«Федеральные исследования рудничных аварий, строительных материалов и топлив»

Шахтеры, спасенные в Черри, штат Иллинойс, 20 ноября 1909 года, обязаны своими жизнями прежде всего работе правительственных инженеров. Подстанция Геологической службы в Урбане, штат Иллинойс, была оперативно уведомлена о катастрофе днем 13 ноября. Были немедленно приняты меры, благодаря которым г-н Р. Я. Уильямс, ответственный горный инженер, и его помощник г-н Дж. М. Уэбб со своими аппаратами были срочно доставлены специальным поездом на место происшествия, прибыв рано утром следующего дня (в воскресенье).

Главный горный инженер Джордж С. Райс, начальник спасательного отдела Дж. У. Пол и помощник инженера Ф. Ф. Моррис узнали о катастрофе из ежедневной прессы, находясь у себя дома в Питтсбурге, в воскресенье. Они немедленно выехали с четырьмя комплектами спасательного оборудования, достигнув Черри в понедельник утром. Тем временем г-да Уильямс и Уэбб, оснащенные кислородными шлемами, совершили два спуска в шахту, но были вынуждены подняться из-за жары. Обе шахты были вскоре вновь загерметизированы с целью борьбы с пожаром, который к тому времени значительно разгорелся.

Руководство операциями в Черри по праву юрисдикции осуществлялось государственными инспекторами шахт Иллинойса, по чьей просьбе правительственные инженеры были приглашены на совещание относительно надлежащих средств, которые следует предпринять в попытке проникнуть в шахту. Катастрофа произошла не из-за взрыва угля или газа, а стала результатом пожара, возникшего в сене в конюшне внутри шахты. Пламя вырвалось через верх вентиляционного ствола и вывело из строя вентиляторы. Спасательный отряд из двенадцати человек, не защищенный искусственными дыхательными аппаратами, вошел в шахту, и все они погибли. Когда шахты были вновь загерметизированы в понедельник вечером, 15-го числа, было оставлено небольшое отверстие для вставки водопроводной трубы или шланга. В течение дня и вечера был сооружен разбрызгиватель, и к утру вторника он успешно работал, при этом температура в шахте в то время составляла 109° по Фаренгейту. После того как температура была снижена примерно до 100°, федеральные инженеры вызвались спуститься в шахту и провести разведку. Спасательная группа в составе г-д Райса, Пола и Уильямса, оснащенная искусственными дыхательными аппаратами, провела разведку возле дна вентиляционного ствола и обнаружила первое тело. После того как они вернулись на поверхность, трое государственных инспекторов Иллинойса, которые ранее прошли обучение у правительственных инженеров использованию спасательных аппаратов, включая инспекторов Мозеса и Тейлора, спустились вниз, провели замеры воздуха и обнаружили, что при медленно работающем вентиляторе в шахте можно работать. Затем спасательный отряд спустил шланг по главному стволу, предварительно подсоединив его к пожарной машине, принадлежащей пожарной службе Чикаго. Вода была направлена на огонь у дна ствола, что значительно уменьшило его силу, и вскоре он был подавлен настолько, что позволил пожарным войти в шахту без защиты дыхательных аппаратов.

К сожалению, эти операции могли проводиться только в самых невыгодных условиях и при соблюдении максимально возможных мер предосторожности из-за частых сильных обвалов кровли — результата нагрева от шахтного пожара — и наличия больших количеств «черного газа» (углекислого газа). Все передвижения незащищенных спасателей должны были предваряться разведкой обученного спасательного отряда, который анализировал газы, поскольку пожар продолжал гореть, и внимательно следил за обвалами, возможными взрывами или возобновлением пожара. В то время как тяжелая работа по креплению и извлечению тел выполнялась незащищенными спасателями, люди в шлемах исследовали более отдаленные части шахты, и в субботу днем, 20 ноября, через неделю после катастрофы, была обнаружена камера, в которой несколько шахтеров, проявив большое самообладание, замуровали себя, чтобы не допустить дыма и жара. Из этой камеры было извлечено 20 живых людей, из которых 12 были извлечены в беспомощном состоянии людьми в шлемах.

Это не первый случай, когда этот правительственный горный отряд совершает доблестные поступки. Прямо и косвенно его члены спасли от пятнадцати до двадцати жизней за короткое время своего существования. При катастрофе в Марианне, штат Пенсильвания, отряд обнаружил одного человека, оставшегося в живых среди 150 тел, и он был поднят на поверхность. Он полностью выздоровел после месяца пребывания в больнице.

На шахте Лейтер в Зейглере, штат Иллинойс, двое сотрудников, прошедших обучение использованию кислородных шлемов у членов правительственного отряда, спустились в шахту после взрыва и вынесли одного человека на поверхность, где они привели его в чувство.

Столь же хорошая служба, будь то в реальных спасательных операциях, в разведке после аварий на шахтах или в тушении пожаров, была оказана этим отрядом при авариях на шахтах Дэрр, Стар-Джанкшен, Хейзел, Кларинда, Сьюикли, Бервинд-Уайт № 37 и Верум, штат Пенсильвания; в Мононга и Лик-Бранч, Западная Виргиния; в Диринге, Саннисайд и Шелберне, штат Индиана, Джобс, штат Огайо, и в Рослине, штат Вашингтон.

Лаборатория взрывчатых веществ. Помещения, сгруппированные в южном конце здания № 21 в Питтсбурге, заняты под лабораторию для химического исследования и анализа взрывчатых веществ и находятся под руководством г-на У. О. Снеллинга.

Образцы всех взрывчатых веществ, используемых в испытательной галерее, баллистическом маятнике, манометре и других испытательных аппаратах, подвергаются здесь химическому анализу для определения составляющих материалов и их точных процентных долей. Также проводятся испытания для определения стабильности взрывчатого вещества или его склонности к разложению при различных температурах, а также других свойств, которые важны для выявления факторов, контролирующих безопасность взрывчатого вещества при транспортировке и хранении.

При исследовании всех взрывчатых веществ первой процедурой является качественный анализ для определения того, какие компоненты присутствуют. Из-за большого количества органических и неорганических соединений, входящих в состав взрывчатых смесей, этот анализ должен быть тщательным. Несколько сотен химических веществ использовались во взрывчатых веществах в разное время, и некоторые из этих материалов могут быть отделены от других, с которыми они смешаны, только с помощью самых тщательных и точных методов химического анализа.

После качественного анализа выбирается метод разделения и взвешивания каждого из компонентов, ранее обнаруженных в составе. Эти методы, конечно, сильно различаются в зависимости от конкретных материалов, подлежащих разделению, причем обычно необходимо разработать специальный метод анализа для каждого взрывчатого вещества, если только в ходе качественного анализа не будет установлено, что оно похоже на какое-либо обычное взрывчатое вещество, и в этом случае может быть применен обычный метод анализа этого взрывчатого вещества. Большинство предохранительных порохов требуют специальной обработки, в то время как большинство сортов динамита и все обычные формы черного подрывного пороха легко анализируются обычными методами.

