Электронная книга проекта «Гутенберг», «Водоснабжение: современная практика проходки и бурения колодцев», автор Эрнест Спон     Note: Images of the original pages are available through Internet Archive. See https://archive.org/details/presentpracticeo00sponuoft     ПРОХОДКА И БУРЕНИЕ КОЛОДЦЕВ. БУРОВАЯ ВЫШКА. ВОДОСНАБЖЕНИЕ. СОВРЕМЕННАЯ ПРАКТИКА ПРОХОДКИ И БУРЕНИЯ КОЛОДЦЕВ; С ГЕОЛОГИЧЕСКИМИ СООБРАЖЕНИЯМИ И ПРИМЕРАМИ ВЫПОЛНЕННЫХ СКВАЖИН. АВТОР: ЭРНЕСТ СПОН, ЧЛЕН ОБЩЕСТВА ИНЖЕНЕРОВ, ИНСТИТУТА ФРАНКЛИНА, ИНСТИТУТА ЖЕЛЕЗА И СТАЛИ И АССОЦИАЦИИ ГЕОЛОГОВ. ЛОНДОН: E. & F. N. SPON, 48, CHARING CROSS. НЬЮ-ЙОРК: 446, BROOME STREET. 1875. СОДЕРЖАНИЕ. CHAP. PAGE   PREFACE.v. I.  GEOLOGICAL CONSIDERATIONS.1 II.  THE NEW RED SANDSTONE.35 III.  WELL SINKING.40 IV.  WELL BORING.60 V.  AMERICAN TUBE WELL.81 VI.  WELL BORING AT GREAT DEPTHS.85 VII.  EXAMPLES OF WELLS EXECUTED, AND OF DISTRICTS SUPPLIED BY WELLS.155 VIII.  TABLES AND MISCELLANEOUS INFORMATION.202   INDEX.211   E. & F. N. SPON’S NEW BOOKS.Advertisements ПРЕДИСЛОВИЕ. В современную эпоху стремление жителей страны селиться крупными общинами и вытекающая отсюда потребность в накоплении в определенной местности достаточного запаса воды для бытовых, общественных и промышленных нужд сделали необходимым строительство таких инженерных сооружений, как водосборные резервуары и колодцы, с помощью которых можно использовать обильные водные ресурсы малонаселенных районов и получать воду не только свободную от тех примесей, которые она собирает в густонаселенных районах, но и в большем количестве, чем способны обеспечить естественные источники данной местности. Из упомянутых сооружений колодцы по праву занимают первостепенное место в поле зрения инженера-санитара, ибо, не умаляя достоинств других источников водоснабжения, вода из них, безусловно, обладает преимуществом перед водой из рек и поверхностного стока, заключающимся в отсутствии органических примесей и тех смертоносных спор, которые проникают в поверхностные воды и столь губительны в периоды эпидемий. Значительная часть нестабильности в работе колодцев и, как следствие, недоверие, с которым многие к ним относятся, объясняются либо неправильным выбором места, либо хаотичным способом, которым часто ведутся поиски подземных вод. Что касается первой причины, то невозможно слишком сильно подчеркнуть, что при выборе мест для колодцев необходима крайняя осторожность и что глубокие геологические знания о местности, где планируются работы, должны предшествовать любой проходке или бурению, иначе можно понести большие бесполезные расходы без шансов на успех. Действительно, способность указывать точки, где с высокой вероятностью можно успешно устроить колодцы, является одним из главных практических применений геологии в полезных целях жизни. У меня перед глазами два показательных примера: в одном случае 15 000 фунтов стерлингов было потрачено на проходку шахты и проведение горизонтальных выработок, которые дают мало воды, тогда как на соседней шахте на той же глубине она встречается в изобилии; в другом случае город остался бы без воды, если бы не его поверхностные колодцы, поскольку водопроводная станция неделями простаивала, а рабочие тщетно пытаются получить воду путем глубокой проходки в месте, где ее наличие в каком-либо количестве физически невозможно. В обоих случаях можно было бы получить обильные запасы воды, сместив место работ на несколько сотен ярдов. Содержание следующих страниц разделено на главы, в которых рассматриваются геологические соображения, новый красный песчаник, проходка колодцев, бурение колодцев, американские трубчатые колодцы, бурение колодцев на больших глубинах, а также примеры выполненных колодцев и снабжаемых ими местностей, с таблицами и справочной информацией. Каждая система со своими принадлежностями представлена как законченное целое, вместо того чтобы разделять различные инструменты и приспособления по классам, как это принято в наиболее авторитетных французских и немецких технических трудах. Однако, когда этот план соблюдается слишком жестко, как это особенно характерно для немецких работ, даже практикующему инженеру становится трудно охватить новую систему в ее целостности, в то время как ученика утомляет и замедляет чтение излишне сложная классификация. Возможно, будет замечено, что неоправданно большое внимание уделено третичным и меловым отложениям, но в свое оправдание отмечу, что они залегают под двумя важнейшими городами Европы и, как следствие, подверглись более тщательному исследованию, чем другие районы. Сведения о колодцах во многих формациях на удивление скудны и ненадежны, но есть надежда, что недалек тот день, когда водоносные характеристики таких пластов, как новый красный песчаник и пермские отложения, получат должное внимание и что в каждой местности будут вестись правильные официальные записи о работе колодцев, поскольку только это может избавить важную отрасль гидротехники от обвинения в эмпиризме. В ходе работы часто делались ссылки на труды Г. Р. Бернелла, инженера-строителя, Болдуина Лэтема, инженера-строителя, М. Дру, Эмерсона Бэйнбриджа, инженера-строителя, Г. К. Гринвелла и других известных авторитетов, при этом особое внимание уделялось работам профессора Прествича, члена Геологического общества. Я признателен Дж. Г. Андре, инженеру-строителю, члену Геологического общества, фирме С. Бейкер и сын и фирме Т. Докуэра и сын за многие предложения и ценную информацию; особая благодарность причитается фирме Докуэра за некоторые важные разрезы, иллюстрирующие главу VII. Любое внимание, которого может заслужить эта книга, основано на том, что она является попыткой собрать воедино факты и сведения, полученные из практики или из различных источников, недоступных большинству тех, кто занимается надзором за строительством колодцев или иным образом заинтересован в нем. ЭРНЕСТ СПОН. 16, Craven Street, Charing Cross, June, 1875. ПРОХОДКА И БУРЕНИЕ КОЛОДЦЕВ. ГЛАВА I. ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ. Почти каждому инженеру-строителю известно, что определенные пористые грунты, такие как песок или гравий, быстро впитывают воду и что сложенная ими почва вскоре высыхает после дождей. Если в таких грунтах проходят колодец, то часто приходится достигать значительных глубин, прежде чем встретится вода; но обычно она обнаруживается при приближении к нижней части пористой формации, где она покоится на водоупорном пласте; ибо здесь вода, не имея возможности двигаться вниз по прямой линии, накапливается, как в резервуаре, и готова просочиться в любое отверстие, которое может быть сделано, подобно тому как мы видим, как соленая вода просачивается и заполняет любую впадину, вырытую нами в песке на берегу во время отлива. Таким образом, источник — это самая низкая точка или край подземного резервуара воды в стратификации. Следовательно, колодец, пройденный в таких пластах, скорее всего, даст, помимо объема источника, дополнительный запас воды. Поскольку передача воды через пористую среду происходит так быстро, мы легко можем понять, почему источники выходят на склонах холмов, где верхний набор пластов состоит из мела, песка и других проницаемых веществ, в то время как нижележащие слои состоят из глины или других удерживающих воду грунтов. Единственная трудность, по сути, заключается в объяснении того, почему вода не просачивается повсюду вдоль линии соприкосновения двух формаций, образуя один непрерывный мокрый участок, а не несколько источников, зачастую далеко отстоящих друг от друга. Основная причина такой концентрации вод в нескольких точках — это, во-первых, наличие неровностей в верхней поверхности водоупорного пласта, которые направляют воду, подобно долинам на внешней поверхности страны, в определенные низкие уровни и каналы; и, во-вторых, частота трещин и разломов, которые действуют как естественные дренажи. То, что большинство источников получают питание из атмосферы, очевидно из того, что они меняются в разные времена года, становясь вялыми или полностью прекращая течь после долгих засух и вновь наполняясь после продолжительных дождей. Многие из них, вероятно, обязаны постоянством и равномерностью своего объема большой протяженности подземных резервуаров, с которыми они сообщаются, и времени, необходимому для их опорожнения путем фильтрации. Такой постепенный и регулируемый сброс проявляется, хотя и в менее совершенной степени, во всех больших озерах, ибо их уровень не подвержен заметным изменениям от внезапного ливня, а лишь слегка повышается, и их сточные каналы, вместо того чтобы внезапно наполняться, как русло горного потока, постепенно отводят излишки воды. Артезианская скважина, названная так по провинции Артуа во Франции, представляет собой шахту, пройденную или пробуренную через водоупорные пласты до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный пласт, после чего вода под действием гидростатического давления, обусловленного более высоким уровнем, на котором была принята дождевая вода, поднимается вверх. Среди причин неудач при бурении артезианских скважин можно упомянуть многочисленные трещины и разломы, которыми изобилуют некоторые горные породы, а также глубокие овраги и долины, пересекающие многие страны; ибо когда существуют такие естественные линии дренажа, для выхода через искусственные скважины остается лишь небольшое количество воды. Мы также рискуем столкнуться с большой мощностью пористых или водоупорных пластов, либо с падением пластов, которое может отвести воды от соседних возвышенностей к какой-либо мульде в противоположном направлении — например, когда бурение производится у подножия откоса, где пласты наклонены внутрь или в направлении, противоположном склону утесов. Рис. 1. Рис. 2. В качестве примеров того, как характер пластов может влиять на водоносную способность любой местности, мы приводим следующие примеры, взятые из работ Болдуина Лэтема «Водоснабжение городов». Рис. 1 иллюстрирует причины, которые иногда приводят к ограниченному запасу воды в артезианских скважинах. Дождь, выпадающий на выход пласта на поверхность E F пористого слоя A, который лежит между водоупорным пластом B B, появится в виде источника в точке S; но такой источник не даст большого количества воды, так как площадь E F, принимающая дождевые осадки, ограничена в своих размерах. Колодец, пройденный в точке W в пласте такого описания, вряд ли обеспечит большой запас воды, если вообще даст какой-либо. Эффект разлома показан на рис. 2. Источник, по всей вероятности, появится в точке S и даст большое количество воды, так как весь объем воды, текущей через пористые пласты A, перехватывается, упираясь в водоупорный пласт B. Проницаемая порода, пересеченная дайкой и перекрывающая водоупорный пласт, видна на рис. 3. Вода, текущая через A, если она пересечена дайкой D, появится в точке S в виде источника, и если площадь A велика, то источник S будет очень обильным. Что касается глубины, необходимой для бурения некоторых скважин, то в случае, подобном рис. 4, из-за разлома колодец, пройденный в точке A, потребовал бы большей глубины, чем колодец B, хотя оба колодца получают воду из одного и того же типа пластов. Если есть какой-либо наклон водоносных пластов или если поток воды направлен только в одну сторону, то одна из скважин окажется неудачной из-за близости разлома, в то время как другая обеспечит обильный приток воды. Рис. 3. Следует иметь в виду, что существуют два основных геологических условия, от которых зависит количество воды, которое может быть подано в водоносные пласты: это протяженность площади поверхности, занимаемой этими отложениями, чем определяется количество дождевой воды, получаемой на их поверхности за любое данное время; и характер и мощность пластов, так как этим регулируется доля воды, которая может быть поглощена, и количество, которое может пропустить весь объем проницаемых пластов. Действие этих общих принципов будет постоянно меняться в соответствии с местными явлениями, каждое из которых должно учитываться в отдельном случае. Рис. 4. Одно лишь расстояние до холмов или гор не должно обескураживать нас от проведения проб; ибо воды, выпадающие на эти возвышенности, легко проникают на большие глубины через сильно наклоненные или вертикальные пласты, либо через трещины разрушенных пород; и, протекши на большое расстояние, часто должны снова подниматься и выноситься вверх другими трещинами, приближаясь к поверхности в низменной местности. Здесь они могут быть скрыты под покровом ненарушенных горизонтальных слоев, которые, возможно, потребуется пробить, чтобы добраться до них. Путь воды, текущей под землей, не является строго аналогичным пути рек на поверхности, так как в одном случае происходит постоянный спуск с более высокого уровня на более низкий от истока потока до моря; тогда как в другом вода может временами опускаться далеко ниже уровня океана, а впоследствии снова подниматься высоко над ним. Для рассматриваемых целей мы можем разделить различные пласты, из которых состоит земная кора, на четыре группы, а именно: 1, дрифтовые отложения; 2, аллювиальные отложения; 3, третичные и вторичные слои, состоящие из рыхлых, песчаных и проницаемых пластов, водоупорных глинистых и мергелистых пластов, а также мощных пластов плотных пород, более или менее разбитых трещинами, таких как нориджский красный и коралловый краг, песчаники молассы, багшотские пески, лондонская глина и вулвичские слои в третичном отделе; и мел, меловой мергель, голт, зеленые пески, вельдская глина и гастингсский песок; оолиты, лейас, рэтские слои и кейпер, и новый красный песчаник во вторичном отделе; и 4, первичные слои, такие как магнезиальный известняк, нижний красный песчаник и каменноугольные отложения, которые состоят главным образом из чередующихся пластов песчаников и сланцев с углем. Первая из этих групп, дрифтовые отложения, состоящие главным образом из песка и гравия, образованные действием текучей воды, очень нерегулярны по мощности и часто существуют в виде разрозненных масс. Эта нерегулярность обусловлена неровностями поверхности в период, когда дрифт был принесен. Существовавшие тогда впадины часто заполнялись, в то время как на ровных поверхностях отложений либо не было, либо они впоследствии удалялись в результате денудации. Следовательно, при бурении через отложения такого характера мы не можем сделать вывод, что такая же или почти такая же мощность будет обнаружена даже на расстоянии нескольких ярдов. В долинах эти отложения могут достигать большой глубины, склоны холмов часто покрыты дрифтом, который был либо задержан возвышенной поверхностью, либо принесен с верхних частей этой поверхности действием дождя. В первом случае отложения, вероятно, будут состоять из гравия, а во втором — из тех же элементов, что и сам холм. Проницаемость таких слоев, конечно, будет полностью зависеть от природы отложений. Некоторые породы образуют отложения, через которые вода просачивается легко, в то время как другие допускают проход только через существующие трещины. Песок и гравий представляют собой чрезвычайно поглощающую среду, тогда как глинистые отложения могут быть полностью водоупорными. В горных районах источники часто можно найти в дрифтовых отложениях; однако их наличие в таких формациях будет зависеть от положения и характера пластов породы; так, если дрифт покрывает возвышенный и обширный склон, природа которого сходна с природой пород, из которых он образован, источники, обусловленные инфильтрацией через этот покров, обязательно будут существовать у подножия склона. На противоположном склоне небольшие пространства, существующие между различными слоями породы, принимают эти инфильтрации непосредственно и служат для полного дренирования отложений, которые в первом случае, напротив, насыщены водой. Если, однако, расслоение или трещины пород не дают выхода воде, будь то из-за характера их формирования или из-за закупорки выходов самим дрифтом, эти результаты не будут достигнуты. Станет очевидным, как таким образом, проходя под массой дрифта, вода, спускающаяся с