобками) с поверхностями такой сложной кривизны, чтобы момент оставался постоянным; приблизительное уравновешение дают конические барабаны; при плоских алойных канатах уравновешение достигается достаточно удовлетворительно устройством барабанов - бобин, в которых канат навивается спирально сам на себя, т. е. радиус его навивки постепенно изменяется. При круглых канатах для простоты устройства очень часто не уравновешивают нагрузки, а, применяя простые цилиндрические барабаны, полагаются на машину. При всякой конструкции барабанов необходимо один из них делать холостым, могущим поворачиваться независимо от другого и закрепляться в разных положениях; это необходимо для возможности придания канату строго определенной длины (канат от времени вытягивается, берутся от него куски для испытаний, приходится менять длину его для подъема с разных горизонтов и так далее), ибо одна клеть должна приходиться строго на уровне нагрузочной площадки внизу, когда другая будет точно на уровне разгрузочной площадки наверху. При нагрузке и выгрузке вагончиков клеть „ставят на кулаки“ (рисунок 35). Кулаки эти бывают эксцентриковые или выдвижные и подводятся в нужный момент под клеть рычажной передачей от особой рукоятки, а затем обратным поворотом последней снова убираются из - под клети. Иногда кулаки устраиваются гидравлические, пододвигающиеся под клеть. Это имеет то преимущество, что здесь не надо при постановке клети на кулаки, как при обыкновенных кулаках, приподнять немного груженую клеть (для возможности задвинуть под нее кулаки), что без противовеса пустой клети, стоящей на нижних кулаках, требует сильной машины. При многоэтажных клетях, во избежание дорогостоющих и требующих затраты большого количества времени маневров главной машиной по подаче постепенно разных этажей клети к нагрузочной и разгрузочной площадкам, делают несколько этажей площадок, соединенпых между собой вертикальными бремсбергами или- питаемых выработками и обслуживающими эстакады (реже) разных уровней. Хорошо обставленная шахта требует хорошей подъемной машины. Разумеется, маленькие шахты могут обходиться небольшими паровыми лебедками или даже конными пришодами. Большия шахты оборудоваются значительной силы машинами. Применение перемены направления вращения шкивов помощью зубчатой передачи теперь почти не применяется, а периодичность вращения барабанов то в ту, то в другую сторону достигается переменой направления хода самой машины, т. е. машины реверсивные. Распространен тип горизонтальной паровой машины о двух цилиндрах при малых установках и сдвоенный тандем компаунд при больших. Простая компаунд мало послушна и не пригодна для быстрых маневров. Машина рассчитывается с запасом так, чтобы она могла поднимать груженую клеть без противовеса пустой. Управление отсечкой— центробежным регулятором. Конденсация пара применяется только там, где есть центральная конденсация; при больших установках теперь вместо этого экономичнее, как и вообще при всяких реверсивных машинах, ставить, на выхлопном паре паротурбину низкого давления Рато, спаренную с динамо. Все более и более распространяются теперь в качестве подъемных машин электромоторы в виду, с одноии стороны, усовершенствования типов реверсивных электромоторов, а с другой, громадного усиления центральных электрических станций копей (в частности на угольных копях— на газе коксовальных печей). По русским правилам, всякая подъемная машина должна быть снабжена двумя тормозами, расположенными таким образом, чтобы машинист мог ими действовать, не сходя с места. Всякий подъем должен быть также снабжен самопишущим указателем скорости движения клетей, индикатором, показывающим взаимное положение клетей в шахте, и автоматическим звонком, звонящим при приближении клети к концу ея хода. Разумно устроенные системы сигналов совершенно устранили необходимость распространенного еще недавно пожелания, чтобы машинист видел устье шахты. Против возможного в случае порчи управления машиной и так далее подъема клети до уровня надшахтных шкивов деревянные или железные направляющия суживают постепенно выше устья, по направлению к шкивам так, что клеть застрянет в них (а канат оборвется), или устраивают автоматическое расцепление клети от каната и так далее В неглубоких шахтах еще и теперь иногда, в целях избежать расходов по удовлетворению требований по оборудованию, предъявляемых правилами при движении в клетях людей, передвижение последних происходит по лестницам. В больших шахтах это немыслимо (утомление рабочих, медленность спуска и выхода большого числа людей и так далее), и потому лестничное отделение служит про запас (порча машины и т. под.), хотя в случае, например, двух оборудованных для подъема, хорошо соединенных между собой подземно и близких друг к другу шахт лестниц может и не устраиваться. Над устьем шахты ставится коиер«(рисунок 38), т. е. сооружение, поддерживающее надшахтные шкивы, через которые переходят шахтные канаты из шахты на барабан подъемных машин. Разгрузочная площадка делается всегда выше уровня почвы, дабы удобнее было складывать поднятое ископаемое в кучи, нагрулсать его с эстакад непосредственно в железнодорожные вагоны и так далее Высота надшахтных шкивов над уровнем этой площадки делается с известным запасом, в том рассчете, чтобы клеть могла довольно значительно подниматься над площадкой: эта высота берется 12—25 метров, в зависимости от глубины шахты. Полная высота копра над устьем шахты достигает 20— 40 метров. В прежнее время, при сравнительно низких шкивах, их иногда устанавливали на брусьях, влолсенных в пазы стен солидных надшахтных зданий; теперь ставитсякопер (чаще всего железный, а деревянный лишь в глухих местностях и маленьких шахтах—опасность пожара) раскосной системы. От разгрузочной площадки развивается обыкновенно более или менее сложная система эстакад, по которым вагончики с полезным ископаемым идут над складами, или над линией готовых к нагрузке железнодорожных вагонов, или к механически передвигающимся транспортерам (лентам, четкам и так далее), подающим ископаемое на рудообогатительные фабрики (дробление перед коксованием и так далее). Вагончики, подойдя к соответственному люку в эстакаде, поступают в опрокидыватель (раму-клеть, вращающуюся около горизонтальной оси в плоскости пола эстакады, нормально к оси пути вагона, или около горизонтальной оси, параллельной оси пути— цилиндрический опрокидыватель) и, опорожнившись, возвращаются к разгрузочной площадке надшахтного здания. Площадка эта для удобства маневрирования выкладывается обыкновенно чугунными плитами. Вагончики с пустой породой идут в отвалы или прямо опрокидываются в кучи, проходя по постепенно наращиваемому по ним же пути на уровне эстакады или, при недостатке места, поднимаясь родом проволочно-канатной дороги в кучи, насыпаемия постепенно все выше и выше. А. Митинский.