Исследование черного подрывного пороха было значительно облегчено и в то же время стало значительно более точным благодаря денсиметру, разработанному в этой лаборатории. В этом аппарате вакуум Торричелли используется как средство вытеснения воздуха, окружающего зерна пороха, и с помощью очень простых манипуляций истинная плотность черного пороха определяется с высокой степенью точности. В здании № 17 имеется аппарат для разделения или сортировки черного пороха по размерам (рис. 1, табл. X).

С помощью двух факторов, коэффициента влажности и гигроскопического коэффициента, которые были разработаны в этой лаборатории, можно сделать ряд важных наблюдений по черному пороху при определении относительной эффективности графитового покрытия в сопротивлении влаге, а также в качестве средства оценки тщательности смешивания компонентов пороха. Коэффициент влажности относится к количеству влаги, поглощаемой зернами пороха за определенное время при стандартных условиях насыщения; а гигроскопический коэффициент относится к сродству компонентов пороха к влаге при тех же стандартных условиях.

Помимо исследования взрывчатых веществ, используемых на испытательной станции, в лаборатории взрывчатых веществ также проверяются и анализируются взрывчатые вещества для Службы мелиорации, Комиссии Панамского перешейка и других подразделений правительства. В настоящее время Комиссия Панамского перешейка, вероятно, является крупнейшим потребителем взрывчатых веществ в мире, и образцы, используемые в ее работе, проверяются, испытываются и анализируются в этой лаборатории, а также в филиалах лабораторий в Гиббстауне и Помптон-Лейкс, штат Нью-Джерси, и в Ксении, штат Огайо.

Помимо обычного анализа взрывчатых веществ для Комиссии Панамского перешейка, проводятся специальные испытания для определения склонности взрывчатого вещества к выделению нитроглицерина и к порче в неблагоприятных погодных условиях. Эти испытания необходимы из-за теплого и влажного климата Панамского перешейка.

Газопылевая галерея № 1. Галерея № 1 имеет цилиндрическую форму, длину 100 футов и минимальный внутренний диаметр 6⅓ фута. Она состоит из пятнадцати одинаковых секций длиной 6⅔ фута каждая, построенных внахлест. Первые три секции, ближайшие к бетонному оголовку, изготовлены из котельной стали толщиной ½ дюйма, остальные двенадцать секций — из котельной стали толщиной ⅜ дюйма и имеют предел прочности на разрыв не менее 55 000 фунтов на кв. дюйм. Каждая секция имеет одну предохранительную дверцу для сброса давления, расположенную по центру сверху и оснащенную резиновым буфером для предотвращения ее разрушения при быстром открытии. При использовании эта дверца может быть закрыта и не закреплена, закрыта и закреплена шпильками или оставлена открытой. Каждая секция также оснащена одним окном из листового стекла толщиной ¾ дюйма, размером 6 на 6 дюймов, расположенным по центру в боковой части галереи (рис. 1 и рис. 1 и 2, табл. VI). Секции соединены между собой внахлест. На каждом соединении внахлест внутри галереи имеется круговой уголок диаметром 2½ дюйма, на грани которого может быть помещена бумажная диафрагма, удерживаемая на месте полукруглыми шайбами, шпильками и клиньями. Эти бумажные диафрагмы используются для помощи в удержании газовоздушной смеси.

Рис. 1. ГАЛЕРЕЯ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ № 1

Природный газ из городских магистралей Питтсбурга используется для имитации газа, обнаруженного в шахтах путем фактического анализа. Типичный анализ этого газа выглядит следующим образом:

Объемный анализ типичного природного газа.

Hydrogen gases 0

Carbon dioxide 0.1

Oxygen 0

Heavy hydrocarbons 0

Carbon monoxide 0

Methane 81.8

Ethane 16.8

Nitrogen 1.3

Объем используемого газа измеряется точным испытательным счетчиком с ценой деления в одну двадцатую кубического фута. Требуемое количество подается вблизи дна в один или несколько 20-футовых отсеков галереи из 2-дюймовой трубы длиной 14 футов. Труба имеет перфорацию, расположенную таким образом, что поддерживается равный поток газа с каждой единицы длины.

Каждый 20-футовый отсек галереи дополнительно оснащен внешней циркуляционной системой, как показано на рис. 1, что обеспечивает эффективный метод смешивания газа с воздухом. Для первого отсека эта циркуляционная система является стационарной, часть трубопровода оснащена нагревательными змеевиками для поддержания постоянной температуры.

Остальные отсеки имеют общую циркуляционную систему, установленную на тележке, которую можно использовать на любом из этих отсеков. Предусмотрены клапаны для изоляции вентилятора, чтобы возможный взрыв не повредил его.

В центральной секции каждого отсека имеется индикаторный кран, который используется для обеспечения возможности записи давлений выше и ниже атмосферного или для отбора проб воздушно-газовой смеси. Первый отсек галереи оснащен полками, расположенными сбоку, для размещения угольной пыли.

Пушка, из которой производится выстрел взрывчатым веществом, помещается в бетонный оголовок, при этом осевая линия канала ствола совпадает с осью галереи. Эта пушка (рис. 2) аналогична той, что используется в баллистическом маятнике. Заряд подрывается электрически из наблюдательного пункта. Чтобы минимизировать риск при заряжании пушки, заряжающий носит в кармане штекер сценического выключателя (единственный штекер такого рода на площадке), так что невозможно замкнуть цепь, пока заряжающий не покинет галерею. Та часть первого отсека галереи, которая не заделана в бетон, имеет 3-дюймовое покрытие, состоящее из блоков магнезии, асбестового волокна, асбеста, цемента, тонкого слоя 8-унцевой парусины и полос водонепроницаемого кровельного картона, причем все это покрыто толстым слоем графитовой краски. Цель этого покрытия — помочь в поддержании постоянной температуры.

Рис. 2.

Вся галерея опирается на бетонный фундамент шириной 10 футов, который имеет максимальную высоту 4½ фута и минимальную высоту 2 фута.

Бетонный оголовок, в котором установлена пушка, полностью закрывает этот конец галереи. Узкий дренажный канал проходит под всей длиной галереи, а резьбовое отверстие в нижней части каждой секции обеспечивает эффективный способ дренажа.

Здания рядом с галереей защищены двумя баррикадами возле открытого конца, каждая высотой 10 футов и длиной 30 футов. Отбойник, состоящий из качающейся стальной плиты высотой 6 футов и длиной 9 футов, расположенный в 50 футах от конца галереи, предотвращает нанесение ущерба забойкой.

За испытаниями наблюдают из наблюдательного пункта, защищенной позиции примерно в 60 футах от галереи. Стены помещения имеют толщину 18 дюймов, а линия обзора проходит через листовое стекло толщиной ½ дюйма, шириной 6 дюймов и длиной 37 футов, и дополнительно ограничена двумя внешними ограждениями, каждое длиной 37 футов и шириной 3 фута.