вершин склонов холмов, вновь появляется у их подножия в виде источников. Если теперь мы предположим, что эти выходы перекрыты или покрыты водоупорным пластом большой мощности, и этот пласт пробит бурением, вода поднимется через этот новый выход до уровня выше уровня своего первоначального выхода, в силу напора воды, измеряемого от точек, в которых происходит инфильтрация, до точки, в которой она вскрывается бурением. Аллювий, подобно дрифту, состоит из обломков различных пластов, унесенных и отложенных текучей водой; он отличается от последнего только тем, что является более обширным и регулярным и, как правило, состоит из элементов, принесенных с большого расстояния и не имеющих аналогии с пластами, с которыми он находится в контакте. Обычно он состоит из песка, гравия, окатанной гальки, мергелей или глин. Более древние отложения часто занимают очень возвышенные районы, которые они перекрывают на большой площади поверхности. В период, когда формировались крупные реки, долины были заполнены аллювиальными отложениями, которые в настоящее время покрыты растительным слоем и богатой растительностью, через которые вода просачивается медленнее, чем раньше. Проницаемость этих отложений позволяет воде течь под землей на большое расстояние от точек, в которых она входит. Источники обычны в аллювии, и чаще, чем в случае с дрифтом, их можно найти путем бурения. Поскольку поверхность, покрытая отложениями, обширна, вода циркулирует с расстояния через проницаемые пласты, часто перекрытые другими, которые являются водоупорными. Если на значительном расстоянии от точек инфильтрации и на более низком уровне пробурить скважину, вода поднимется в ней в силу своей тенденции к установлению равновесия. Там, где местность открытая и необитаемая, вода из неглубоких колодцев, пройденных в аллювии, обычно оказывается достаточно хорошей и в достаточном количестве для бытовых нужд. Пласты третичных и вторичных отложений, особенно последние, гораздо более обширны, чем предыдущие, и дают гораздо большие количества воды. Мел является основным водоносным пластом для большей части юга Англии. Воду в нем можно получить либо с помощью обычных шахт, либо с помощью артезианских скважин, пробуренных иногда на большие глубины, из которых вода часто поднимается на поверхность. Следует отметить, что вода циркулирует в мелу не путем общего просачивания через всю массу, а через трещины. Правило, данное некоторыми для уровня, на котором можно найти воду в этом пласте, гласит: «Возьмите уровень самого высокого источника питания и уровень самого низкого из найденных. Средний уровень будет глубиной, на которой вода будет найдена в любой промежуточной точке, после учета наклона не менее 10 футов на милю». Это правило также применимо к зеленому песку. Эта формация содержит большие количества воды, которая распределена более равномерно, чем в мелу. Голтовая глина залегает между верхним и нижним зеленым песком, последний из которых также дает хорошие запасы. При бурении в верхний зеленый песок следует соблюдать осторожность, чтобы не пробить голтовую глину, потому что вода, которая просачивается через эту систему, становится либо железистой, либо загрязненной солями и другими примесями. Следующими пластами, в которых встречается вода, являются верхний и нижний оолиты, между которыми находятся кимериджская и оксфордская глины, разделенные коралловым известняком. Бывают случаи, когда оксфордская глина встречается непосредственно под кимериджской, что делает любую попытку бурения бесполезной, поскольку вода в оксфордской глине обычно настолько загрязнена, что непригодна для использования. А что касается поиска воды в оолитовом известняке, то невозможно с какой-либо точностью определить глубину, на которой ее можно достичь, из-за многочисленных разломов, которые встречаются в этой формации. Поэтому необходимо проявлять величайшую осторожность перед началом любых буровых работ. Ниже в порядке залегания находятся верхний лейас, мергелистый известняк, нижний лейас и новый красный песчаник. В мергелистом известняке, между верхним и нижним пластами лейаса, можно найти большой запас воды, но уровень его, как правило, слишком низок, чтобы подняться на поверхность через скважину. Для достижения его необходимо будет пройти шахты обычным способом. В новом красном песчанике также для поиска воды бурение должно производиться на значительную глубину, но когда эта формация существует, можно с уверенностью ожидать обильного притока, и найденная вода будет отличного качества. Каждый проницаемый пласт может давать воду, и его способность делать это, а также количество, которое он может дать, зависят от его положения и протяженности. Когда он подстилается водоупорным пластом, он образует резервуар воды, из которого можно получить запас с помощью проходки или скважины. Если проницаемый пласт также перекрыт водоупорным пластом, вода будет находиться под давлением и поднимется в скважине на высоту, которая будет зависеть от высоты точек инфильтрации над забоем скважины. Количество, которое можно получить в таком случае, как мы уже отмечали, будет зависеть от площади поверхности, занимаемой выходом проницаемого пласта. При поиске воды в таких условиях необходимо провести тщательное исследование геологических особенностей района. Часто обширный обзор поверхности района, такой как может быть получен с возвышенности, и рассмотрение конкретной конфигурации этой поверхности будут достаточны для того, чтобы практический глаз мог обнаружить различные пути, по которым следует подземная вода, и предсказать с некоторой степенью уверенности, что в данной точке вода будет найдена в изобилии или что в этой точке воды вовсе нет. Для этого достаточно отметить падение и поверхности пластов, которые подвергаются воздействию дождей. Когда эти пласты почти горизонтальны, вода может проникать в них только через их трещины или поры; когда, напротив, они лежат под прямым углом, они поглощают большую часть воды, которая выпадает на их выход. Когда такие пласты пересекаются долинами, будут существовать многочисленные источники. Но если, вместо того чтобы быть перехваченными, пласты поднимаются вокруг общей точки, они образуют своего рода нерегулярный бассейн, в центре которого будет накапливаться вода. В этом случае поверхностные источники будут менее многочисленны, чем когда пласты разбиты. Но можно получить воду под давлением в нижних частях бассейна, если точка, в которой производится проба, расположена ниже выхода пласта. Первичные породы обычно дают мало воды. Будучи подвергнуты сильным потрясениям, они приведены во всевозможные положения и разбиты многочисленными трещинами; и поскольку никакой проницаемый пласт не прослоен, как в более поздних формациях, никакого резервуара воды не существует. В неслоистых породах вода циркулирует во всех направлениях через трещины, которые их пересекают, и, таким образом, не занимает фиксированного уровня. Также невозможно обнаружить путем поверхностного осмотра, где трещины могут быть вскрыты бурением. Поэтому для целей водоснабжения эти породы имеют малое значение. Однако здесь следует отметить, что большие количества воды часто встречаются в магнезиальном известняке и нижнем красном песчанике, которые составляют верхнюю часть первичной серии. Джозеф Прествич-младший в своем «Геологическом исследовании водоносных пластов вокруг Лондона» дает следующее ценное резюме геологических условий, влияющих на ценность водоносных отложений; и хотя иллюстрации ограничены третичными отложениями, тот же метод исследования применим с небольшими изменениями к любой другой формации. Основные пункты: Протяженность площади поверхности, занимаемой водоносным отложением. Литологический характер и мощность водоносного отложения, а также протяженность его подземного распространения. Положение выхода отложения на поверхность, в долинах или на холмах, и является ли этот выход обнаженным или покрытым каким-либо видом дрифта. Общая высота местности, занимаемой этим выходом, над уровнями района, в котором предлагается проходка колодцев. Количество дождя, выпадающего в рассматриваемом районе, и получает ли он, кроме того, какую-либо часть стока с прилегающих участков, когда пласты являются водоупорными. Нарушения, которые могут повлиять на водоносные пласты и нарушить их непрерывный характер, так как этим подземный поток воды был бы затруднен или предотвращен. Протяженность площади поверхности. Переходя к применению вопросов в конкретном случае нижних третичных пластов. Что касается первого вопроса, очевидно, что серия проницаемых пластов, заключенных между двумя водоупорными формациями, может получать запас воды только в тех точках, где они выходят на поверхность и обнажены на поверхности земли. Первичные условия, влияющие на результат, зависят от количества осадков в районе, где происходит выход; количество дождевой воды, которое могут собрать любые проницаемые пласты, находится в той же пропорции, что и их соответствующие площади. Если среднее годовое количество осадков в любом районе составляет 24 дюйма, то каждая квадратная миля будет получать в среднем 950 947 галлонов дождевой воды в день. Поэтому крайне важно установить с максимально возможной точностью протяженность обнаженной поверхности любого водоносного отложения, чтобы определить максимальное количество дождевой воды, которое оно способно принять. Поверхность, образованная выходом любого отложения в стране холмов и долин, неизбежно крайне ограничена, и ее было бы трудно измерить обычным способом. Поэтому Прествич использовал другой метод, который, по-видимому, дает результаты, достаточно точные для этой цели. Это план, заимствованный у географов: вырезание из карты на бумаге одинаковой толщины и в крупном масштабе, скажем, один дюйм на милю, и взвешивание площади поверхности каждого отложения. Зная вес квадрата в 100 миль, вырезанного из той же бумаги, легко грубо оценить площадь в квадратных милях любой другой поверхности, какой бы ни была ее фигура. Минеральный характер формации. Второй вопрос касается минерального характера формации и влияния, которое он окажет на количество воды, которое она может удерживать или передавать. Если пласты состоят из песка, вода будет проходить через них легко, и они также будут удерживать значительное количество между промежутками своих составляющих зерен; тогда как пласт чистой глины не допустит прохода воды. Это две крайности случая; смешение этих материалов в одном пласте, конечно, в соответствии с их относительными пропорциями, изменит передачу воды. Прествич экспериментально установил, что кремнистый песок обычного характера будет удерживать в среднем чуть более одной трети своего объема воды, или от двух до двух с половиной галлонов в одном кубическом футе. В пластах такого состава воду можно назвать свободной, так как она легко проходит во всех направлениях и под давлением столба воды сравнительно мало затрудняется капиллярным притяжением. Это условия истинно проницаемого пласта. Там, где пласты более компактны и тверды, как в песчанике, известняке и оолите, хотя все такие породы впитывают больше или меньше воды, однако поглощенная таким образом вода не проходит свободно через массу, а удерживается в порах породы капиллярным притяжением и отдается очень медленно; так что в таких отложениях вода может свободно передаваться только по плоскостям напластования и в трещинах. Если водоносное отложение имеет однородный литологический характер на большой площади, то задача сводится к простейшей форме; но когда, как в отложении между лондонской глиной и мелом, пласты состоят из переменных минеральных ингредиентов, становится важным оценить степень этих изменений; ибо очень разные выводы можно сделать из осмотра нижних третичных пластов в разных местностях. Рис. 5. a — лондонская глина, b — пески и глина, c — мел. В прекрасном разрезе, обнаженном в утесах между Херн-Бей и Рекулверсом в Англии, видно, как значительная масса ископаемых песков поднимается из-под лондонской глины. Рис. 5 представляет вид части этого утеса в полутора милях к востоку от Херн-Бей и продолженный вниз, по оценке, ниже поверхности земли до мела. В этом разрезе очевидно очень большая доля песка и, следовательно, большая емкость для воды. Опять же, в Апноре, недалеко от Рочестера, пески, отмеченные цифрой 3, достигают толщины от 60 до 80 футов и продолжаются так до Грейвсенда, Пёрфлита и Эрита. В первом из этих мест их можно увидеть покрывающими Уиндмилл-Хилл; во втором — образующими холм, ныне удаленный, на котором построен маяк; и в третьем — в больших карьерах балласта на берегах реки Темзы. Средняя мощность этих песков в этом районе может составлять около 50–60 футов. В своем распространении с востока на запад слои 2 становятся более глинистыми и менее проницаемыми, а 1 — очень тонкими. По мере приближения к Лондону мощность слоя 3 также уменьшается. В карьерах балласта в западной части Вулвича этот песчаный пласт имеет мощность не более 35 футов, а по мере прохождения под Лондоном становится еще тоньше. Рис. 6. Рис. 6 — это общий или средний разрез пластов, на которых стоит Лондон. Увеличение доли глинистых пластов и уменьшение песчаных пластов в нижних третичных отложениях здесь очень заметно, и от этой точки на запад до Хангерфорда глины определенно преобладают; в то же время серия представляет такие быстрые изменения даже на одном уровне и на коротких расстояниях, что нет двух одинаковых разрезов. На южной границе третичного района, от Кройдона до Лезерхеда, пески 3 сохраняют мощность от 20 до 40 футов, в то время как связанные с ними пласты глины имеют второстепенное значение. Мы возьмем другой разрез, рис. 7, представляющий обычные особенности отложения в северной части третичного района. Он сделан из выемки в кирпичном карьере к западу от небольшой деревни Хеджерли, в 6 милях к северу от Виндзора. Рис. 7. Здесь мы видим большое развитие пестрых глин и мало песка. Несколько похожий разрез представлен в Оук-Энде, недалеко от Чалфонт-Сент-Джайлс. Но чтобы показать, как быстро эта серия меняет свой характер, разрез карьера всего в трети мили к западу от карьера в Хеджерли приведен на рис. 8. Рис. 8. В этом последнем разрезе пестрые глины почти исчезли и заменены пластами песка с тонкими прослоями пестрых глин. В Туифорде, недалеко от Рединга, и в Олд-Бейсинге, недалеко от Бейзингстока, пестрые глины снова занимают, как и в Хеджерли, почти все пространство между лондонскими глинами и мелом. Рядом с Редингом хороший разрез этих слоев был представлен в выемке Соннинг Большой Западной железной дороги; они состояли главным образом из пестрых глин. В карьерах Катсгроув, Рединг, пласты более песчаные. Возвращаясь к рис. 6, можно заметить, что в пласте, отмеченном 1, в частях окрестностей Лондона обычно встречается небольшое количество воды. Однако из-за постоянного присутствия зеленых и железистых песков, следов растительных веществ и остатков ископаемых раковин вода обычно посредственная и железистая. Колодезники называют это медленным источником. Они хорошо выражают разницу, говоря, что вода просачивается из этого пласта, тогда как она вырывается из нижних песков 3, которые являются основным водоносным пластом. В нерегулярных песчаных пластах, прослоенных пестрыми глинами между этими двумя пластами, вода также встречается, но не в большом количестве. Рис. 9. Рис. 9 — это разрез в западной оконечности третичного района на Пеббл-Хилл, недалеко от Хангерфорда. Здесь снова пестрые глины имеют значительную мощность, пески составляют меньшую часть серии. Следующие списки показывают совокупную мощность всех пластов песка, встречающихся между лондонской глиной и мелом в различных местностях третичного района. Из них будет видно, что средние результаты в целом сильно отличаются от любых результатов, полученных в отдельных частях страны. Среднюю мощность отложения по всей третичной области можно принять за 62 фута, из которых 36 футов состоят из песков и 26 футов из глин; но поскольку только часть этого района вносит вклад в водоснабжение Лондона, это облегчит наше исследование, если мы разделим его на две части, одну к западу от Лондона, включая его, и другую к востоку от него, введя также некоторые дальнейшие подразделения в каждую. Measurement of Sections Eastward of London. Southern Boundary. Sand.   