В этой галерее был проведен ряд экспериментов для определения количества влаги, необходимого для различных видов угольной пыли, чтобы снизить вероятность взрыва угольной пыли от выбитого заряда одного из опасных типов взрывчатых веществ.

Угольная пыль, взятая с дорог одной из угольных шахт Питтсбургского района, требовала не менее 12% воды для предотвращения воспламенения. Также было доказано, что чем мельче пыль, тем больше требуется воды, и когда она была размером 100 меш, требовалось 30% воды для предотвращения ее воспламенения пламенем выбитого заряда при непосредственном контакте. Методы, используемые в настоящее время при орошении, оказались совершенно недостаточными для тщательного увлажнения пыли и, следовательно, ненадежными для предотвращения общего взрыва пыли.

На этой станции были проведены успешные эксперименты с использованием увлажнителей для насыщения атмосферы влагой после того, как температура воздуха снаружи галереи была повышена до температуры шахты и пропущена через увлажнители. Было установлено, что если относительная влажность 90% при температуре 60° по Фаренгейту поддерживается в течение 48 часов, имитируя летние условия в шахте, поглощение влаги пылью и изолирующий эффект влажного воздуха предотвращают общее воспламенение пыли.

Эти испытания на влажность проводились в газопылевой галерее № 1 со специальным оборудованием, состоящим из вытяжного вентилятора Кертинга производительностью 240 000 куб. футов в час, который вытягивает воздух из галереи через первый дверной проем, или тот, что находится рядом с бетонным оголовком, в котором установлена пушка.

Другой конец галереи закрыт с помощью брезента и бумажных диафрагм, при этом вся галерея сделана практически герметичной. Воздух поступает в пятнадцатый дверной проем через короб, проходя над паровыми радиаторами для повышения температуры, а затем через головки увлажнителей.

Аппаратура для испытания взрывчатых веществ. В здании № 17, которое имеет размеры 40 на 60 футов, два этажа и прочно построено из тяжелой каменной кладки с шиферной крышей, нет открытых деревянных конструкций. Внутренняя структура полностью огнеупорна. Железные колонны и балки, а также деревянные балки, сильно облицованные цементом, поддерживают полы, которые выполнены либо из цементных плит, либо из деревянного настила, защищенного просечно-вытяжным металлом и цементным раствором как сверху, так и снизу. В одном конце на первом этаже находится экспонирующая и записывающая аппаратура для испытаний взрывчатых веществ на пламя, а также манометры и калориметр, а в другом конце — галерея для испытания предохранительных ламп.

Большая часть второго этажа занята газонепроницаемой тренировочной комнатой для спасательных работ и зрительным залом, из которого лица, интересующиеся такой работой, могут наблюдать за методами процедуры. На этом же этаже находится складское помещение для спасательных аппаратов и различных моделей предохранительных ламп.

Разрушительная сила взрывчатых веществ определяется тремя способами: с помощью баллистического маятника, манометра Бихеля и свинцовых блоков Трауцля.

Баллистический маятник. Разрушительная сила взрывчатых веществ, испытанная баллистическим маятником, измеряется величиной колебания. Стандартной единицей сравнения является заряд ½ фунта 40%-ного нитроглицеринового динамита. Аппарат состоит по существу из 12-дюймовой мортиры (рис. 3, табл. VI) весом 31 600 фунтов, подвешенной как маятник на балке, имеющей призматические опоры. Стальная пушка установлена на тележке, поставленной на рельсы, проложенные на одной линии с направлением качания мортиры. Во время выстрела пушка может быть установлена на расстоянии 1/16 дюйма от дульного среза мортиры. Балка, на которой подвешена мортира, опирается на бетонные стены размером 51 на 120 дюймов в основании и 139 дюймов в высоту. На вершине каждой стены находится 1-дюймовая опорная плита размером 7 на 48 дюймов, закрепленная на стене ⅝-дюймовыми болтами длиной 28 дюймов. Призматические опоры опираются на подшипниковые плиты, размещенные на этих опорных плитах. Подшипниковые плиты снабжены небольшими канавками для поддержания призматических опор в масле и защиты от атмосферных воздействий. Каждая из призматических опор имеет длину 6 дюймов, глубину 2 11/16 дюйма от острия до тыльной стороны, ширину 2 дюйма с тыльной стороны и сужается под углом 50° к горизонтали, начиная с линии в 1½ дюйма от тыльной стороны. Острие закруглено в соответствии с радиусом ¼ дюйма. Тыльная сторона каждой из них на 2 дюйма длиннее кромки, что составляет общую длину 10 дюймов, и имеет глубину 1 дюйм и ширину 12 дюймов. Этот выступ обеспечивает поверхность для крепления болтами к балке, на которой подвешена мортира. Балка изготовлена из цельной стали, имеет сечение 4 на 8 дюймов и длину 87 дюймов. К ней приболчены тяжелые стальные отливки для принятия резьбы стержней из машинной стали, которые образуют седла, на которых подвешена мортира. Радиус качания, измеренный от острия призматических опор до центра цапф, составляет 89¾ дюйма.

Табл. VI. Рис. 1. — Взрыв угольной пыли в газопылевой галерее № 1. Рис. 2. — Шахтная галерея № 1. Рис. 3. — Баллистический маятник.

Пушка состоит из двух частей: кожуха и вкладыша. Кожух имеет длину 36 дюймов, внешний диаметр 24 дюйма и внутренние диаметры 9½ и 7½ дюймов. Он изготовлен из лучшей литой или кованой стали.

Вкладыш имеет длину 36½ дюйма с 1-дюймовым выступом на расстоянии 7¾ дюйма от тыльной стороны, изменяющим диаметр с 9½ до 7½ дюймов. Канал ствола гладкий, диаметром 2¼ дюйма и длиной 21½ дюйма. Пушка установлена на 4-колесной тележке, к которой она хорошо закреплена ремнями и стержнями. Рельсовый путь с колеей 30 дюймов простирается примерно на 9 футов от дульного среза мортиры до буфера пушки.

Выстрел производится электрической запальной батареей с первого этажа здания № 17, находящегося примерно в 10 ярдах. Для обеспечения безопасности оператора и заряжающего человек, который заряжает пушку, носит предохранительный штекер, без которого заряд не может быть взорван. Провода для подключения к запалу после заряжания расположены удобно, а предохранительный штекер затем вставляется в коробку на конце западной стены. Замыкание запальной батареи выключателем на месте стрельбы обозначается миганием красного света, после чего все, что необходимо для подрыва заряда, — это нажать кнопку на батарее. Автоматическое записывающее устройство в задней части мортиры записывает длину качания, которую с помощью нониуса можно считать с точностью до 1/200 дюйма.

Манометры Бихеля. Манометры сконструированы с целью определения удельной разрушительной силы взрывчатых веществ, детонирующих с различной скоростью, путем измерения давлений, развивающихся в замкнутом пространстве, из которого генерируемые газы не могут выйти. Аппарат состоит из прочного стального цилиндра, который может быть сделан абсолютно герметичным; воздушного насоса и соответствующих соединений для откачки воздуха из цилиндра до давления, эквивалентного 10 мм ртутного столба; изолированного штекера для обеспечения возможности подрыва заряда; клапана, через который газообразные продукты сгорания могут быть удалены для последующего анализа; и индикаторного барабана (рис. 1, табл. VII) с соответствующими соединениями для приведения его в движение с определяемой скоростью.

Табл. VII. Рис. 1. — Манометры Бихеля. Рис. 2. — Регистратор скорости детонации.

Этот аппарат находится в юго-восточном углу здания № 17. Цилиндр имеет длину 31½ дюйма, диаметр 19¾ дюйма и закреплен на прочном бетонном фундаменте на удобной для работы высоте. Камера взрыва имеет длину 19 дюймов и диаметр 7⅞ дюйма, с объемом ровно 15 литров. Крышка цилиндра представляет собой тяжелую стальную деталь, удерживаемую на месте прочными винтовыми болтами и тяжелым стальным зажимом.

Заряд помещается на небольшую проволочную треногу, и выполняются соединения с запалом к электрической запальной батарее для подрыва зарядов. Крышка плотно затягивается двенадцатью тяжелыми болтами против свинцовых шайб. Воздух в цилиндре откачивается до 10 мм ртутного столба, чтобы более точно приблизиться к условиям заряда с забойкой, взрывающегося в скважине, недоступной для воздуха; индикаторный барабан устанавливается на место и приводится в движение; и, наконец, производится выстрел. Запись, показанная на индикаторной карточке, представляет собой быстро восходящую кривую для быстрых взрывчатых веществ и более пологую, медленно поднимающуюся кривую для взрывчатых веществ с медленной детонацией. Когда газы остывают, кривая сливается в прямую линию, которая указывает давление охлажденных газов на стенки камеры.

Поскольку отношение объема цилиндра к объему заряда может быть вычислено, давление замкнутого заряда также может быть найдено, и это давление часто превышает 100 000 фунтов на кв. дюйм. Охлаждающий эффект внутренней поверхности на газообразные продукты сгорания, жизненно важный момент в расчетах разрушительной силы взрывчатых веществ этим методом, определяется путем сравнения давлений, полученных в исходном цилиндре, с давлениями во втором цилиндре большего объема, в который был вставлен один или несколько стальных цилиндров для увеличения площади поверхности при сохранении объема, равного объему первых цилиндров. Сравнивая результаты, можно построить кривую, которая определит фактические развивающиеся давления с исключением эффекта поверхностного охлаждения.

Свинцовые блоки Трауцля. Испытание на свинцовых блоках — это метод, принятый Пятым международным конгрессом прикладной химии в качестве стандарта для измерения разрушительной силы взрывчатых веществ. Единица измерения в этом испытании определяется как сила, необходимая для расширения скважины в блоке до величины, эквивалентной той, что создается 10 граммами стандартного 40%-ного нитроглицеринового динамита с забойкой из 50 граммов сухого песка при стандартных условиях, создаваемых с помощью трамбовочного устройства. Результаты этого испытания при сравнении с результатами манометра Бихеля показывают, что для взрывчатых веществ с высокой детонацией свинцовый блок довольно точен, но для медленных взрывчатых веществ, таких как порох, расширение газов происходит недостаточно быстро, чтобы сделать сравнительные результаты ценными. Причина этого в том, что газы выходят через канал блока, а не воздействуют на расширение скважины.

Свинцовые блоки имеют цилиндрическую форму, диаметр 200 мм и высоту 200 мм. Каждый имеет центральную полость диаметром 25 мм и глубиной 125 мм (рис. 1, табл. IX), в которую помещается заряд. Блоки изготовлены из обессеребренного свинца наилучшего качества и, насколько это возможно, в идентичных условиях. Заряд помещается в полость и подготавливается к детонации с помощью электрического детонатора и забойки. После взрыва скважина имеет грушевидную форму, причем размер полости зависит не только от разрушительной силы взрывчатого вещества, но и от скорости его детонации, как уже указывалось. Размер скважины измеряется путем заполнения полости водой из бюретки. Разница в объеме полости до и после детонации указывает на расширяющую способность взрывчатого вещества.

Калориметр. Взрывной калориметр предназначен для измерения количества тепла, выделяемого при детонации зарядов взрывчатого вещества массой 100 граммов. Аппарат состоит из калориметрической бомбы (рис. 1, табл. VIII), внутреннего приемника или сосуда для погружения, деревянной кадки, регистрирующего термометра и качающейся рамы. Этот аппарат стоит на восточной стороне здания № 17.

Бомба бутылочной формы изготовлена из кованой стали толщиной ½ дюйма и имеет объем 30 литров. На противоположных сторонах возле верха просверлены отверстия: одно для выпускного клапана для получения частичного вакуума (около 20 мм ртутного столба) после того, как бомба была заряжена, другое для вставки штекера, через который проходит запальная проволока для подрыва заряда. Бомба закрывается крышкой, с помощью которой камера может быть сделана абсолютно герметичной. Она имеет высоту 30 дюймов с крышкой, весит 158 фунтов и перемещается в сосуд для погружения и обратно с помощью небольшого крана.

Внутренний приемник изготовлен из листовой меди толщиной 1/16 дюйма, глубиной 30⅞ дюйма и с внутренним диаметром 17⅞ дюйма. Он никелирован и усилен снаружи полосами медной проволоки, а его объем составляет около 70 литров. Внешняя кадка изготовлена из 1-дюймового пиломатериала, усиленного четырьмя латунными обручами снаружи. Она имеет глубину 33 дюйма, а ее внутренний диаметр составляет 21 дюйм.

Перемешивающее устройство, приводимое в действие вертикально электрическим двигателем, состоит из небольшой деревянной балки, соединенной с системой из трех колец, имеющих горизонтальную опорную поверхность. Когда аппарат собран, внутренний приемник опирается на небольшую подставку поверх основания внешнего резервуара, а кольца перемешивающего устройства проходят между бомбой и внутренним приемником. Сама бомба опирается на небольшую подставку, помещенную на дно внутреннего приемника. Аппарат снабжен плотно прилегающей дощатой крышкой. Бомба заряжается сверху, при этом взрывчатое вещество подвешивается в ее центре. Воздух откачивается до желаемой степени разрежения. Затем крышки завинчиваются, и аппарат собирается вместе, как описано.

Аппарат собирается на весах и взвешивается до того, как наливается вода, и после того, как приемник заполнен. Из полученного таким образом веса воды и повышения температуры можно вычислить калорийность. Заряд подрывается электричеством, пока вода перемешивается. Повышение температуры воды считывается с помощью увеличительного стекла с термометра, который измеряет разности температур в 0,01 градуса. По полученным показаниям можно определить максимальную температуру взрыва в соответствии с определенными формулами для калориметрических экспериментов. Вносятся надлежащие поправки на влияние образования продуктов сгорания на показания температуры и на теплопоглощающую способность аппарата.