Clay.   ft.   ft. Lewisham 65   26 Woolwich 66   18 Upnor 80 ? 8 Herne Bay 70 ? 50         Average 70   25      Northern Boundary. Sand.   Clay.   ft.   ft. Hertford 26   3 Beaumont Green, near Hoddesdon 16   10 Broxbourne 28   2 Gestingthorpe, near Sudbury 50 ? ? Whitton, near Ipswich 60 ? 5 Average 36   5 Среднее значение трех колонок в двух западных разрезах дает мощность этой формации 57 футов, из которых только 19 футов составляют песок и проницаемы для воды, а остальные 38 футов состоят из водоупорных глин, не дающих запаса воды. Площадь, как на поверхности, так и под землей, на которую они распространяются, составляет около 1086 квадратных миль. Measurement of Sections Westward of London. On or near the Southern Boundary of the Tertiary District.   Sand.   Clay.     ft.   ft.   Streatham 30   25   Mitcham 47   34   Croydon 35 ? 20 ? Epsom 31   23   Fetcham 35   20   Guildford 10 ? 40   Chinham, near Basingstoke 20 ? 30   Itchingswell, near Kingsclere 22   34   Highclere 24   27   Pebble Hill, near Hungerford   9   39   Average 26   29   On a Central Line in the Tertiary District.   Sand. Clay.   Sand. Clay.     ft. ft. London: ft. ft.         Millbank 49 40         Trafalgar Square 49 30         Tottenham Court Road 35 30         Pentonville 34 44     46 39 Barclay’s Brewery 55 42         Lombard Street 53 35         The Mint 49 38         Whitechapel 45 50         Garrett, near Wandsworth         20 52 Isleworth         17  70 Twickenham           7 50 Chobham           3 45 Average         18 51 On or near the Northern Boundary of the Tertiary District.   Sand. Clay.   ft. ft. Hatfield 23   2 Watford 25 10 Pinner 12 32 Oak End, Chalfont St. Giles   3 40 Hedgerley, near Slough   5 45 Starveall      „        „ 13 20 Twyford   5 60 Sonning, near Reading 12 54 Reading 16 33 Newbury 20  36 Pebble Hill   9 39 Average 13 34 Средняя общая мощность восточного района, выведенная из девяти взятых нами разрезов, дает 68 футов, из которых 53 фута — пески и 15 футов — глины. Большая площадь, 1849 квадратных миль, на которую распространяется восточная часть третичной серии, и больший объем водоносных пластов составляют важные различия в пользу этого района; и если бы не было геологических нарушений, мешающих непрерывному характеру пластов, мы могли бы ожидать с этой стороны большой запас воды для артезианских скважин Лондона. Рис. 10. Из этих таблиц легко заметить, что пласты, из которых состоят водоносные отложения, очень изменчивы по своей относительной мощности. Они состоят, по сути, из чередующихся пластов глины и песка в постоянно меняющихся пропорциях. В одном месте, как в Хеджерли, совокупные пласты песка могут иметь мощность 5 футов, а глины — 45 футов; тогда как в другом, как в Лезерхеде, пески могут иметь мощность 35, а глины — 20 футов, и некоторое такое изменение наблюдается в каждой местности. Но хотя мы можем таким образом в некоторой мере судить о емкости этих пластов для воды, этот метод не показывает, является ли сообщение от одной части площади к другой свободным или затрудненным причинами, связанными с минеральным характером. Теперь, поскольку мы знаем, что эти пласты не только меняются по своей мощности, но и часто выклиниваются, а иногда переходят один в другой, может случиться так, что очень большое развитие глины в каком-либо одном месте может полностью остановить проход воды в этой местности. Таким образом, на рис. 10 пласты песка в y допускают свободный проход воды, но в x, где глины занимают всю мощность, она не может пройти; препятствие, которое эта причина может создать для подземного потока воды, может быть определено только опытом. Не следует, однако, полагать, что такое изменение в пластах является постоянным или общим вдоль любой данной линии. Оно всегда локально, некоторые пласты глины обычно выклиниваются после определенного горизонтального распространения, так что, хотя вода может быть затруднена или замедлена на прямом пути, она, скорее всего, может, частично или полностью, пройти в обход через какую-то точку, где пласты не претерпели такого же изменения. Положение и общие условия выхода пластов на поверхность. Это включает некоторые соображения, которым в настоящее время нельзя дать точную оценку, но которые требуют внимания, так как они в значительной степени определяют долю воды, которая может пройти с поверхности в массу водоносных пластов. Во-первых, когда выход этих пластов происходит в долине, как показано на рис. 11, очевидно, что b может не только удерживать всю воду, которая могла бы выпасть на его поверхность, но также будет получать долю той, что стекает с пластов a и c. Эта форма поверхности обычно преобладает везде, где водоносные пласты мягче и менее связны, чем пласты над и под ними. Рис. 11. Это можно наблюдать в нижних третичных сериях в Саттоне, Каршалтоне и Кройдоне, где небольшая и неглубокая долина, вырытая в этих песках и пестрых глинах, проходит параллельно меловым холмам. Это снова заметно между Эпсомом и Лезерхедом, а также в некоторых местах между Гилфордом и Фарнемом, а также между Одихэмом и Кингсклиром. Саутгемптонская железная дорога пересекает эту небольшую долину по насыпи в Олд-Бейсинге. Это можно считать преобладающей, но не исключительной формой структуры от Кройдона почти до Хангерфорда. Преимущество, однако, которое можно получить от нее с точки зрения водоснабжения, сильно ограничено довольно большим углом наклона пластов, а также их малым развитием, что сильно ограничивает ширину поверхности, занимаемой выходом. Она редко превышает четверть мили и обычно гораздо меньше, часто не более 100–200 футов. Следующая модификация выхода, представленная на рис. 12, не является редкостью на южной стороне третичного района. Пласты b здесь выходят на склон меловых холмов, и дождь, падающий на них, если не поглощается быстро, имеет тенденцию стекать сразу с их поверхности в прилегающие долины. V, L показывает линию уровня долины. Рис. 12. Такое расположение нередко встречается между Кингсклиром и Инкпеном, а также между Гилфордом и Лезерхедом. К востоку от Лондона оно проявляется в большем масштабе у основания меловых холмов, в местах между Чатемом и Фавершемом, линии, вдоль которой пески нижних третичных пластов, b, развиты более полно, чем где-либо еще. Поскольку, однако, поверхность b там обычно более совпадает с уровнем долины, V, L, района, она находится в лучшем положении для удержания большего количества осадков. Рис. 13. Третье положение выхода, гораздо более неблагоприятное для водоносных пластов, преобладает в целом вдоль большей части северной границы третичных пластов. Вместо того чтобы образовывать долину или выходить у основания меловых холмов, почти вся длина этого выхода лежит на склоне холмов, как на рис. 13, где мел c образует основание холма и низкую землю у его подножия, в то время как лондонская глина, a, покрывает вершину, тем самым ограничивая выход b очень узкой зоной и наклонной поверхностью. Эта форма структуры проявляется в холмах вокруг Соннинга, Рединга, Хеджерли, Рикмансворта и Уотфорда; оттуда через Шенли-Хилл, Хэтфилд, Хертфорд, Садбери; и также в Хэдли это положение выхода продолжается. Если бы, как на южной стороне третичного района, выход продолжался почти непрерывной линией, то эти неблагоприятные условия преобладали бы непрерывно; но холмы разбиты на группы и пересечены на коротких расстояниях поперечными долинами, такими как долина Кеннета в Рединге, Лоддона в Туифорде, Колна в Аксбридже и так далее. Между Уотфордом и Хэтфилдом существует постоянная последовательность небольших долин, идущих назад на короткие расстояния от нижнего района мела через холмы третичного района. Долина Ли в Ройдоне и Ходдесдоне — аналогичный и более сильный случай. Эффект этих поперечных долин заключается в том, чтобы открыть большую поверхность пластов b, чем была бы обнажена в противном случае, ибо если бы горизонтальная линия, V, L, рис. 13, была проведена назад за точку x, чтобы встретить продолжение b, то эти нижние третичные пласты не только были бы пересечены линией уровня долины, но и образовали бы гораздо меньший угол с плоскостью V, L, и поэтому распространились бы на большую площадь, чем там, где они выходят на сторону холмов. Вышеуказанные три формы выхода являются наиболее общими, но иногда выход происходит полностью или частично на вершине холма, как, например, недалеко от Рекулверса в окрестностях Кентербери, Ситтингборна и на холмах Аддингтон, недалеко от Кройдона, в каковых случаях площадь нижнего третичного периода расширяется. Когда падение очень незначительно, а слои почти горизонтальны, пески нижнего третичного периода иногда распространяются на еще большую площадь поверхности, как между Сток-Погисом, Бернем-Коммон и Биконсфилдом, и в случае холма с плоской вершиной, образующего Блэкхит и Бексли-Хит, как на рис. 14. Благоприятными, как такие районы могли бы показаться на первый взгляд из-за протяженности их обнаженной поверхности, тем не менее они редко вносят вклад в водоснабжение колодцев, пройденных в пески нижнего третичного периода под Лондоном, так как непрерывность пластов нарушена пересекающимися долинами; таким образом, последний упомянутый район ограничен на севере долиной Темзы, на западе — долиной Рейвенсборна, а на востоке — долиной Крэя; следовательно, дождевая вода, которая была поглощена очень проницаемыми пластами на промежуточной более высокой земле, выходит на склонах холмов в поверхностные каналы в долинах или в мел. Почти все колодцы в Бексли-Хит для своего водоснабжения, по сути, должны быть пройдены в мел через перекрывающие их 100–133 фута песка и галечных пластов, b. Рис. 14. До сих пор мы рассматривали этот вопрос так, как если бы в каждом случае выходящие края водоносных пластов, b, были обнажены и не представляли никакого препятствия для поглощения дождевой воды, падающей непосредственно на их поверхность или переходящей на нее с каких-либо более водоупорных отложений. Но есть еще одно соображение, которое существенно влияет на объем водоснабжения. Если бы пласты b всегда были обнажены, нам пришлось бы рассматривать их выход как поглощающую поверхность, мощность которой варьируется только в зависимости от литологического характера и падения пластов. Но выходящие края пластов обычно не представляют собой обнаженные и лишенные покрова поверхности. Так, большая часть страны вокруг Лондона более или менее покрыта пластами дрифта, которые защищают выходящие пласты b и отводят часть воды, падающей на них. Дрифт значительно различается по своей способности препятствовать проходу дождевой воды в нижележащие пласты. Охристая песчаная кремнистая галька, образующая столь часто подпочву Лондона, допускает проход воды. Все неглубокие поверхностные источники, глубиной от 10 до 20 футов, создаются водой, которая выпала на этот гравий, g, рис. 15, и прошла через него вниз до верха лондонской глины, a, на неровной поверхности которой она удерживается. Рис. 15. Когда лондонская глина отсутствует, этот гравий лежит непосредственно на нижних третичных пластах, как в долине между Виндзором и Мейденхедом и в долине Кеннета между Ньюбери и Тэтчемом, передавая нижележащим пластам часть поверхностной воды. Там, где в дрифте встречаются пласты кирпичной глины, как между Уэст-Дрейтоном и Аксбриджем, проход поверхностной воды в нижележащие пласты перехватывается. Иногда наносы состоят из гравия, очень неравномерно смешанного с раздробленной лондонской глиной, и, хотя их мощность обычно не превышает 3–8 футов, они, как правило, водонепроницаемы. На значительной части территории Саффолка и в части Эссекса встречаются наносы, состоящие из крупнозернистого и обычно светлого песка с мелким гравием. Вода просачивается сквозь них чрезвычайно легко, но обычно они перекрыты мощным слоем плотной, вязкой голубовато-серой глины, совершенно водонепроницаемой. Этот глинистый нанос, или валунная глина, покрывает почти все холмы в северной части Эссекса, а также значительную часть Саффолка и Норфолка, достигая мощности от 10 до 50 футов и более. Она настолько скрывает подстилающие пласты, что проследить направление выхода пласта на поверхность нижнетретичных песков между Уэром и Ипсуичем бывает затруднительно; и часто, как показано на рис. 16, несмотря на значительную ширину выхода на поверхность третичных песков (b) и наносов из песка и гравия (2), они оба настолько перекрыты валунной глиной (1), что небольшие обнаженные участки могут иметь сравнительно малую ценность. Рис. 16. В некоторых долинах также встречаются речные отложения ила, грязи и гравия. Однако они имеют малое значение для рассматриваемого нами предмета. В обычных условиях они, как правило, достаточно водонепроницаемы, чтобы препятствовать прохождению воды в нижележащие пласты. Высота водоносных пластов над поверхностью местности. Высоту местности, где водоносные пласты выходят на поверхность, относительно уровня поверхности земли в районах расположения колодцев следует подвергнуть тщательному рассмотрению, так как от этого зависит уровень, до которого может подняться вода в артезианских скважинах. Вновь обращаясь к лондонскому району в качестве примера, Прествич отмечает, что, поскольку местность повышается по обе стороны Темзы к краям меловых уступов, а выход на поверхность нижнетретичных пластов находится между этими уступами и Темзой, из этого следует, что выход на поверхность этих нижних пластов должен во всех случаях находиться на более высоком уровне, чем сама Темза в том месте, где она протекает через центр третичного района. Его высота, разумеется, весьма изменчива, что показано в следующем списке приблизительных отметок над уровнем прилива Тринити в Лондоне. Эти высоты взяты в тех местах, где третичные отложения находятся на своем самом низком уровне в упомянутых местностях. South of London. North of London. Croydon about 130 feet. Thetford about 200 feet. Leatherhead „ 90 „ Watford „ 170 „ Guildford „ 96 „ Slough „ 60 „ Old Basing „ 250 „ Reading „ 120 „ Near Hungerford „ 360 „ Newbury „ 236 „                 К востоку от Лондона эти пласты выходят на поверхность на постепенно понижающемся уровне. Следовательно, из-за того, что выход водоносных пластов на поверхность находится значительно выше уровня центрального третичного района, граничащего с Темзой, вода в этих пластах под Лондоном первоначально стремилась подняться выше этой поверхности. Однако, поскольку эти пласты выходят на поверхность на уровне Темзы непосредственно к востоку от города между Дептфордом, Блэкуоллом и Боу, вода, имея такой естественный выход поблизости, никогда не могла подняться в Лондоне значительно выше уровня реки. Количество осадков в районе выхода водоносных пластов на поверхность. При исследовании вероятной относительной ценности любых водоносных пластов необходимо сравнивать количество осадков в соответствующих районах. Дождь — самое капризное из всех метеорологических явлений, как в отношении частоты, так и в отношении количества, выпадающего за определенное время. В одних местах он выпадает редко или никогда, в то время как в других идет почти каждый день; и до сих пор не существует теории, из которой можно было бы вывести вероятную оценку количества осадков в данном районе независимо от прямых наблюдений. Но хотя мы имеем дело с одним из самых капризных элементов, мы тем не менее находим приемлемое среднее значение количества осадков, которое можно ожидать в любом конкретном месте, если проводить тщательные и непрерывные наблюдения с помощью дождемера. Метеоролог Дж. Дж. Саймонс, чьим непрерывным исследованиям мы обязаны получением наиболее достоверных данных по вопросу осадков, дает следующие практические инструкции по использованию дождемера: «Отверстие дождемера должно быть установлено строго горизонтально и закреплено так, чтобы оно оставалось в таком положении; оно должно находиться не менее чем в 6 дюймах от земли и не более чем в 1 футе, за исключением случаев, когда для обеспечения надлежащего открытого пространства абсолютно необходима большая высота». «Он должен быть установлен на ровном участке земли, на расстоянии от кустарников, деревьев, стен и зданий, как минимум равном их высоте». «Если невозможно найти совершенно открытое место, то укрытие наиболее допустимо с северо-запада, севера и востока, менее допустимо с юга, юго-востока и запада, и совершенно недопустимо с юго-запада или северо-востока». «Должен быть издан особый запрет на выращивание высоких цветов вблизи дождемеров». «Во избежание ржавчины желательно покрывать лакированные дождемеры слоем краски каждые два или три года». «Дождемер следует, по возможности, опорожнять ежедневно в 9 часов утра, а полученное количество записывать за предыдущий день». «При проведении наблюдения следует следить за тем, чтобы держать мерный стакан вертикально». «Вряд ли здесь необходимо приводить трактат по десятичной арифметике; достаточно сказать, что мерные стаканы дождемеров обычно вмещают полдюйма осадков (0,50), и каждое сотое (0,01) деление отмечено; если количество осадков меньше половины дюйма, число сотых считывается сразу; если оно превышает полдюйма, стакан необходимо наполнить до отметки полдюйма (0,50), а остаток (скажем, 0,22) измерить отдельно, записав общую сумму (0,50 + 0,22) = 0,72. Если выпало менее одной десятой (0,10), всегда должен ставиться ноль; так, если уровень в мерном стакане доходит до седьмой линии, его следует записать как 0,07, то есть ноль дюймов, ноль десятых и семь сотых. Для ясности было признано необходимым установить неизменное правило: справа от десятичной запятой всегда должны быть две цифры. Если имеется только одна цифра, как в случае одной десятой дюйма, обычно записываемой как 0,1, необходимо добавить ноль, чтобы получилось 0,10. Пренебрежение этим правилом вызывает большие неудобства». «При измерении снега можно использовать три метода — желательно попробовать их все. 1. Растопить то, что попало в воронку, и измерить это как дождь. 2. Выбрать место, где снег не намело, перевернуть воронку и, вращая ее, собрать и растопить то, что оказалось внутри. 3. Измерить линейкой среднюю глубину снега и принять одну двенадцатую часть за эквивалент воды. Некоторые наблюдатели в снежную погоду используют цилиндр того же диаметра, что и дождемер, и значительной глубины. Если ветер хоть сколько-нибудь сильный, весь снег выдувается из дождемера с плоской воронкой». Водосборная площадь почти всегда представляет собой участок местности, ограниченный гребнем или линией водораздела, непрерывной везде, кроме места, где воды бассейна находят выход. Она может быть, и обычно бывает, разделена ветвящимися линиями гребней на ряд меньших бассейнов, каждый из которых дренируется своим собственным потоком в главный поток. Для измерения площади водосборного бассейна требуется план местности, на котором либо показаны линии гребней, либо даны данные для определения их положения с помощью отдельных отметок высот или горизонталей. Когда водосборный бассейн очень обширен, целесообразно измерять меньшие бассейны, из которых он состоит, так как глубина осадков в них может быть различной; и иногда, по той же причине, разделять эти бассейны на части на разных расстояниях от горных цепей, где преимущественно формируются дождевые облака. Исключительные случаи, когда границей водосборной площади не является линия гребня на поверхности земли, — это те, в которых дождевая вода просачивается в пористый пласт до тех пор, пока ее движение не остановится водоупорным пластом, и в которых, следовательно, по крайней мере одна граница водосборной площади зависит от формы водоупорного пласта, являясь, по сути, линией гребня на верхней поверхности этого пласта, а не на поверхности земли, и очень часто отмечая верхний край выхода этого пласта на поверхность. Если пористый пласт частично перекрыт вторым водоупорным пластом, то ближайшая к точке выхода пористого пласта линия гребня на последнем пласте будет другой границей водосборной площади. Для определения водосборной площади в таких обстоятельствах необходимо иметь геологическую карту и разрезы района. Глубина осадков за определенное время в значительной степени варьируется в разные сезоны, в разные годы и в разных местах. Крайние пределы годовой глубины осадков в разных частях мира можно считать равными, соответственно, нулю и 150 дюймам. Средняя годовая глубина осадков в разных частях Британии колеблется от 22 до 140 дюймов, а наименьшая годовая глубина, зарегистрированная в Британии, составляет около 15 дюймов. Количество осадков в разных частях данной страны, как правило, наибольшее в тех районах, которые лежат со стороны, откуда дуют преобладающие ветры; в Великобритании, например, в западных районах выпадает больше всего осадков. Однако на определенном горном хребте дело обстоит наоборот: наибольшее количество осадков выпадает на той стороне, которая находится с подветренной стороны по отношению к преобладающим ветрам. Той же причиной можно объяснить тот факт, что количество осадков больше в горных районах, чем на равнинных, и больше в точках вблизи высоких горных вершин, чем в точках, удаленных от них; и разница, обусловленная высотой, часто намного больше, чем разница, обусловленная географическим расстоянием в 100 миль. Наиболее важными данными относительно глубины осадков в данном районе для практических целей являются: наименьшее годовое количество осадков; среднее годовое количество осадков; наибольшее годовое количество осадков; распределение осадков по разным сезонам, и особенно самая продолжительная засуха; наибольшее количество осадков при наводнении или непрерывное выпадение осадков за короткий период. Доступное количество осадков в районе — это та часть общего количества осадков, которая остается для накопления в резервуарах или для отвода потоками после вычета потерь на испарение, на постоянное поглощение растениями и почвой, а также по другим причинам. Доля доступных осадков по отношению к общему количеству сильно варьируется, завися от интенсивности осадков, плотности или пористости почвы, крутизны или пологости местности, характера и количества растительности на ней, температуры и влажности воздуха, которые влияют на скорость испарения, наличия искусственных дренажей и других обстоятельств. Ниже приведены примеры: Ground. Available Rainfall. ÷ Total Rainfall. Steep surfaces of granite, gneiss, and slate,   nearly 1 Moorland and hilly pasture    from ·8 to ·6 Flat cultivated country    from ·5 to ·4 Chalk              0 Глубинные источники и колодцы дают от 0,3 до 0,4 от общего количества осадков. Стивенсон установил, что для мелового района вокруг Уотфорда испарение составляло около 34 процентов, количество, отводимое потоками, — 23,2 процента, оставляя 42,8 процента, которые просачивались под поверхность, образуя источники. В менее пористых, чем мел, формациях можно грубо рассчитать, что потоки отводят одну треть, другая треть испаряется, а оставшаяся треть общего количества осадков просачивается в землю. Такие данные, как приведенные выше, могут быть использованы для приблизительной оценки вероятного количества доступных осадков в районе; но гораздо более точным и удовлетворительным методом является измерение фактического расхода потоков и количества, теряемого при испарении, одновременно с проведением наблюдений с помощью дождемера, чтобы таким образом найти фактическую долю доступных осадков по отношению к общему количеству. В следующей таблице приведено среднее годовое количество осадков в различных частях мира: Table of Rainfall. Collected by G. J. Symons. Country and Station.   Period of Observations. Latitude. Mean Annual Fall.           EUROPE.   years °     ′ ins. Austria—Cracow     5 50    4N 33·1 Prague   47 50    5    15·1 Vienna   10 48  12    19·6 Belgium—Brussels   20 50  51    28·6 Ghent   13 51    4    30·6 Louvain   12 50  33    28·6 Denmark—Copenhagen   12 55  41    22·3 France—Bayonne   10 43  29    56·2 Bordeaux   32 44  50    32·4 Brest   30 48  23    38·8 Dijon   20 47  14    31·1 France—Lyons   .. 45  46    37·0 Marseilles   60 43  17    19·0 Montpelier   51 43  36    30·3 Nice   20 43  43    55·2 Paris   44 48  50    22·9 Pau   12 43  19    37·1 Rouen   10 49  27    33·7 Toulon   .. 43    4    19·7 Toulouse   52 43  36    24·9 Great britain—         England, London   40 51  31    24·0 „       Manchester   40 53  29    36·0 „       Exeter   40 50  44    33·0 „       Lincoln   40 53  15    20·0 Wales, Cardiff   40 51  28    43·0 „    Llandudno   40 53  19    30·0 Scotland, Edinburgh   40 55  57    24·0 „        Glasgow   40 55  52    39·0 „        Aberdeen   40 57    8    31·0 Ireland, Cork   40 51  54    40·0 „      Dublin   40 53  23    30·0 „      Galway   40 53  15    50·0 Holland—Rotterdam   .. 51  55    22·0 Iceland—Reikiavik     5 64    8    28·0 Ionian Isles—Corfu   22 39  37    42·4 Italy—Florence     8 43  46    35·9 Milan   68 45  29    38·0 Naples     8 40  52    39·3 Rome   40 41  53    30·9 Turin     4 45    5    38·6 Venice   19 45  25    34·1 Malta   .. 35  54    15·0 Norway—Bergen   10 60  24    84·8 Christiania   .. 59  54    26·7 Portugal—Coimbra (in Vale of Mondego)     2 40  13    224·0? Lisbon   20 38  42    23·0 Prussia—Berlin     6 52  30    23·6 Cologne   10 50  55    24·0 Hanover     3 52  24    22·4 Potsdam   10 52  24    20·3 Russia—St. Petersburg   14 59  56    16·2 Archangel     1 64  32    14·5 Astrakhan     4 46  24      6·1 Finland, Uleaborg   .. 65    0    13·5 Sicily—Palermo   24 38    8    22·8 Spain—Madrid   .. 40  24      9·0 Oviedo     1 43  22    111·1  Sweden—Stockholm     8 59  20    19·7 Switzerland—Geneva   72 46  12    31·8 Great St. Bernard   43 45  50    58·5 Lausanne     8 46  30    38·5         ASIA.         China—Canton   14 23    6    69·3 Macao   .. 22  24    68·3 Pekin     7 39  54    26·9 India—         Ceylon, Colombo   ..   6  56    91·7 „      Kandy   ..   7  18    84·0 „      Adam’s Peak   .. 6  50 100·0   Bombay   33 18  56    84·7 Calcutta   20 22  35    66·9 Cherrapongee   .. 25  16    610·3? Darjeeling   .. 27    3    127·3   Madras   22 13    4    44·6 Mahabuleshwur   15 17  56    254·0   Malabar, Tellicherry   .. 11  44    116·0   Palamcotta     5   8  30    21·1 Patna   .. 25  40    36·7 Poonah     4 18  30    23·4 Malay—Pulo Penang   ..   5  25    100·5   Singapore   ..   1  17    190·0   Persia—Lencoran     3 38  44    42·8 Ooroomiah     1 37  28    21·5 Russia—Barnaoul   15 53  20    11·8 Nertchinsk   12 51  18    17·5 Okhotsk     2 59  13    35·2 Tiflis     6 41  42    19·3 Tobolsk     2 58  12    23·0 Turkey-Palestine, Jerusalem { 14   3 31  47    31  47      65·0? 16·3 Smyrna   .. 38  26    27·6           AFRICA.         Abyssinia—Gondar   .. 12  36    37·3 Algeria—Algiers   10 36  47    37·0 Constantina   .. 36  24    30·8 Mostaganem     1 35  50    22·0 Oran     2 35  50    22·1 Ascension     2   8    8S 11·5 Cape Colony—Cape Town   20 33  52 24·3 Guinea—Christiansborg   ..   5  30N 19·2 Madeira     4 33  30    30·9 Mauritius—Port Louis   .. 20    3S 35·2 Natal—Maritzburgh   .. 29  36    27·6 St.Helena     3 15  55N 18·8 Sierra Leone   ..   8  30 86·0 Teneriffe     2 28  28 22·3           NORTH AMERICA.         British Columbia—New Westminster     3 49  12    54·1 Canada—Montreal, St. Martin’s     2 45  31    47·3 Toronto   16 43  39    31·4 Honduras—Belize     1 17  29      153·0 Mexico—Vera Cruz   .. 19  12    66·1 Russian America—Sitka     7 57    3    89·9 United States—Arkansas, Fort Smith   15 35  23    42·1 California, San Francisco     9 37  48    23·4 Nebraska, Fort Kearny     6 40  38    28·8 New Mexico, Socorro     2 34  10      7·9 New York, West Point   12 41  23    46·5 Ohio, Cincinnati   20 39    6    46·9 Pennsylvania, Philadelphia   19 39  57    43·6 South Carolina, Charlestown   15 32  46    48·3 Texas, Matamoras     6 25  54    35·2 West Indies—Antigua   .. 17    3    39·5 Barbadoes   10 13  12    75·0 „        St. Philip   20 13  13    56·1 Cuba, Havannah     2 23    9    50·2 Matanzas     1 23    2    55·3 Grenada   .. 12    8    126·0   Guadaloupe, Basseterre   .. 16    5    126·9   „             Matonba   .. 16    5    285·8   Jamaica, Caraib   .. 18    3    97·0 „       Kingstown   .. 17  58    83·0 St. Domingo, Cape Haitien   .. 19  43    127·9        „         Tivoli   .. 19    0    106·7   Trinidad   .. 10  40    62·9 Virgin Isles, St. Thomas’   .. 18  17    60·6      „       Tortola   .. 18  27    65·1           SOUTH AMERICA.         Brazil—Rio Janeiro   .. 22  54S 58·7 S. Luis de Maranhao   ..   3    0    276·0   Guyana—Cayenne     6   4  56    138·3   Demerara, George Town     5   6  50    87·9 Paramaribo   ..   6    0    229·2   New Granada—La Baja     6   7  22    54·1 Marmato   15   5  29    90·0 Santa Fé de Bogota     6   4  36    43·8 Venezuela—Cumana   .. 10  27      7·5 Curaçoa   .. 12  15N 26·6           AUSTRALIA.         New South Wales—Bathurst     3 33  24S 22·7 Deniliquin     2 35  32    13·8 Newcastle     3 32  57    55·3 Port Macquarie   12 31  29    70·8 Sydney     6 33  52    46·2 New Zealand—Auckland     2 36  50    31·2 Christchurch     3 43  45    31·7 Nelson     2 41  18    38·4 Taranaki     2 39    3    52·7 Wellington     2 41  17    37·8 South Australia—Adelaide     6 34  55    19·2 Tasmania—Hobart Town   12 42  54    20·3 Victoria—Melbourne     6 37  49    30·9 Port Phillip   11 38  30    29·2 West Australia—Albany   .. 35    0    32·1 York     1 31  55    25·4           POLYNESIA.         Society Islands—Tahiti, Papiete     5 17  32    45·7 Нарушения залегания пластов. Последний вопрос, который необходимо рассмотреть, касается нарушений, которые могли затронуть пласты; ибо какой бы ни была поглощающая способность пластов, приток воды будет в той или иной степени уменьшаться всякий раз, когда каналы сообщения подвергались разрыву или трещинам. Если бы пласты оставались непрерывными и неповрежденными, нам нужно было бы лишь установить размеры и литологический характер пластов, чтобы определить их водоносность. Но если пласты нарушены, препятствие подземному движению воды будет пропорционально степени нарушения. Хотя третичные формации вокруг Лондона, вероятно, пострадали от воздействия нарушающих сил меньше, чем пласты любого другого района такой же площади в Англии, они, тем не менее, в настоящее время демонстрируют значительные отклонения от своего первоначального положения. Основным изменением стало то, которое в результате поднятия краев или опускания центра района придало третичным отложениям их нынешнюю корытообразную форму, если предположить, что это не является результатом первоначального осадконакопления. Если бы не произошло дальнейших изменений, мы могли бы ожидать обнаружить беспрерывное сообщение в нижнетретичных пластах от их северного выхода на поверхность у Хертфорда до их южного выхода у Кройдона, а также от Ньюбери на западе до моря на востоке; и вся протяженность выхода на поверхность в 260 миль способствовала бы общему снабжению водой в центре. Но это далеко не так; несколько нарушающих факторов нарушили регулярность первоначальной структуры. Главный из них вызвал низкую ось поднятия, или, скорее, линию изгиба, идущую с востока на запад, следующую почти по руслу Темзы от Нора до Дептфорда и, по-видимому, продолжающуюся оттуда за Виндзор. Она поднимает мел у Клиффа, Перфлита, Вулича и Лоампит-Хилла на различные, но умеренные высоты над уровнем реки. Между Льюишемом и Дептфордом мел исчезает под третичной серией и не выходит на поверхность до тех пор, пока мы не достигнем окрестностей Виндзора и Мейденхеда. Существует также, вероятно, другая линия нарушения, проходящая между некоторыми точками к северу и югу и пересекающая первую линию в Дептфорде. Она проходит, по-видимому, недалеко от Бекенхема и Льюишема, а затем, пересекая Темзу возле Дептфорда, продолжается вверх по части, если не по всей длине долины Ли в направлении Ходдесдона. Это нарушение, по-видимому, в некоторых местах привело к разрыву или сбросу в пластах, поместив пласты к востоку от него на более высокий уровень, чем те, что находятся к западу; а в других местах лишь вызвало искривление пластов. Прествич заявляет, что он не смог указать ее точный ход, но ее влияние, во всяком случае на водоснабжение Лондона, важно, так как в сочетании с первым нарушением в долине Темзы оно отсекает притоки со всего Кента и самым существенным образом мешает снабжению из Эссекса; ибо на своем пути вверх по долине Ли оно либо выводит нижнетретичные пласты на поверхность, как в Стратфорде и Боу, либо, как дальше вверх по долине, поднимает их на расстояние от 40 до 60 футов от поверхности. Таким образом, третичный район, если смотреть в целом, кажется естественно разделенным на четыре части линиями, идущими почти с севера на юг, причем первая линия проходит непосредственно к югу, а вторая — к востоку от Лондона, который стоит в юго-восточном углу северо-западного подразделения, и, следовательно, его нельзя рассматривать как центр одного большого и неразрывного района, насколько это касается третичных пластов. ГЛАВА II. НОВЫЙ КРАСНЫЙ ПЕСЧАНИК. Об этой формации уже упоминалось на стр. 5 и 8; она является, наряду с мелом и нижним зеленопесчаником, самым обширным источником водоснабжения из колодцев, который у нас есть в Англии, и хотя две упомянутые формации занимают большую площадь, тем не менее, благодаря географическому положению, новый красный песчаник получает более значительное количество осадков и, благодаря относительной скудности карбоната извести, дает более мягкую воду. Новый красный песчаник на континенте называют «триасом», так как в Германии и частях Франции он представляет собой четкое трехчастное деление. Хотя названия каждого из подразделений обычно используются, они сами по себе являются местными и несущественными, так как те же точные отношения между ними не встречаются в других отдаленных частях Европы или в Англии и их не следует искать на далеких континентах. Названия подразделений и их английские эквиваленты: 1. Кейпер, или красные мергели. 