Копер. В здании № 17, с южной стороны, находится копер, предназначенный для измерения чувствительности взрывчатых веществ к удару. Для этой цели используется падающий молот, сконструированный в соответствии со следующими требованиями: прочный, неподатливый фундамент; минимальное трение в направляющих пазах; и отсутствие выброса или разлета взрывчатого вещества при ударе падающего груза. Этот аппарат смоделирован по образцу того, что используется в Германии, но значительно улучшен в деталях конструкции.

Аппарат, рис. 1, табл. XI, состоит по существу из следующих частей: бесконечной цепи, работающей по вертикальному пути и снабженной выступами; стальной наковальни, на которой заряд взрывчатого вещества удерживается стальным штампом; размагничивающего кольца, свободно движущегося в вертикальных направляющих и снабженного захватами, расположенными так, чтобы выступы цепи могли зацеплять их; стального груза, свободно скользящего в вертикальных направляющих и поднимаемого размагничивающим кольцом на определяемые высоты, когда машина находится в работе; второго размагничивающего кольца, которое может быть установлено на известных высотах и снабжено механизмом освобождения для захватов первого кольца; и записывающего устройства, соединенного с вертикально приводимым резьбовым стержнем, который поднимает или опускает, устанавливает второе размагничивающее кольцо и тем самым определяет высоту падения груза. С помощью этого аппарата груз может быть поднят на различные известные высоты и сброшен на стальной штамп, который передает удар взрывчатому веществу. Таким образом определяется высота падения, необходимая для подрыва образца.

Молоты имеют различный вес, тот, что обычно используется, весит 2000 граммов. Поскольку чувствительность взрывчатого вещества зависит от изменений температуры, вода при 25° по Цельсию пропускается через наковальню, чтобы поддерживать ее температуру постоянной.

Испытание на пламя. Аппарат, рис. 2, табл. VIII, предназначенный для измерения длины и продолжительности пламени, испускаемого взрывчатыми веществами, расположен в северо-восточном углу здания № 17. Он состоит по существу из пушки, фотографирующего устройства и барабана, приспособленного для высокой скорости, к которому может быть прикреплена сенсибилизированная пленка.

Табл. VIII. Рис. 1. — Калориметр взрывчатых веществ. Рис. 2. — Здание № 17 и аппарат для испытания на пламя. Рис. 3. — Испытание на малом свинцовом блоке.

Примерно в 13 футах снаружи стены здания № 17, установленная на бетонном фундаменте, находится пушка, направленная вертикально в охватывающий цилиндр или трубу высотой 20 футов и диаметром 43 дюйма. Эта пушка является дубликатом той, что используется для баллистического маятника, детали которой уже были приведены. Труба или цилиндр изготовлены из котельной стали толщиной ¼ дюйма, состоят из двадцати четырех секций и абсолютно непроницаемы для света у основания и по бокам. Она соединена с темной комнатой в здании № 17 светонепроницаемым каналом прямоугольного сечения шириной 12 дюймов, горизонтальным внизу и наклонным сверху от высоты 8¼ фута у трубы до 21 дюйма у внутренней стороны стены здания.

Канал тщательно изолирован от света во всех соединениях и приклепан к трубе. Вертикальная щель шириной 2 дюйма и длиной 8 футов, совпадающая с центральной линией канала, вырезана в трубе. Вертикальная плоскость, проведенная через центральную линию канала ствола пушки и линию щели, если ее продолжить, пересекает центральную линию кварцевой линзы и совпадает с центром стенопической щели и осью вращающегося барабана, несущего пленку. Фотографирующее устройство состоит из затвора, кварцевой линзы и стенопической щели размером 76 на 1,7 мм между линзой и сенсибилизированной пленкой на вращающемся барабане. Кварцевая линза используется потому, что она фокусирует ультрафиолетовые лучи, которые сопровождают экстремальный жар.

Барабан имеет окружность 50 см и глубину 10 см. Он приводится в движение двигателем на 220 вольт, соединенным с тахометром, который показывает как метры в секунду, так и обороты в минуту. Может быть получена максимальная периферийная скорость 20 м в секунду.

Когда пушка заряжена, оператор удаляется в темную комнату, в которой расположено записывающее устройство, запускает барабан, достигает желаемой скорости и производит выстрел с помощью батареи. После проявления пленка показывает размытое пятно определенных размеров, созданное пламенем от заряда. По двум измерениям — высоте и боковому смещению — определяются длина и продолжительность пламени взрывчатого вещества.

Результаты испытаний на пламя разрешенного взрывчатого вещества и испытания черного подрывного пороха, все выстрелы без забойки, показаны на рис. 2, табл. IX. В этом испытании скорость барабана, несущего негатив черного пороха, была снижена до одной шестьдесят четвертой от скорости для разрешенных взрывчатых веществ, чтобы фотография могла уложиться в пределы негатива. Другими словами, продолжительность пламени черного пороха, как показано, должна быть умножена на 64 для сравнения с продолжительностью пламени разрешенного взрывчатого вещества, которое в 3500–4000 раз быстрее.

Табл. IX. Рис. 1. — Свинцовые блоки Трауцля. Рис. 2. — Пламя пороха.

Аппарат для измерения скорости детонации. — Скорость, с которой детонация распространяется по заданной длине взрывчатого вещества, может быть измерена с помощью аппарата, установленного в здании № 17 и рядом с ним. Его важнейшей особенностью является регистрирующее устройство с электрическим соединением, с помощью которого можно с большой точностью измерять очень малые интервалы времени.

Взрывчатое вещество помещают в трубку из листового железа диаметром около 1½ дюйма и длиной 4 фута и подвешивают на шнурах в яме глубиной 11 футов и диаметром 16 футов. Эта яма ранее использовалась как колодец газгольдера (рис. 2, табл. VIII). При приспособлении ямы для нового использования бак был разрезан пополам; верхняя половина в перевернутом виде была помещена в яму на слой опилок, а пространство между баком и кирпичной кладкой ямы было заполнено опилками. Крышка ямы состоит из тяжелых балок, соединенных в каркас и покрытых 12-дюймовым слоем бетона, армированного шестью двутавровыми балками. Четыре ленты проходят поверх крышки и спускаются к восьми «мертвецам», заложенным примерно на 8 футов ниже поверхности земли.

Регистрирующее устройство, известное как прибор Меттеганга (рис. 2, табл. VII), состоит из двух искровых индукционных катушек и быстро вращающегося металлического барабана, приводимого в движение небольшим электродвигателем, причем периферия барабана имеет тонкое покрытие из сажи. Вибрационный тахометр, который указывает любую скорость от 50 до 150 об/с, напрямую соединен с барабаном, так что исключена любая вероятность погрешности из-за проскальзывания. Провода, ведущие к первичным обмоткам искровых катушек, проходят через взрывчатое вещество на расстоянии метра или более друг от друга. Провода ведут от вторичных обмоток к двум платиновым точкам, расположенным на долю миллиметра от периферии барабана. Для подрывных линий предусмотрена отдельная электрическая цепь.