2. Мушелькальк, или ракушечные известняки (в этой стране не встречаются). 3. Бунтерский песчаник, или пестрый песчаник. Пласты состоят в основном из красных, пятнистых, пурпурных или желтоватых песчаников и мергелей, с пластами каменной соли, гальки гипса и конгломерата. Регион, над которым триасовые породы выходят на поверхность в Англии, простирается через остров от точки в юго-западной части Ла-Манша около Эксмута, Девон, в северо-северо-восточном направлении, а также от центра этой полосы вдоль северо-западного курса к Ливерпулю, оттуда разделяясь и направляясь на северо-восток к Тису и на северо-запад к заливу Солуэй-Ферт. В Центральной Европе триас широко развит, а в Северной Америке он покрывает площадь, совокупная длина которой составляет около 700 или 800 миль. Пласты в Англии можно разделить следующим образом:     Average Thickness. Keuper— Red marls, with rock-salt and gypsum 1000 ft.   Lower Keuper sandstones, with trias sandstones and marls (waterstones)  250 ft.   Dolomitic conglomerate   Bunter— Upper red and mottled sandstone  300 ft.   Pebble beds, or uncompacted conglomerate  300 ft.   Lower red and mottled sandstone  250 ft. Серия Кейпер начинается конгломератом, часто известковым, переходящим вверх в коричневый, желтый или белый тесаный камень, а затем в тонкослоистые песчаники и мергели. Другие подразделения удивительно однородны по характеру, за исключением случая галечных пластов, которые на северо-западе образуют светло-красный галечный строительный камень, но в центральных графствах становятся в основном неконсолидированным конгломератом кварцевой гальки. Следующая табличная форма, составленная Эдвардом Халлом, магистром искусств, показывает относительную мощность и распространение триасовой серии вдоль юго-восточного направления от эстуария Мерси, а также показывает выклинивание всех триасовых пластов с северо-запада к юго-востоку Англии, что Халл одним из первых продемонстрировал. Thickness and Range of the Trias in a S.E. direction from the Mersey. Names of Strata. Lancashire and West Cheshire Staffordshire. Leicestershire and Warwickshire. Keuper Series—       Red marl 3,000   800   700 Lower Keuper sandstone   450   200   150 Bunter Series—       Upper mottled sandstone   500   50 to 200 absent Pebble beds 500 to 750 100 to 300 0 to 100 Lower mottled sandstone 200 to 500     0 to 100   absent Формацию можно рассматривать как почти одинаково проницаемую во всех направлениях, и всю массу можно считать резервуаром до определенного уровня, из которого, всякий раз, когда бурятся колодцы, вода всегда будет получаться более или менее обильно. Этот взгляд вполне подтверждается опытом, и наличие воды, безусловно, обусловлено не только наличием трещин или стыков, проходящих через породу, но и ее проницаемостью, которая, однако, варьируется в разных районах. В окрестностях Ливерпуля порода, или, по крайней мере, галечный пласт, менее пористая, чем в окрестностях Уитмора, Ноттингема и других частей центральных графств, где она становится либо неконсолидированным конгломератом, либо мягким рассыпчатым песчаником. Тем не менее, колодцы, пробуренные даже в твердом строительном камне галечных пластов, будь то в Чешире или Ланкашире, всегда дают воду на определенной переменной глубине. За определенной глубиной вода имеет тенденцию к уменьшению, как это было в случае с общественным колодцем в Сент-Хеленсе, расположенном на Экклстон-Хилл. В этом колодце в 1868 году была предпринята попытка увеличить приток путем бурения глубже в песчаник, но без какого-либо хорошего результата. Когда вода просачивается вниз в породе, мы можем предположить, что вступают в действие две силы антагонистического характера; существует сила трения, увеличивающаяся с глубиной и стремящаяся препятствовать прогрессу воды вниз, в то время как существует гидростатическое давление, стремящееся заставить воду двигаться вниз; и мы можем предположить, что когда между этими двумя силами устанавливается равновесие, дальнейшая фильтрация прекратится. Доля дождя, которая находит путь в породу в некоторых частях страны, должна быть очень большой. Когда порода, как это обычно бывает в Ланкашире, Чешире и Шропшире, частично покрыта слоем плотной валунной глины, почти непроницаемой для воды, количество, вероятно, не превышает одной трети осадков на значительной площади; но в некоторых частях центральных графств, где порода очень открыта, а покрытие наносами скудное или вовсе отсутствует, фильтрация составляет гораздо большую долю, вероятно, половину или две трети, так как весь дождь, который не испаряется, проходит вниз. Новый красный песчаник, как было отмечено, можно рассматривать в отношении водоснабжения как почти однородную массу, одинаково доступную повсюду; и именно благодаря этой структуре и почти полному отсутствию пластов непроницаемой глины или мергеля формация способна обеспечивать такие большие запасы воды; ибо дождь, который падает на ее поверхность и проникает в породу, может свободно проходить в любом направлении к колодцу, когда он пробурен в центральном положении. Если мы рассмотрим породу как массу, полностью насыщенную водой на определенной вертикальной глубине, причем вода находится в состоянии равновесия, то, когда колодец пробурен и вода выкачивается, состояние равновесия нарушается, и вода в породе устремляется со всех сторон. Фильтрация, несомненно, значительно облегчается стыками, трещинами и сбросами, и в случаях, когда одна сторона сброса состоит из водоупорных пластов, таких как мергели Кейпера или каменноугольные отложения, количество воды, запертой у поверхности сброса, может быть очень большим, и положение часто благоприятно для колодца. Пример влияния сбросов в самой породе на увеличение притока дает случай с колодцем на Флэйбрик-Хилл, недалеко от Биркенхеда. Со дна этого колодца на глубине около 160 футов от поверхности была пройдена горизонтальная выработка (штрек), чтобы пересечь сброс на расстоянии около 150 футов, и после того, как это было сделано, вода хлынула с такой стремительностью, что приток, который составлял 400 000 галлонов в день, сразу удвоился. Вода из нового красного песчаника чистая, полезная и приятная на вкус; она также хорошо подходит для целей отбеливания, крашения и пивоварения; в то же время следует признать, что ее качества в отношении жесткости, другими словами, пропорции карбонатов извести и магнезии, которые она содержит, подвержены значительным колебаниям, зависящим от местности и состава породы. Как общее правило, воду из нового красного песчаника можно считать занимающей промежуточное положение между жесткой водой мела и мягкой водой, поставляемой некоторым нашим крупным городам из дренажа горных массивов первичных формаций, из которых вода, поставляемая из озера Катрин в Глазго, является, пожалуй, самым чистым примером, содержащим всего 2,35 грана твердых веществ на галлон. Имея, кроме того, небольшую долю солевых ингредиентов, которые, хотя и стремятся сделать воду жесткой, вероятно, не лишены пользы для животного организма, водоснабжение из нового красного песчаника обладает неоценимыми преимуществами перед снабжением из рек и поверхностного дренажа. Многие из наших крупных городов сейчас частично или полностью снабжаются водой, выкачиваемой из глубоких колодцев в этом песчанике; и несколько — из обильных источников, бьющих из породы в месте ее соединения с каким-либо подстилающим водоупорным пластом, принадлежащим к первичной серии. ГЛАВА III. ПРОХОДКА КОЛОДЦЕВ. Перед началом проходки необходимо иметь наготове запас ведер, лопат, кирок, веревку, блок или ворот, а также тачки или другие средства для транспортировки извлеченного материала от устья выработки. После того как все предварительные приготовления сделаны, проходка начинается с разметки круга на земле на 12 или 18 дюймов большего по окружности, чем предполагаемый внутренний диаметр колодца. Центр колодца, с которого начинается работа, должен быть центром каждой части проходки; его положение должно тщательно сохраняться, и все, что делается, должно быть точно по этому центру, при этом часто используется отвес для проверки вертикального положения стенок. Рис. 17, 18. Изображение большего размера (226 кБ) Чтобы пройти колодец методом подведения фундамента (underpinning), сначала производится выемка грунта на такую глубину, которую позволяют пласты без обрушения. На дно выемки укладывается кольцо (опорное), то есть плоское кольцо, внутренний диаметр которого равен предполагаемому чистому диаметру колодца, а ширина равна толщине кирпичной кладки. Оно изготавливается из дубовых или вязовых досок толщиной 3 или 4 дюйма, либо в один слой, соединенный в стыках железом, либо в два слоя с перевязкой швов, скрепленных шипами или винтами. На нем, для облицовки первой секции колодца, строится цилиндр из кирпичной кладки, технически называемый креплением стенок колодца, на растворе или цементе. В центре дна выкапывается небольшая яма, на дне которой укладывается небольшая платформа из досок; затем, путем вырубки пазов в стенке ямы, вставляются наклонные подпорки, нижние концы которых упираются в опорный блок, а верхние — в нижнюю кладку, чтобы обеспечить временную поддержку кольца с его нагрузкой из кирпичной кладки. Яма расширяется до диаметра шахты выше; на дно выемки укладывается новое кольцо, на котором строится новая секция кирпичной кладки, обеспечивающая постоянную поддержку верхнего кольца; наклонные подпорки и их опорные блоки удаляются; выкапывается новая яма, и так далее, как прежде. Следует позаботиться о том, чтобы земля была плотно утрамбована за креплением стенок. Распространенная модификация этого метода состоит в выемке грунта на такую глубину, которую допускают пласты без обрушения. Деревянное кольцо укладывается на дно выемки, кирпичное крепление стенок укладывается на него и доводится до поверхности. Затем земля вынимается вровень с внутренними стенками колодца, так что земля под кольцом поддерживает кирпичную кладку выше. Когда выемка была доведена до удобного предела, под предыдущим креплением стенок в земле делаются углубления, и в этих углублениях крепление стенок доводится до предыдущей работы. Когда работа таким образом поддержана, промежуточные участки земли между секциями кирпичной кладки вырезаются, и крепление стенок завершается. При проходке с барабанным кольцом кольцо, которое может быть либо деревянным, либо железным, состоит из плоского кольца для поддержки крепления стенок и вертикального полого цилиндра или барабана того же внешнего диаметра, что и крепление стенок, поддерживающего кольцо внутри него и скошенного снизу до острого края. Кольца, или ребра, деревянного кольца сформированы из двух слоев вязовых досок толщиной 1 1/2 дюйма и шириной 9 дюймов, что дает общую толщину 3 дюйма. Рис. 19, 20. Рис. 17 — это план деревянного барабанного кольца, а рис. 18 — разрез, показывающий способ конструкции. Внешний цилиндр или барабан называется обшивкой и обычно изготавливается из досок желтой сосны толщиной 1 1/2 дюйма. Барабан может быть усилен при необходимости дополнительными кольцами, а его соединения с кольцами сделаны более надежными с помощью кронштейнов. В больших кольцах кольца расположены на расстоянии около 3 футов 6 дюймов друг от друга. Рис. 19 — это план, а рис. 20 — увеличенный сегмент железного кольца. Когда колодец был пройден настолько, насколько земля может стоять вертикально, барабанное кольцо опускается в него и начинается строительство кирпичного цилиндра, при этом необходимо завершить каждый ряд кирпичей перед укладкой следующего, чтобы кольцо могло быть нагружено равномерно со всех сторон. Земля выкапывается изнутри барабана, и это, вместе с постепенно увеличивающейся нагрузкой, заставляет острый нижний край барабана погружаться в землю; и таким образом выемка колодца на дне, погружение барабанного кольца и кирпичной облицовки, которую оно несет, и строительство крепления стенок сверху происходят одновременно. Необходимо соблюдать осторожность в этом, как и в любом другом методе, чтобы регулировать выемку так, чтобы колодец погружался вертикально. Если трение земли о внешнюю сторону колодца в конечном итоге станет настолько большим, что остановит его спуск до достижения требуемой глубины, внутри первого колодца можно пройти меньший колодец. Колодец, который так остановился, называется «зажатым землей». Этот план нельзя применить к глубоким колодцам, но он очень успешен в песчаных почвах, где колодец имеет умеренную глубину. Кольца часто поддерживаются железными стержнями, снабженными винтами и гайками, от поперечных балок над устьем колодца, и по мере того, как выемка продолжается ниже, кирпичная кладка нагромождается сверху, и вес крепления стенок будет нести его вниз по мере продвижения выемки, пока трение стенок не пересилит гравитационную силу или вес крепления стенок, когда он становится «зажатым землей»; тогда в колодце должен быть сделан уступ, и та же операция повторяется столько раз, сколько крепление стенок становится «зажатым землей», или работа должна быть завершена первым методом подведения фундамента. Когда порода, через которую ведется проходка, нестратифицирована, или если стратифицирована, то большой мощности, необходимо прибегнуть к действию взрывчатых веществ. Взрывчатые вещества, наиболее часто используемые для этой цели, — это пироксилин, динамит, литофрактер и порох. Литофрактер сейчас часто используется, и всегда с значительным успехом, так как его сила аналогична силе динамита, но, что особенно важно в вертикальных скважинах, его действие интенсивно локально; он, кроме того, безопасен, не выделяет дыма более вредного, чем обычный порох, требует меньших отверстий и лишь небольшой забойки. Опасный характер пироксилина до сих пор препятствовал его принятию для обычных операций, в то время как сравнительно безопасный характер и удобная форма пороха снискали ему доверие рабочих, и поэтому для проходческих операций обычно используется это взрывчатое вещество. Мы поэтому, рассматривая взрывные работы для проходки колодцев, будем считать эти операции выполняемыми с помощью одного лишь пороха. Система взрывных работ, используемая при проходке колодцев, — это та, которая известна как система малых зарядов, которая состоит в бурении отверстий диаметром от 1 до 3 дюймов в породе, подлежащей разрушению, для приема заряда. Положение этих отверстий является вопросом высочайшей важности с точки зрения получения наибольших эффектов при имеющихся средствах, и для их правильного определения требуется полное знание природы сил, развиваемых взрывчатым веществом. Это знание редко имеется у проходчиков. Действительно, такое невежество в этом предмете проявляется рабочими карьеров в целом, что когда дозирование и размещение зарядов оставляются на их усмотрение, большие затраты труда и материала дают очень неадекватные результаты. Во всех случаях гораздо экономичнее доверить эти обязанности тому, кто досконально понимает предмет. Следующие принципы должны управлять всеми операциями такого рода. Взрыв пороха, за счет расширения внезапно выделяющихся газов, развивает огромную силу, и эта сила, обусловленная давлением жидкости, проявляется одинаково во всех направлениях. Следовательно, окружающая масса, подвергающаяся воздействию этой силы, уступит, если она вообще уступит, в своей самой слабой части, то есть в части, которая оказывает наименьшее сопротивление. Линия, вдоль которой масса уступает, или линия разрыва, называется линией наименьшего сопротивления и представляет собой расстояние, проходимое газами до достижения поверхности. Когда окружающая масса сопротивляется равномерно, линия наименьшего сопротивления будет прямой линией и будет кратчайшим расстоянием от центра заряда до поверхности. Такое, однако, случается редко, и линия разрыва поэтому в большинстве случаев будет нерегулярной линией и часто намного длиннее, чем прямая от центра к поверхности. Отсюда во всех взрывных операциях будет две вещи для определения: линия наименьшего сопротивления и количество пороха, необходимое для преодоления сопротивления вдоль этой линии. Ибо очевидно, что весь избыток пороха — это отходы; и, кроме того, поскольку сила, развиваемая этим избытком, должна быть затрачена на что-то, она, вероятно, будет использована для причинения вреда. Заряды пороха одинаковой силы производят эффекты, варьирующиеся с их весом, то есть двойной заряд сдвинет двойную массу. И поскольку однородные массы варьируются как куб любой подобной линии внутри них, установлено общее правило, что заряды пороха для получения подобных результатов относятся друг к другу как кубы линий наименьшего сопротивления. Отсюда, когда заряд, необходимый для получения данного эффекта в конкретном веществе, был определен экспериментально, тот, который необходим для получения подобного эффекта в данной массе того же вещества, может быть легко определен. Поскольку вещества, на которые нужно воздействовать, различны и различаются по прочности в разных местностях, и поскольку, кроме того, качество пороха сильно варьируется, будет необходимо, приступая к проходческим операциям, провести эксперименты, чтобы определить константу, которая должна быть использована при расчете зарядов пороха. На практике линия наименьшего сопротивления берется как кратчайшее расстояние от центра заряда до поверхности породы, если только наличие естественных разделений не показывает, что она лежит в каком-то другом направлении; и, как правило, заряд, необходимый для преодоления сопротивления, будет варьироваться от 1/15 до 1/35 куба линии, причем последняя берется в футах, а первая — в фунтах. Так, предположим, что материал, который нужно взорвать, — мел, а линия наименьшего сопротивления 4 фута, куб 4 равен 64, и, принимая пропорцию для мела как 1/30, мы имеем 64/30 = 2 2/15 фунта как заряд, необходимый для производства разрушения. Рис. 21. Когда взрывные работы ведутся в стратифицированной породе, положение заряда часто будет определяться естественными разделениями и трещинами; ибо если они не будут должным образом приняты во внимание, проходчик испытает огорчение, обнаружив после того, как его выстрел был произведен, что упругие газы нашли более легкий выход через один из этих изъянов, и что, следовательно, никакого полезного эффекта не было произведено. Линия наименьшего сопротивления в этом случае обычно будет перпендикулярна пластам, так что отверстие для заряда может быть пробито параллельно пластам и в таком положении, чтобы не касаться плоскостей, которые их разделяют. Это отверстие никогда не должно быть пробито в направлении линии наименьшего сопротивления, и, когда это возможно, должно быть под прямым углом к ней. Инструменты, используемые при бурении отверстий для заряда, представляют собой железные стержни, имеющие клиновидный кусок стали, приваренный к их нижним концам и доведенный до острого края, чтобы врезаться в породу. Они работают либо путем ударов по их головке молотком, либо путем подпрыгивания их вверх и вниз и позволяя им проникать под собственным весом. Когда они используются первым образом, они называются бурами или сверлами; в последнем случае они имеют форму рис. 21 и называются «джамперами» (ударными бурами). Недавно силовые джамперы, работающие на сжатом воздухе, и сверла, приводимые в действие таким же образом, очень успешно использовались. Отверстия могут быть сделаны этими инструментами почти в любом направлении; но когда доступен только ручной труд, вертикальное направление может быть наиболее выгодно обработано. Ручные джамперы обычно имеют длину около 4 футов 8 дюймов и используются путем удержания в направлении требуемого отверстия и производства серии резких ударов путем подъема инструмента примерно на фут и опускания его с импульсивным движением. Утолщение делит джампер на две неравные длины, из которых более короткая используется для начала бурения отверстия, а более длинная — для его завершения. Часто наконечник на длинной части делается чуть меньше другого, чтобы устранить любую вероятность того, что он не последует в отверстие, которое было начато. Сверла и джамперы должны быть изготовлены из лучшего железа, предпочтительно шведского, ибо если материал будет низкого качества, он расколется и завернется под повторяющимися ударами кувалды, и тем самым подвергнет опасности руки рабочего, который его поворачивает, или даст осколки, которые могут причинить серьезную травму тем, кто занят в шахте. Часто они изготавливаются целиком из стали, и этот материал имеет много рекомендаций для этой цели; длина сверл варьируется от 18 дюймов до 4 футов, причем разные длины ставятся последовательно по мере продвижения проходки отверстия. Режущая кромка сверл должна быть хорошо закалена, и для первого, или 18-дюймового сверла, обычно иметь ширину 2 дюйма; второе, или 28-дюймовое сверло, может быть 1 3/4 дюйма по кромке; третье, или 3-футовое сверло, 1 1/2 дюйма, и четвертое, или 4-футовое сверло, 1 1/4 дюйма. Рис. 22. Способ использования сверла в последнем случае следующий: после того как место для отверстия было отмечено киркой, один человек садится, держа сверло обеими руками между ног. Другой человек затем ударяет по сверлу кувалдой, первый поворачивает сверло частично вокруг между каждым ударом, чтобы предотвратить попадание режущей кромки дважды в одно и то же место. Скорость, с которой могут быть пройдены отверстия, варьируется, конечно, в зависимости от твердости породы и диаметра отверстия. В Холихеде средняя работа, выполненная тремя людьми в твердой кварцевой породе с 1 1/2-дюймовыми сверлами, составляла 14 дюймов в час; один человек держал сверло, а двое ударяли. В граните хорошего качества было установлено опытом, что три человека способны пройти с 3-дюймовым джампером 4 фута в день; с 2 1/2-дюймовым джампером — 5 футов; с 2 1/4-дюймовым — 6 футов; с 2-дюймовым — 8 футов; и с 1 3/4-дюймовым — 12 футов. Сильный человек с 1-дюймовым джампером пробурит 8 футов в день. Вес молотков, используемых со сверлами, — это вопрос, заслуживающий внимания; ибо если они слишком тяжелы, они утомляют людей, и, следовательно, наносится меньше ударов, а произведенный эффект уменьшается; в то время как, с другой стороны, если они слишком легки, сила рабочего не используется полностью. Обычный вес составляет от 5 до 7 фунтов. Поскольку трудоемкость бурения шпура в данном виде породы зависит от диаметра, очевидно желательно сделать отверстие как можно меньше, при должном внимании к размеру заряда; ибо при определении диаметра бурения следует помнить, что заряд не должен занимать большую длину в нем. Различные ухищрения применялись с целью расширения отверстия внизу, чтобы сформировать камеру для пороха. Если бы это можно было легко осуществить, такой способ размещения заряда был бы весьма выгодным, так как было бы достаточно очень малого бурового отверстия, а трудности забойки значительно уменьшились бы. Одно из этих ухищрений — поместить небольшой заряд на дно скважины и взорвать его после надлежащей забойки. Поскольку заряд недостаточен для вызова разрушения, части в непосредственном контакте с ним сжимаются и измельчаются в пыль, и полость тем самым расширяется. Надлежащий заряд может быть затем вставлен в камеру, сформированную таким образом, путем бурения через забойку. Другой метод, применимый главным образом к известковой породе, был опробован с удовлетворительными результатами в Марселе. Когда буровое отверстие было пройдено на требуемую глубину, вводится медная труба, рис. 22, диаметром, чтобы свободно входить в скважину, конец A достигает дна отверстия, которое плотно закрывается в B глиной, чтобы никакой воздух не мог выйти. Труба снабжена изогнутым горлышком C. Небольшая свинцовая труба e, около половины дюйма в диаметре, с воронкой f наверху, вводится в медную трубу в D и опускается до расстояния около дюйма от дна. Кольцевое пространство между свинцовой и медной трубами в g заполняется набивкой из пеньки. Разбавленная азотная кислота затем заливается через воронку и свинцовую трубу. Кислота растворяет известковую породу на дне, вызывая вскипание, и вещество, содержащее растворенную известь, выталкивается из отверстия C. Этот процесс продолжается до тех пор, пока по количеству израсходованной кислоты не будет решено, что камера достаточно расширена. Другие кислоты, такие как соляная или серная, произведут те же эффекты, но результат химического растворения, конечно, будет зависеть от природы камня. После того как шпур был пробурен, он очищается и высушивается пучком сена, и порох засыпается внутрь; или, когда отверстие не вертикально, проталкивается деревянным трамбователем. Количество пороха всегда должно определяться по весу. Один фунт, если его насыпать свободно, займет около 30 кубических дюймов, а 1 кубический фут весит 57 фунтов. Отверстие диаметром 1 дюйм будет поэтому содержать 0,414 унции на каждый дюйм глубины. Следовательно, чтобы найти вес пороха на дюйм глубины в любом данном отверстии, нам нужно только умножить 0,414 унции на квадрат диаметра отверстия в дюймах, и мы сможем определить либо длину отверстия для данного заряда, либо заряд в данном пространстве. Важно использовать сильный порох во взрывных операциях, потому что, поскольку меньшего количества будет достаточно, он займет меньше места и тем самым сэкономит труд при бурении. Рис. 23-25. Когда отверстие находится в мокром камне, должны быть предусмотрены средства для сохранения пороха сухим. Для этой цели иногда используются оловянные патроны. Это оловянные цилиндры подходящих размеров, снабженные небольшим оловянным стержнем, через который порох воспламеняется. Эффект пороха, однако, значительно уменьшается при использовании этих оловянных футляров. Обычно бумажный патрон, хорошо смазанный для предотвращения проникновения воды, даст гораздо более удовлетворительные результаты. Когда используется бумажный патрон, отверстие должно, перед вставкой заряда, быть частично заполнено плотной глиной, и круглый железный стержень, называемый глиняным железным стержнем или «буллом», рис. 24, 25, забит вниз, чтобы заставить глину войти в промежутки породы, через которые проникает вода. Этим средством отверстие будет сохраняться сравнительно сухим. «Булл» извлекается путем помещения стержня через проушину возле верха первого, предусмотренную для этой цели, и вытягивания его прямо вверх. Патрон помещается на острие пробойника и проталкивается вниз по отверстию. Пробойник, показанный на рис. 23, представляет собой конический кусок металла, обычно медный для предотвращения несчастных случаев, заостренный на одном конце и имеющий кольцо на другом. Когда патрон был помещен в свое положение этим средством, немного пакли укладывается поверх него и вставляется бикфордов шнур. Этот шнур недорог, очень верен в своих эффектах, нелегко повреждается забойкой и не подвержен влиянию влаги. Шнур № 8 предпочтителен для мокрой земли; и когда требуется взорвать заряд со дна в глубоких отверстиях, № 18 является наиболее подходящим. Когда линия наименьшего сопротивления была определена, необходимо позаботиться о том, чтобы она оставалась линией наименьшего сопротивления; ибо если пространство в буровом отверстии не заполнено должным образом, упругие газы могут найти более легкий выход в этом направлении, чем в любом другом. Материалы, используемые для заполнения этого пространства, называются при таком применении забойкой, и они состоят из щепы и пыли от проходки, песка, хорошо высушенной глины или битого кирпича или камней. Различные мнения существуют относительно относительной ценности этих материалов в качестве забойки. Песок предлагает очень большое сопротивление из-за трения частиц между собой и о стенки бурового отверстия; он может быть легко применен путем засыпания, и всегда легко доступен. Глина, если она тщательно высушена, предлагает несколько большее сопротивление, чем песок, и, где легко добываема, может быть выгодно использована. Битый камень намного уступает любому из этих веществ в сопротивляемости. Благосклонность, в которой он удерживается проходчиками и рабочими карьеров, и частое использование, которое они делают из него в качестве забойки, должны быть приписаны тому факту, что он всегда под рукой, а не каким-либо отличным результатам, полученным от его использования. Забойка утрамбовывается с помощью стержня или забойного стержня, подобного рис. 26, 27, слишком часто изготавливаемого из железа, но который должен быть либо из меди, либо из бронзы. Забойный конец стержня имеет паз с одной стороны, чтобы позволить ему проходить мимо пробойника или шнура, лежащего вдоль стороны отверстия. Другой конец оставлен гладким для руки или для ударов молотком. Рис. 26, 27. Весь материал для забойки следует подбирать так, чтобы в нем не было частиц, способных высечь искру, однако нельзя забывать, что причиной такого происшествия могут быть и стенки самой скважины. В этих условиях становится очевидной целесообразность использования бронзовых или медных инструментов для забойки, а также недопустимость сильных ударов по забойке до тех пор, пока небольшая ее часть не будет предварительно аккуратно утрамбована для покрытия заряда, поскольку первые удары по забойке наиболее опасны в случае возникновения искры. Иногда перед укладкой забойки в скважину против заряда помещают немного пыжей, пакли, бумаги или деревянную пробку. Рис. 28. Чтобы уменьшить опасность выброса забойки, в скважину иногда вставляют металлические пробки или конусы различной формы. Лучшие формы пробок показаны на рис. 28 и 29; на рис. 28 изображен металлический конус, расклиненный в забойке стрелками, а на рис. 29 — бочкообразная пробка. Когда все готово, проходчики, за исключением одного человека, в обязанности которого входит подрыв заряда, либо поднимаются из шахты, либо отходят в безопасное место. Затем этот человек, убедившись