При проведении испытания отдельные патроны с обрезанной с концов бумагой помещаются в трубку из листового железа встык; барабану сообщается желаемая окружная скорость, и заряд взрывается. Обычное расстояние между точками в трубке составляет 1 м, а время, необходимое для детонации заряда такой длины, определяется расстоянием между началом двух рядов точек на барабане, сделанных искрами из цепей вторичных обмоток, причем точки начинают отсчет в тот момент, когда первичные цепи размыкаются в результате детонации. На одном конце барабана имеются зубья шестерни с шагом 1 мм по центрам, которые можно зацепить с червяком, вращающим указатель перед циферблатом, градуированным на сотые доли; с помощью этого и нитяного окуляра расстояние между началом двух рядов искровых точек на барабане можно точно измерить с точностью до 0,01 мм. Поскольку окружность барабана составляет 500 мм, а его нормальная скорость равна 86 об/с, теоретически возможно измерять время с точностью до одной четырехмиллионной доли секунды, хотя при длине патрона 1 м такой точности не потребовалось.

Использование небольших свинцовых блоков предоставляет еще одно средство определения скорости детонации или быстроты действия взрывчатого вещества. Каждый блок (цилиндр длиной 2½ дюйма и диаметром 1½ дюйма) помещен в кусок бумаги так, что над блоком образуется оболочка для размещения заряда. Сначала в оболочку поверх блока помещается небольшой стальной диск того же диаметра, что и блок, после чего вставляется заряд с детонатором. Заряд обычно составляет 100 граммов. При детонации заряда происходит деформация свинца, величина которой обусловлена быстротой используемого взрывчатого вещества (рис. 3, табл. VIII).

Образец протокола испытаний. Процедура, применяемая при исследовании взрывчатого вещества, приведена в следующем плане:

1. — Физическое исследование.

(a). — Запись о внешнем виде и маркировке на оригинальной упаковке.

(b). — Размеры патрона.

(c). — Вес патрона, цвет и удельный вес пороха.

2. — Химический анализ.

(a). — Запись о содержании влаги, нитроглицерина, нитрата натрия или калия и других химических составляющих, выявленных в ходе анализа; процентное содержание золы, гигроскопический коэффициент — количество воды, поглощаемое за 24 часа в насыщенной атмосфере при температуре 15 °C 5 граммами вещества, по сравнению с весом взрывчатого вещества.

(b). — Анализ продуктов горения из 100 граммов, включая газообразные продукты, твердые вещества и воду.

(c). — Состав газообразных продуктов горения, включая оксид углерода и диоксид углерода, водород, азот и т. д.

(d). — Состав твердых продуктов горения, подразделяющихся на растворимые и нерастворимые.

3. — Типичный анализ природного газа.

Используется при испытаниях следующим образом:

Carbon dioxide 0.0 per cent.

Heavy hydrocarbons 0.2 ” ”

Oxygen 0.1 ” ”

Carbon monoxide 0.0 ” ”

Methane 82.4 ” ”

Ethane 15.3 ” ”

Nitrogen 2.0 ” ”

100.00 per cent.

4. — Типичный анализ битуминозной угольной пыли тонкого помола (100 меш), используемой в испытаниях.

Moisture 1.90

Volatile matter 35.05

Fixed carbon 58.92

Ash 4.13

100.00

Sulphur 1.04

5. — Средний анализ детонаторов.

Используются на свинцовых блоках Трауцля, манометре, калориметре и небольших свинцовых блоках:

M - l l . Triple-strength exploder.

m

Charge 1.5729 grammes.

Mercury

fulminate. Chlorate

of potash.

Specification 89.73 10.27

Используются во всех остальных испытаниях:

M - 260 l . Double-strength exploder.

m

Charge 0.9805 grammes.

Mercury

fulminate. Chlorate

of potash.

Specification 91.31 8.69

6. — Испытания на баллистическом маятнике.

Этот протокол включает использованный порох, вес заряда, отклонение мортиры и удельный разрушающий заряд, причем последний представляет собой заряд, необходимый для создания отклонения мортиры, равного отклонению, производимому ½ фунта (227 граммов) 40%-го динамита, или 3,01 дюйма.

7. — Протокол испытаний.

Испытания с № 1 по № 5 в галерее № 1, как указано в предыдущем циркуляре.

8. — Испытание на свинцовом блоке Трауцля.

Порох и номера испытаний, расширение шпура в кубических сантиметрах и среднее расширение по сравнению с расширением, производимым аналогичным количеством (10 граммов) 40%-го динамита, причем последний дает среднее расширение 294 куб. см.

9. — Манометр.

Порох и номер испытания, вес заряда, плотность заряжания, высота кривой, развиваемое давление и давление, развиваемое после охлаждения, по сравнению с давлением, развиваемым после устранения поверхностных влияний аналогичным количеством (100 граммов) 40%-го динамита, со средним значением 8 439 кг/см².

10. — Скорость детонации.

Порох и номер испытания, размер патрона и скорость детонации в метрах в секунду для сравнения со скоростью детонации 40%-го динамита, которая в тех же условиях в среднем составляет 4 690 м/с.

11. — Копр для испытаний на удар.

Номера взрывчатого вещества и испытаний, высота падения (груза весом 2000 граммов), необходимая для вызова взрыва, для сравнения с высотой падения 11 см, необходимой для вызова взрыва 40%-го динамита.

12. — Расстояние передачи детонационной волны патроном размером 1,25 на 8 дюймов.

Номера взрывчатого вещества и испытаний, вес патрона, расстояние между патронами в испытаниях, происшедший взрыв или отсутствие взрыва для сравнения с двумя патронами 40%-го динамита, подвешенными в идентичных условиях на расстоянии 13 дюймов друг от друга встык, в коем случае детонация первого патрона приведет к взрыву второго.

13. — Испытание на пламя.

Номера взрывчатого вещества и испытаний, заряд 100 граммов с 1 фунтом глинистой забойки, средняя длина пламени и средняя продолжительность пламени для сравнения с фотографиями, полученными от 40%-го динамита в аналогичных условиях.

14. — Малые свинцовые блоки.

Порох и номера испытаний, вес заряда и сжатие, произведенное в блоках.

15. — Выделенные калории.

Количество больших калорий, выделяемых на килограмм взрывчатого вещества, для сравнения с 1 000 граммов 40%-го динамита, которые выделяют в среднем 1 229 больших калорий.

Сепаратор подрывного пороха. Зерна черного подрывного пороха сортируются с помощью сепаратора, похожего на те, что используются на пороховых заводах, но уменьшенного размера. Он состоит из наклонного деревянного ящика с пазами по бокам для установки ряда сит и вертикального желоба на конце для вывода зерен по мере их просеивания в отдельные небольшие бункеры (рис. 1, табл. X). В верхнем конце сит находится небольшой бункер размером 12 на 16 дюймов с раздвижным латунным фартуком для регулирования подачи. Сита встряхиваются в поперечном направлении эксцентриковой тягой, приводимой в движение вручную. Верх бункера находится на высоте примерно 6½ футов над полом. Ящик имеет длину 6 футов 10 дюймов от края до края и наклонен под углом 9 градусов.