по окрику и ответу, что все находятся в укрытии, поджигает запал, кричит «Берегись!» или произносит аналогичное предупреждение и быстро поднимается из шахты. Во избежание разрушения стенок шахты ни один заряд не следует располагать ближе 12 дюймов от борта. Часть породы, оставшуюся после взрывных работ у стенок шахты, удаляют железными клиньями со стальными наконечниками длиной 7 или 8 дюймов. Эти клинья применяют, пробивая небольшое отверстие острием кирки и забивая их кувалдой. Затем стенки можно доработать киркой по мере необходимости. Рис. 29. После проходки на глубину около 30–40 футов воздух на дне колодца может стать очень тяжелым, особенно в колодце, где ведутся взрывные работы или где происходит значительный выход вредных газов через трещины. В таких случаях необходимо предусмотреть установку на поверхности небольшого вытяжного вентилятора, к которому подсоединены отрезки труб, опускающиеся в колодец. Другой хороший способ — опустить в колодец 4- или 6-дюймовую трубу, вывести ее на поверхность с длинным коленом и вставить пароструйный аппарат; над верхним концом трубы часто строят кирпичную дымовую трубу для усиления тяги, а нижний конец продолжают вниз гибким шлангом. При использовании вентилятора или пароструйного аппарата, за счет постоянного отвода застоявшегося воздуха, на его место будет поступать свежий воздух. Это гораздо лучше, чем разбрызгивание известковой воды в колодце, использование длинной деревянной трубы с вращающейся головкой или подача воды по вертикальной трубе, которая выходила под прямым углом — старые способы освежения воздуха в колодце. Средство увеличения дебита колодцев, которое часто оказывается весьма успешным, заключается в проходке небольших туннелей или горизонтальных выработок (штреков) от дна колодца в окружающий водоносный пласт. Рис. 30. В качестве примера пусть рис. 30 представляет собой план разреза части водоносного пласта на дне шахты. Этот пласт подстилается водоупорным слоем, и, следовательно, вода будет непрерывно течь через первый в направлении падения, как показано стрелкой и пунктирными линиями. Та часть пласта, расположенная выше шахты S, которая заключена между вертикальными линиями, касательными к окружности в точках m и n, будет дренироваться шахтой. Ширина этой части, однако, будет увеличена за пределами этих линий за счет снижения бокового давления, обеспечиваемого шахтой; это снижение вызовет отклонение струй воды от их первоначального курса в сторону шахты, как показано на рисунке. Следовательно, ширина зоны дренирования составит ab, и очевидно, что шахта S может принимать только ту воду, которая стекает к ней через это пространство. Но если от шахты по простиранию пласта проложить туннели, как mc и nd, эти туннели, очевидно, будут перехватывать воду, протекающую мимо шахты. Таким образом, площадь дренирования расширяется с ab до a'b', и дебит колодца соответственно увеличивается. Рис. 31–33. Изображение большего размера (224 кБ) Следует отметить, что когда пласты залегают горизонтально или имеют форму бассейна, то есть когда они скорее напоминают резервуар, чем поток, единственное назначение туннелей — облегчить приток воды в шахту, и в таком случае они должны расходиться от шахты во всех направлениях. Они также полезны в случае аварии насосов, поскольку время, необходимое для их заполнения, позволяет провести осмотр и ремонт насосов, к которым было бы невозможно подобраться, если бы двигатели остановились, а вода быстро поднялась в шахте. Размер горизонтальных выработок обычно ограничивается минимальными размерами пространства, в котором горняки могут эффективно работать, то есть около 4,5 футов в высоту и 3 футов в ширину. Для стенок и свода обычно выбирают подковообразную форму, а пол делают горизонтальным, поскольку откачки воды насосами вполне достаточно для создания потока, если, конечно, падение пласта, в котором прокладываются туннели, не позволяет сделать уклон. Там, где есть вода, прокладывать их с уклоном невозможно, так как рабочих затопит. Стоимость некоторых выработок в новом красном песчанике, которые автор недавно осматривал, варьировалась от 30 шиллингов за ярд в обычном камне до 4 фунтов 10 шиллингов за ярд в очень твердом камне. Вышеприведенные замечания не относятся к выработкам, проводимым в мелу, где обычной практикой является выбор наиболее крупного притока, выходящего из трещины, и следование по этой трещине, если только выработка не служит исключительно резервуаром, когда направление не имеет значения. Стенки колодцев обычно требуют крепления стенок колодца (стенинга) материалом, который предотвратит осыпание рыхлых пластов стенок выработки в колодец и его засорение. Материалы, которые успешно использовались в этой работе: кирпич, камень, дерево и железо. Каждый вид материала подходит при определенных условиях, в то время как в других положениях он непригоден. Кирпичная кладка, повсеместно используемая в Англии для крепления стенок колодцев, нередко дает сбои в определенных условиях: из-за пропуска неочищенной воды, когда она находится под большим давлением, или из-за нарушения целостности кладки вследствие осадки, вызванной осушением плывуна, или обрушения колодца. Камень хорошего качества, способный выдерживать сжимающие нагрузки, по-своему хорош; но, поскольку для его подгонки требуется много труда, он не может успешно конкурировать с кирпичной кладкой при строительстве колодцев, тем более что он не обладает какими-либо преимуществами перед кирпичом при использовании в таких работах; однако, если в какой-либо местности из-за дешевизны его можно использовать, следует позаботиться о выборе только такого камня, который содержит большое количество кремнезема; действительно, во всех случаях при изучении свойств материалов, используемых при строительстве колодцев, крайне важно выбирать те, которые, вероятно, будут наиболее долговечными и в то же время сохранят чистоту воды в колодце; и это лучше всего обеспечивается кремнистыми материалами. Рис. 34–36. Рис. 37–39. Дерево как материал для крепления стенок колодцев нежелательно из-за подверженности гниению, при котором оно не только ставит под угрозу конструкцию колодца, но и в некоторой степени загрязняет воду. Оно очень широко используется в определенных обстоятельствах, особенно при предварительных операциях по проходке большинства колодцев. Оно также успешно используется для крепления шахт соляных колодцев в Чешире и остается целым в таком положении в течение многих лет, так как рассол, по-видимому, обладает свойством консервировать древесину и предотвращать ее гниение. Железо — это современный материал, широко применяемый при креплении стенок колодцев; и, поскольку оно обладает многими преимуществами перед обычно используемыми материалами, его применение, вероятно, будет значительно расширено. Оно способно выдерживать большие сжимающие нагрузки, эффективно исключать приток всех тех вод, которые желательно отсечь, и не подвержено гниению в обычных условиях. Болдуин Лэтем упоминает случаи из своей практики, когда приходилось прибегать к использованию железных цилиндров, когда выяснялось, что четыре или пять колец кирпичной кладки, уложенных на лучшем цементе, не могли удержать солоноватые воды; и если бы в первоначальном проекте было предусмотрено использование этих цилиндров, это значительно сократило бы стоимость колодца. Рис. 40. Проходчику колодцев при выполнении работ часто приходится сталкиваться с наличием больших объемов воды, которые в обычных условиях приходится удалять откачкой; но благодаря внедрению железных цилиндров, которые можно погружать под воду, экономится стоимость откачки. При погружении этих цилиндров через водоносные пласты для удаления грунта из-под них используются различные инструменты. Основным является желонка (mizer), которая состоит из железного цилиндра с отверстием сбоку и режущей кромкой, прикрепляемого к комплекту буровых штанг и вращаемого сверху. Клапан в старой форме желонки подвержен различным поломкам, которые мешают работе инструмента; например, куски твердого грунта или породы часто застревают между клапаном и его седлом, позволяя содержимому вытекать при подъеме через воду. Чтобы устранить этот недостаток, выдающийся проходчик колодцев Томас Докуо разработал и внедрил усовершенствованную желонку, показанную в обычных размерах на рис. 31–36; рис. 31 — вид сверху, рис. 32 — вид сбоку, рис. 33 — вид снизу, рис. 35 — разрез, рис. 34 — план упора a, и рис. 36 — план клапана. Она состоит из железного цилиндра конической формы в нижней части, снабженного отверстиями для выхода воды и прикрепленного к центральному стержню с помощью распорок. Стержень выступает на 7 дюймов за пределы дна и заканчивается острием, в то время как верхняя часть стержня имеет открытый паз для образования коробочного соединения (рис. 37–39) со штангами. Коническое дно желонки имеет треугольное отверстие; снаружи к нему прикреплен прочный железный резец, а внутри — клапан соответствующей формы, показанный в разрезе и на плане на рис. 35 и 36. Когда желонка прикреплена к буровым штангам и вращается с их помощью, шлам, песок или другой грунт, подлежащий удалению, разрыхляемый кромкой резца, попадает в цилиндр, при этом клапан во время наполнения желонки опирается на упор. После того как желонка наполнится, что можно определить, сделав отметку на последней штанге на поверхности и отметив ее продвижение вниз, штанги реверсируют и поворачивают один или два раза в обратном направлении; это прижимает клапан к отверстию и надежно удерживает грунт в инструменте. Рис. 41–43. Рис. 40 — это ковшовая желонка, иногда используемая в таких грунтах, как глина с галькой; здесь нет клапана, так как грунт выталкивается вверх шнеком снаружи и падает через край в конус. Рис. 44, 45. Желонки крепятся к штангам с помощью коробочного соединения, показанного на рис. 37–39, так как винтовое соединение при реверсировании раскрутилось бы. Можно последовательно использовать до пяти или шести желонок разного размера, от 1 фута 6 дюймов до 9 футов в диаметре, причем самая маленькая начинает выемку, а более крупные расширяют ее до нужного размера. В качестве вспомогательного инструмента используется рыхлитель (picker), показанный на трех видах (рис. 41–43), где на рис. 42 указано его правильное положение во время работы; он применяется там, где пласты слишком неровные или плотные, чтобы их можно было эффективно очистить резцом желонки. Рыхлитель закрепляется на тех же штангах над желонкой и используется одновременно с ней, поднимаясь и опускаясь вместе с этим инструментом. Рис. 46–48. Планы разрезов. Режущий конец рыхлителя часто заменяют скребком (рис. 44, 45). Этот полезный инструмент сгребает или соскребает шлам, отброшенный желонкой за пределы ее рабочего диапазона, и заставляет его скапливаться в центре забоя, где он снова подвергается воздействию желонки. Кирпичная кладка стенок выполняется либо из кирпича насухо, либо на цементе; в обычной глине для больших колодцев используется кладка в 9 дюймов, а для малых — в полкирпича, или 4,5 дюйма. Рис. 46 и 47 показывают метод укладки для 9-дюймовой кладки, а рис. 48 — для 4,5-дюймовой. Кирпичи укладываются плашмя с перевязкой швов; для защиты от умеренных грунтовых вод за стенкой часто укладывают глиняный замок или бетон; для большинства целей бетон является лучшим, так как, помимо водонепроницаемости, он значительно увеличивает прочность крепления стенок. Кольцо или два кирпичной кладки на цементе часто вводятся с интервалами от 5 до 12 футов для усиления шахты и облегчения строительства колодца. Креплению стенок нельзя уделять слишком много внимания; если оно выполнено правильно, то эффективно исключит любую нежелательную инфильтрацию, но выполненное небрежно, оно может стать постоянным источником проблем и неприятностей. Половина колодцев, признанных непригодными из-за загрязнения сточными водами, на самом деле выходят из строя из-за плохого крепления стенок. ГЛАВА IV. БУРЕНИЕ СКВАЖИН. Первый известный в Европе метод бурения скважин — так называемый китайский, при котором долото, подвешенное на канате и окруженное трубой длиной в несколько футов, перемещается вверх и вниз с помощью пружинного шеста или рычага на поверхности. Скручивание и раскручивание каната предотвращает удар долота постоянно в одно и то же место; и своими непрерывными ударами оно дробит и разрушает породу. Долото периодически извлекают, и опускают бадью или желонку, имеющую на дне шарнирный клапан, открывающийся вверх, так что некоторое количество шлама оказывается заключенным в бадье, а затем поднимается ею на поверхность; опускание бадьи повторяется до тех пор, пока скважина не будет очищена, после чего долото снова пускают в работу. Рис. 49 — это аппарат китайской системы, который может использоваться как для пенькового, так и для стального каната, и который первоначально был изготовлен для полосовой стали. На рис. 49 (A) представлено дубовое бревно, установленное перпендикулярно настолько глубоко в землю, чтобы оно проникало сквозь рыхлый гравий и немного входило в породу, прочно стоя на своем месте; оно хорошо утрамбовано гравием, а поверхность земли выровнена так, чтобы комель бревна был заподлицо с поверхностью земли или на несколько футов ниже. Через это бревно, которое в зависимости от глубины рыхлого грунта может быть длиной от 5 до 30 футов, вертикально пробуривается отверстие буром диаметром, равным диаметру предполагаемой скважины в породе. На поверхности земли, с одной стороны от отверстия, находится ворот, барабан которого имеет диаметр 5 футов, а приводное зубчатое колесо — 6 футов; шестерня на оси рукоятки имеет диаметр 6 дюймов. Этот ворот служит для подъема шпинделя или бура и имеет большой диаметр, чтобы предотвратить резкие перегибы железа, которые быстро сделали бы его хрупким. Рис. 49. Во всех случаях, когда используется железо, будь то полосовая сталь или стальной канат, диаметр барабана используемого ворота должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить остаточный изгиб железа. На противоположной стороне от ворота находится рычаг с неравным плечом: около одной трети со стороны отверстия и две трети на противоположной стороне, где он заканчивается крестовиной или широким концом, на котором работают люди. Рабочие, поставив одну ногу на скамью или платформу, опираются руками на перила и работают другой ногой на длинном конце рычага. Таким образом используется весь вес людей. Ход бурового долота составляет от 10 до 12 дюймов, что заставляет людей работать педалью на высоте от 20 до 24 дюймов. Под педалью (T) находится пружинный шест (S), закрепленный под платформой, на которой стоят люди; конец этого пружинного шеста соединен тягой с рабочим концом рычага или непосредственно с канатом и тянет педаль вниз. Когда буровой шпиндель поднимается с помощью педали, пружинный шест придает ему резкий возврат и увеличивает тем самым скорость долота, а следовательно, и скорость удара вниз. Этот метод в целом вышел из употребления, вместо каната стали использовать железные или деревянные штанги, а вместо простого долота — разнообразные буры и зубила, а также приспособления для очистки скважины от шлама. Рис. 50–56 показывают примеры обычного набора инструментов для бурения скважин. Рис. 52 — плоское долото; рис. 53 — V-образное долото; рис. 54 — T-образное долото. Эти долота изготавливаются из кованого железа, и в малом исполнении обычно имеют длину 18 дюймов, максимальную ширину 2,5 дюйма и весят около 4,5 фунтов; режущая кромка наплавлена лучшей сталью. Они используются для твердых пород, и во время работы необходимо внимательно следить за тем, чтобы их можно было извлечь и заменить свежими инструментами, когда их боковые стороны износятся настолько, что уменьшится их ширина. Если не следить за этим обстоятельством, размер отверстия уменьшается, так что при введении нового долота нужного размера оно не проходит до дна скважины, что вызывает много ненужных задержек при его расширении. При работе с долотом бурильщик держит руль или рукоятки обеими