Таблица X. Рис. 1. — Сепаратор для сортировки черного пороха. Рис. 2. — Галерея для испытания предохранительных ламп. Рис. 3. — Шахтная галерея № 2.

После разделения зерна падают через вертикальный желоб, а оттуда в бункеры через цинковые скаты сечением 1 на 2 дюйма. Принимаются меры к тому, чтобы никакие стальные или железные детали не соприкасались с порохом.

Сита удерживаются легкими деревянными рамами, которые вставляются в наклонный ящик с верхнего конца. Таким образом, можно использовать любые или все ситы одновременно, разделяя все сорта или выполняя только требуемое разделение. Сита с самыми крупными ячейками представляют собой цинковые пластины с диагональной перфорацией. В таблице 2 приведено количество отверстий на квадратный фут в цинковых пластинах, перфорированных круглами отверстиями указанных диаметров.

ТАБЛИЦА 2. — Количество отверстий на квадратный фут в цинковых пластинах с круглой перфорацией.

Diameter,

in inches Number

of holes.

1/2 353

4/10 518

1/3 782

1/4 1,392

1/6 1,680

1/8 3,456

1/10 6,636

1/16 12,800

Более мелкие ячейки получаются при использовании холщевых сит с отверстиями двух размеров, а именно 1/20 дюйма квадратных и 1/28 дюйма квадратных.

Еще несколько лет назад черный подрывной порох производился в размерах, приведенных в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3. — Градация черного подрывного пороха.

Grade. Mesh.

CC 2-2½

C 2½-3

F 3-5

FF 5-8

FFF 8-16

FFFF 16-28

В последние годы наблюдается значительный спрос на специальные размеры и смешанные зерна для отдельных шахт, особенно в Иллинойсе. Поскольку в марки марок не было внесено существенных изменений, буквы, используемые в настоящее время, не указывают на размер зерен, который они должны представлять. Из 29 образцов черного подрывного пороха, недавно полученных от Комиссии по порохам Иллинойса, только в 10 было обнаружено 95% зерен того размера, который они должны были представлять; 4 содержали 90%; 7 варьировались от 80 до 90%; несколько других представляли собой смеси мелких и крупных зерен и были промаркированы как черный подрывной порох FF; а один образец содержал лишь 8,5% зерен того размера, который он должен был представлять. Остальные образцы показали множество вариаций, даже когда продавались под одним и тем же наименованием. Практика такого смешивания сортов чрезвычайно опасна, поскольку шахтер, привыкнув к одной марке пороха FF однородного гранулирования, может получить другую марку аналогичного наименования, но со смешанными зернами, и, следовательно, он не может оценить количество пороха, которое нужно использовать. Результатом часто является перегруз заряда или выброс пламени из шпура. Более мелкие зерна сгорят первыми, а более крупные могут быть выброшены до завершения горения и тем самым воспламенить имеющийся рудничный газ.

Таблица XI. Рис. 1. — Копр для испытаний на удар. Рис. 2. — Ящик для испытания ламп.

Галерея для испытания ламп. На питтсбургской испытательной станции имеется галерея для испытания предохранительных ламп в присутствии различных процентных содержаний воспламеняющегося газа. В этой галерее можно проверять безопасность ламп в таких газовых смесях, а также инспекторы шахт и начальники вентиляции могут приносить свои предохранительные лампы на эту станцию и проверять свои измерения процентного содержания газа, отмечая длину и внешний вид пламени в присутствии смесей, содержащих известные проценты метана и воздуха.

Газонепроницаемая галерея, используемая для испытания ламп, состоит из прямоугольного канала (рис. 2, табл. X) с боковинами из листовой стали толщиной 6 мм и шириной 433 мм, причем верх и низ выполнены из швеллеров. Галерея опирается на две стальные эстакады, а к одному концу присоединен эксгаустер Кертинга № 5, способный всасывать 50 куб. м в мин под давлением 500 мм водяного столба, с необходимым клапаном, сепаратором пара и т. д. Горловина эксгаустера проходит через стену здания и выбрасывает воздух в открытую атмосферу.

Помимо основного горизонтального канала, имеются два вторичных канала, соединенных коротким горизонтальным участком, и все сооружение собрано таким образом, что испытуемая предохранительная лампа может быть помещена в поток воздуха или смеси воздуха и газа, который ударяет по ней горизонтально, вертикально вверх или вниз, либо под углом 45° (рис. 3). Путь потока определяется съемными дверцами из листовой стали.

Рис. 3.

Имеются пять двойных смотровых окон из листового стекла, которые открываются на петлях. Размер каждого окна составляет 7½ на 3 дюйма; внутреннее стекло имеет толщину ¼ дюйма, а внешнее — ½ дюйма. Эти стекла разделены промежутком в ¼ дюйма. Верхний канал имеет четыре предохранительные дверцы вдоль верха, каждый из наклонных каналов имеет по одной предохранительной дверце, а стенки и окна снабжены резиновыми прокладками или асбестовым уплотнением для обеспечения их газонепроницаемости. Площадь поперечного сечения канала составляет 434 кв. см.

Впускное отверстие для воздуха состоит из 36 перфораций диаметром 22 мм в бронзовой пластине или диафрагме. Целью этой диафрагмы является создание давления в канале перед смесительными коробками и обеспечение возможности измерения скорости потока. Воздушный поток, пройдя через отверстия, попадает в смеситель — литую стальную коробку, через которую проходят 36 медных трубок, каждая из которых перфорирована 12 отверстиями диаметром 3 мм, расположенными по спирали вдоль ее длины и на равном расстоянии друг от друга. Общая площадь поперечного сечения трубок составляет 137 кв. см.

Взрывчатый газ поступает внутрь коробки вокруг трубок через большие трубы, каждая диаметром 90 мм, проходит оттуда через 432 отверстия в медных трубках и тщательно смешивается с воздухом, протекающим через эти трубки. Поток через аппарат создается эксгаустером, а его направление определяется положением дверец.

Галереей можно управлять таким образом, чтобы быстро и легко обеспечить поток известной скорости и известного процентного содержания метана. Во взрывоопасном потоке газа и воздуха предохранительные лампы любого размера и конструкции могут быть испытаны в условиях, имитирующих те, которые время от времени встречаются в шахтах, когда потоки воздуха, содержащие метан в опасных пропорциях, ударяют по лампам под разными углами, и может быть определена относительная безопасность различных типов ламп в таких условиях. В этой галерее также возможно испытывать осветительные приборы либо в неподвижной атмосфере, либо в движущемся потоке, а подвергая лампы воздействию воздуха, содержащего известные проценты метана, можно ознакомить пользователя с внешним видом шапок пламени.

Дыхательный аппарат. С помощью этого аппарата носитель может обследовать газоносную шахту, приближаться к пожарам с целью их тушения или производить расследования после взрыва. Его цель — обеспечить воздух или кислород для дыхания носителем в угольных шахтах, когда шахтный воздух настолько наполнен ядовитыми газами, что жизнь в его присутствии становится невозможной.

На рынке имеется множество видов спасательных шлемов и аппаратов, почти все европейского производства, которые подвергаются сравнительным испытаниям на долговечность и безопасность, удобство или неудобство при их использовании и т. д. Все они по существу состоят из шлемов, герметично надевающихся на голову, или из герметичных носовых зажимов и загубников (рис. 1, табл. XII).

Эти различные формы дыхательных аппаратов делятся на три типа:

1. — Тип на жидком воздухе, в котором воздух в жидком состоянии испаряется и обеспечивает постоянную подачу свежего воздуха.

2. — Химический тип, производящий кислород, который искусственно производит или поставляет кислород для дыхания со скоростью, примерно равной требуемой; и,

3. — Тип со сжатым кислородом.

Аппарат первого типа весом 20 фунтов подает достаточно воздуха примерно на 3 часа работы, а продукты дыхания проходят через обратный клапан непосредственно в пространство. Аппарат второго типа поставляет кислород, полученный из вырабатывающих кислород химикатов, а также обеспечивает средства поглощения углекислого газа, образующегося при дыхании. Они также содержат необходимые трубки, клапаны, соединения и т. д. для передачи свежего и выдыхаемого воздуха с целью выработки достаточного количества кислорода во время использования; поглощения и очистки продуктов выдоха; и подачи свежего воздуха к рту без загрязнения атмосферой, в которой используется аппарат. Предусмотрены три кислородгенерирующих патрона, каждый из которых подает достаточно кислорода на 1 час, что составляет общую продолжительность действия 3 часа. Замена баллонов может производиться за несколько секунд при задержке дыхания. Этот аппарат весит от 20 до 25 фунтов в зависимости от количества перевозимых кислородных генераторов. Патроны для генерации кислорода, поставляемые с этим аппаратом, после использования в течение примерно одного часа не имеют никакой ценности.

Третий тип аппарата оснащен прочными баллонами, заряженными кислородом под высоким давлением; двумя регенеративными патронами с едким кали для поглощения выдыхаемого углекислого газа; лицевым шлемом; необходимыми клапанами, трубками и т. д. для контроля кислорода; и финимером, который регистрирует содержимое баллонов в атмосферах и минутах работы. Два патрона, используемые для поглощения углекислого газа, после двух часов использования не имеют никакой ценности.

Если вдох производится только через рот, к концу дыхательной трубки, по которой подается воздух или кислород, прикрепляется загубник, нос закрывается зажимом, а глаза защищаются защитными очками. Для вдоха как через нос, так и через рот шахтер надевает шлем или головной убор, который можно плотно подогнать вокруг лица. К шлему прикреплены две трубки: одна для вдоха, а другая для выдоха. В аппарате с кислородным баллоном эти трубки ведут к резиновым мешкам для резервов чистого и отработанного воздуха и от них.

Горноспасательная подготовка. На практике было обнаружено, что когда шахтер, впервые экипированный дыхательным аппаратом, спускается в шахту, где произошел взрыв, он вскоре оказывается охвачен волнением или нервозностью, вызванными искусственными условиями дыхания, навязанными аппаратом, темнотой и жарой, а также осознанием того, что он окружен ядовитыми газами. Было также установлено, что кратковременный период тренировок в использовании такого аппарата в условиях, имитирующих те, с которыми сталкиваются в шахте после катастрофы, придает шахтеру уверенность и позволяет ему успешно использовать аппарат в условиях напряжения от интенсивных физических усилий, сопутствующих спасательным работам.

Спасательный отряд состоит из пяти-шести шахтеров под руководством горного инженера, имеющего опыт спасательных операций и знакомого с условиями, существующими после шахтных катастроф. Шахтеры работают парами, чтобы один мог помочь другому в случае несчастного случая или повреждения дыхательного аппарата, и чтобы каждый мог следить за состоянием запаса кислорода по манометрам на снаряжении напарника.

Обучение проводится в газонепроницаемой комнате здания № 17 или в аналогичных помещениях на подстанциях (рис. 2, табл. XII). Эта комната делается абсолютно темной и заполняется газообразным формальдегидом, SO₂, CO₂ или CO, получаемым при сжигании серы или древесного угля на жаровнях. Во время каждого периода обучения шахтеры входят и проходят расстояние около 1 мили — среднее расстояние, обычно преодолеваемое от устья шахты до забоя или точки взрыва. Затем они убирают ряд крепей; поднимают количество кирпича или твердого кускового угля в тачки; карабкаются через искусственные туннели, вверх и вниз по наклонным плоскостям и по поверхностям, усыпанным углем или камнем; управляют машиной с прикрепленным к ней устройством, которое автоматически записывает фут-фунты выполненной работы; и выполняют другие интенсивные физические упражнения в течение 2 часов. Этот распорядок повторяется ежедневно в течение 1 недели, после чего спасательный отряд считается достаточно подготовленным к активной службе.

Таблица XII. Рис. 1. — Дыхательный и спасательный аппарат. Рис. 2. — Помещение для спасательной подготовки.

Аппарат, используемый для записи фут-фунтов работы, выполненной лицом, управляющим рабочей машиной в газонепроницаемом спасательном помещении, состоит из небольшого циферблата с электрическими соединениями, который записывает количество ходов, совершенных машиной, и кончика карандаша, опирающегося на бумажную диафрагму, закрепленную на горизонтальном латунном диске. Этот диск приводится в движение часовым механизмом и делает один полный оборот в час. Когда машина работает, кончик карандаша движется туда и обратно, оставляя широкую линию на бумаге; когда оператор машины отдыхает, кончик карандаша вычерчивает одинарную линию. Таким образом, аппарат регистрирует количество ходов, совершенных оператором за заданное время. Исходя из поднимаемого веса, высоты подъема и количества ходов за заданное время, легко рассчитываются фут-фунты работы.

Электрическая испытательная аппаратура. На первом этаже здания № 10 под лаборатории отведены две комнаты, в которых исследуется электрооборудование, используемое при горных работах. Целью этих исследований является выяснение условий, при которых электричество различных напряжений может использоваться с безопасностью — при откатке, подъеме, водоотливе или освещении в шахтах — в присутствии опасных смесей взрывочатых газов или пыли. В этой лаборатории также предполагается испытывать различные виды изоляции и изоляторов, а также определять долговечность такой изоляции в присутствии коррозионных газов и воды, обнаруживаемых в шахтах.

Установлен водонепроницаемый деревянный резервуар размером 15 на 5 на 5 футов, в котором изоляция и изоляционные материалы испытываются под чистой или загрязненной водой. Различные электрические осветительные приборы и оборудование могут подключаться с распределительного щита в здании № 17 к галерее газа и пыли № 2 для проверки влияния таких осветительных приборов в присутствии взрывоопасных смесей газа и пыли, как изложено на странице 220.