руками, по одной руке на каждой рукоятке, и медленно вращает их вокруг скважины, чтобы долото не падало дважды подряд в одно и то же место, сохраняя тем самым круглое сечение скважины. Каждый раз, когда новое долото опускается на дно, его следует провернуть в скважине, чтобы проверить, соответствует ли оно нужному размеру и форме; если это не так, долото необходимо немедленно поднять и работать постепенно и осторожно, пока скважина не станет такой, какой должна быть. Характер пластов, разрушаемых долотом, может быть с достаточной точностью определен опытным рабочим по характеру удара, передаваемого на штанги. При работе в песчанике порода не прилипает к долоту при подъеме на поверхность, но с глинами дело обстоит иначе. Если пласт очень твердый, долото может износиться и затупиться, не пройдя и трех четвертей дюйма, поэтому его необходимо поднимать на поверхность и часто осматривать; однако, если характер пласта позволяет, можно пробурить 7 или 8 дюймов без осмотра. Рис. 50–56. Грунтовые буры (рис. 50, 51 и 56) по действию аналогичны тем, что используются для сверления дерева, но отличаются по форме и конструкции. Обычный земляной бур (рис. 50) имеет длину 3 фута, причем нижние две трети цилиндрические. Дно частично закрыто кромками, а с одной стороны имеется отверстие для приема мягкого или раздробленного материала. Буры используются только для проходки мягких пород, глины и песка; их форма варьируется в зависимости от характера проходимых пластов: открытая и цилиндрическая для глин, обладающих определенной степенью связности, коническая и иногда закрытая — в плывунах. Буры иногда изготавливают длиной до 10 футов, и они очень эффективны, если пласты достаточно мягкие, чтобы позволить их использование. Желонка изготавливается длиной от 3 до 3,5 футов, почти такой же формы, как обычный бур, иногда закрытая до самого дна (рис. 56) или с носком бура (рис. 51); в любом случае внутри помещен клапан для удержания шлама мягкой природы или предотвращения его вымывания в мокрой скважине. Рис. 59 показывает крюк для извлечения камней, а рис. 58 — шнековый бур. Рис. 57–59. Рис. 60. «Воронья лапа» (рис. 55) используется, когда буровые штанги сломались в скважине, для извлечения той части, которая осталась в отверстии; она имеет ту же длину и ту же ширину у основания, что и долота. Когда штанги сломались, часть выше излома вынимают из скважины, а «воронью лапу» навинчивают вместо сломанной части; когда ее опускают на сломанную штангу, осторожным вращением заставляют «лапу» захватить сломанную часть с достаточной силой, чтобы позволить извлечь часть ниже излома из скважины. Грубый способ — прикрепить металлическое кольцо к канату и опустить его на сломанную штангу, когда штанга наклоняет кольцо, что дает ему значительный захват; это часто бывает очень успешно. Рис. 57 — это червяк, используемый для той же цели. Колокольный ловитель (рис. 60) часто используется для извлечения сломанных штанг; он имеет две собачки, закрепленные в верхней части корпуса, которые поднимаются и позволяют концу штанги пройти, когда ловитель опускается, но при подъеме собачки падают и прочно захватывают штангу. Спиральный угловой червяк, аналогичный рис. 57, также применяется для извлечения труб. Рис. 61, 62. Из этих извлекающих инструментов «воронья лапа» является самым надежным и лучшим, так как ее можно использовать без того интеллектуального надзора и осторожности, которые абсолютно необходимы при работе с червяками, крюками или колокольным ловителем. Рис. 63. Рис. 64, 65. Буровые штанги (рис. 61, 62) имеют длину 3, 6, 10, 15 или 20 футов, изготовлены из кованого железа, предпочтительно шведского, и имеют различную степень прочности в зависимости от глубины скважины, для которой они требуются; обычно они имеют квадратное сечение 1 дюйм: на одном конце находится наружная, а на другом — внутренняя резьба для их соединения. Резьба должна иметь не менее шести витков. Одна из сторон внутренней резьбы часто трескается и позволяет наружной резьбе выскочить, оставляя штанги в скважине. Также из-за постоянного износа резьба может настолько износиться, что станет склонной к проскальзыванию. Обычные штанги, будучи наиболее подверженными авариям, должны тщательно осматриваться каждый раз, когда их вынимают из скважины, так как незамеченная неисправность может вызвать много неудобств и даже потерю скважины. В дополнение к обычным штангам существуют короткие отрезки длиной от 6 дюймов до 2 футов, которые крепятся сверху по мере необходимости для регулировки штанг на удобной высоте. Рис. 66. Рис. 63 — ручной захват; рис. 64 и 65 — подъемный захват; рис. 66 — рули или рукоятки, с помощью которых рабочие придают вращательное движение инструментам. Рули зажимаются на самой верхней буровой штанге на удобной для работы высоте. Рис. 61 — верхняя штанга с серьгой. Рис. 67 — пружинный крюк. При использовании его следует часто осматривать и поддерживать в исправном состоянии. Рис. 67. Обсадные трубы используются для предотвращения обрушения скважины из-за бокового набухания глинистых пластов или при прохождении через плывуны. Трубы обычно железные, хорошего качества, мягкие, легко гнущиеся и способные выдержать вмятину без разрушения. Трубы низкого качества вызывают серьезные и дорогостоящие аварии, которые часто неисправимы, так как одна плохая труба может поставить под угрозу успех всего бурения. Рекомендуются трубы из кованого железа с резьбовыми соединениями встык (рис. 68), но они поставляются также паяными (рис. 69) или клепаными (рис. 70) и могут быть оснащены стальными забивными кольцами и башмаками. Постоянно применяются чугунные трубы; они должны иметь проточенные концы с кольцами из кованого железа и винтами с потайной головкой. Использовались холоднотянутые трубы из кованого железа, они очень эффективны и легко применяются, но их относительно высокая стоимость ограничивает их применение. Рис. 68–71. Рис. 71 показывает штифтовой блок, который используется для подвешивания труб как при их опускании, так и при подъеме. Он состоит из блока, подогнанного под внутренний диаметр конца трубы, и прикрепленного к штангам обычным способом. В боковой части блока закреплен железный штифт для вставки в паз, подобный байонетному соединению, вырезанный в конце трубы, чтобы ее можно было таким образом подвесить. Рис. 72–74 показывают различные формы пружинных захватов, а рис. 75 — трубный захват для той же цели. Иногда для подъема и опускания труб используется коническая пробка с резьбой, нарезанной снаружи для самозатягивания в верхнем конце трубы. Рис. 76 и 77 — это трубные хомуты, а рис. 78 — клещи для свинчивания труб. Рис. 79 — обычная форма бадьи проходчика. Рис. 72–79. Рис. 80 — это наголовник для труб, используемый для забивания обсадных труб; на рисунке он показан в положении, готовом к забиванию. Когда выступ в скважине препятствует движению обсадных труб вниз, скважину можно расширить ниже труб с помощью расширителя (рис. 81). Он состоит из железного стержня, к которому приболчены две тонкие полосы, выгнутые в форме рейсфедера. Расширитель навинчивается на буровые штанги и проталкивается через трубы; когда он оказывается ниже последнего звена трубы, расширитель раскрывается, и его можно вращать, что приводит к соскабливанию стенок и расширению той части скважины, которая подвергается его воздействию. Рис. 82 — это усовершенствованная форма расширителя, называемая расширяющей пружиной. Видно, что этот инструмент намного прочнее обычного расширителя, поскольку стержень проходит через всю его длину, что делает соскабливающее действие дуг очень эффективным, в то время как паз у основания дуг позволяет вводить его в трубу и извлекать из нее. Рис. 80, 81. Рис. 82. В Англии для небольших работ весь буровой аппарат часто располагается, как на рис. 83, причем инструмент закреплен на конце штанг из кованого железа, а не на конце каната, как в китайском методе. Обращаясь к рис. 83: A — буровой инструмент; B — штанга, к которой прикреплен инструмент; D D — рычаги, с помощью которых рабочие E E придают инструменту круговое или вращательное движение; F — цепь для прикрепления бурового аппарата к шесту G, который закреплен в H, и с его помощью рабочий в I передает вертикальное движение буровому инструменту. Рис. 83. Копры, изготовленные из прочных норвежских брусьев диаметром не менее 8 дюймов в основании, устанавливаются над скважиной для поддержки талей K K для подъема штанг из скважины или опускания их в нее, когда целесообразно очистить скважину или заменить долото. Очевидно, что чем чаще необходимо разъединять соединения при подъеме и опускании штанг, тем больше времени будет затрачено на смену долот или на каждую очистку скважины, и по мере увеличения глубины скважины операция будет становиться все более утомительной. Поэтому становится очень важным, чтобы штанги поднимались и опускались как можно быстрее, и для достижения этой цели при каждом подъеме следует вынимать как можно более длинные отрезки. Длина подъема или «отбора», как его называют, полностью зависит от высоты подъемных талей над устьем скважины, поэтому длина копров для скважины любой значительной глубины должна быть не менее 30–40 футов; и они обычно стоят над небольшой ямой или поверхностным колодцем, который может быть пройден, если глина или гравий сухие, на глубину 20 или 30 футов. Со дна этой ямы можно начинать бурение скважины, и здесь будет находиться рабочий, который отвечает за скважину во время работы со штангами. Рис. 84. Установка, рис. 84, предназначена для глубокого или сложного бурения. Сооружаются строительные леса, на которых строится платформа. Буровое долото A, как и в предыдущем случае, соединяется с помощью винтовых муфт с буровыми штангами B. При каждом ударе два рабочих, стоящие в E E, слегка поворачивают штангу с помощью руля D D. Канат F, прикрепленный к буровому инструменту, несколько раз обернут вокруг барабана ворота G, причем конец каната удерживается рабочим в I. Когда рукоятки вращаются рабочими в L L, рабочий в I тянет за конец каната, трения между канатом и барабаном ворота достаточно, чтобы поднять штанги и буровой инструмент, но как только инструмент поднят на нужную высоту, рабочий в I ослабляет хватку на канате, и, поскольку трения на барабане недостаточно для удержания веса буровых инструментов, они падают. Повторением этой операции скважина бурится, и после того, как она продолжалась достаточное время, руль отвинчивается, подъемный захват, прикрепленный к канату от ворота, надевается на верх штанг, а затем навинчивается короткая верхняя штанга с серьгой. Два рабочих у ворота поднимают штанги настолько, насколько позволяет высота лесов или копров, когда рабочий в E (рис. 84), пропуская ручной захват или ключ на верх штанги под самым нижним соединением, поднятым над устьем скважины, принимает вес штанг на это соединение, при этом рабочие в L опускают штанги для этой цели; другим ключом штанги отвинчиваются в этом соединении, канат снова опускается, подъемный захват надевается на штангу, навинчивается другая верхняя штанга, штанги поднимаются, и процесс продолжается до тех пор, пока долото не будет извлечено из скважины и заменено другим или, при необходимости, заменено каким-либо другим инструментом. Когда предпринимается глубокое бурение непосредственно с поверхности, операцию лучше всего проводить с помощью буровой вышки, такой как показана на фронтисписе. Она состоит из каркаса из деревянных балок, на котором установлены четыре стойки высотой 27 футов, толщиной 9 дюймов на 1 фут, расположенные на расстоянии 3 футов 8 дюймов друг от друга внизу и 1 фут 2 дюйма вверху, как видно на переднем и заднем видах. Стойки связаны поперечинами, на которых вырезаны плечики, входящие в пазы, и закреплены деревянными клиньями; стойки увенчаны двумя головными балками длиной 5 футов, врезанными и подогнанными. На головных балках в подшипниках установлены два независимых чугунных направляющих шкива; через эти шкивы перекинуты концы двух канатов, наматывающихся в противоположных направлениях на барабан ворота, приводимого в движение зубчатой передачей и имеющего храповой стопор, прикрепленный к паре диагональных брусьев, соединенных с левыми ногами или стойками вышки возле земли. Эти канаты используются для подъема или опускания звеньев буровой штанги. На восемь футов ниже подшипников верхних шкивов поперек рамы закреплена пара горизонтальных траверс, поддерживающих меньшие шкивы, установленные на чугунной раме, которая способна перемещаться между горизонтальными деревянными направляющими. Через эти шкивы перекинут канат от простого ворота, закрепленного на правых ногах рамы, который используется для подъема или опускания желонки для извлечения шлама или мусора из скважины. Рычаг длиной 15 футов и сечением 9 на 6 дюймов поддерживается независимой деревянной рамой. Он имеет чугунный колпак, закрепленный с помощью двух железных хомутов, отлитых с проушинами, через которые пропущены болты, затягиваемые гайками обычным способом. Опорные пальцы в a имеют диаметр 1,5 дюйма и также являются частью нижнего хомута. На колпаке находится железный крюк, к нему прикреплена цепь, несущая пружинный крюк, который держит верхнюю серьгу штанг. Устье скважины окружено деревянной трубой диаметром 1 фут и снабжено шарнирным клапаном, действие которого аналогично действию клапана-хлопушки; в центре имеется отверстие для свободного прохождения штанг вверх и вниз. Клапан позволяет вводить и извлекать инструменты и в то же время предотвращает попадание чего-либо сверху в скважину. Рис. 85. Изображение большего размера (135 кБ) Рычаг приводится в действие давлением на его внешний конец, и поскольку отношение длинного плеча к короткому составляет 4 к 1, опускание на 2 фута в одном случае дает подъем на 6 дюймов в другом — это минимальный диапазон действия, максимальный составляет 26 дюймов. С буровой вышкой буровые инструменты работают так же, как и в предыдущих установках (рис. 83, 84); но ее портативность, компактность и приспособленность средств к требуемой цели делают ее использование желательным везде, где это возможно. Рис. 86. Когда в процессе работы обнаруживается, что бур не опускается на ту глубину, с которой он был извлечен, после пробного бурения, как правило, потребуется установка труб. Скважину следует расширить с поверхности или, если она не очень глубокая, начать заново с поверхности большим буром и пройти почти на ту же глубину; затем первое звено трубы забивается в скважину, и когда это выполнено, в его верхний конец ввинчивается другая труба, имеющая такие же размеры, как первая, и забивание повторяется, и так далее, пока не будет использовано достаточное количество труб, чтобы достичь дна скважины. Если теперь через эти трубы ввести обычный бур, он получит свободный доступ к глине или песку, и после того, как будет пробурено еще несколько футов, можно навинтить еще одну трубу и продвинуть всю колонну дальше вниз. Таким образом можно пробурить от 10 до 20 футов мягкого пласта. Если толщина поверхностной глины или песка значительна, упомянутый здесь метод не будет эффективным, так как трение труб, вызванное давлением пластов, будет настолько велико, что, возможно, удастся забить не более 80 или 100 футов без повреждения труб. Тогда необходимо будет пройти первую часть скважины большим буром и забить трубы большего диаметра; скважину продолжают меньшим диаметром и крепят меньшими трубами, выступающими за пределы больших труб, как на рис. 85, до тех пор, пока необходимость в их использовании не отпадет. Очевидно, что для обеспечения успеха обсадные трубы, из чего бы они ни были сделаны, должны быть как можно более цилиндрическими, прямыми и иметь гладкую поверхность как снаружи, так и внутри. Также очевидно, что при соединении кусков труб толщина должна иметь надлежащую пропорцию к требуемой работе и силе, которая, вероятно, будет использована при их свинчивании или забивании. Трубы из кованого железа при забивании должны обрабатываться осторожно, с помощью кольца из кованого железа высотой от 1,5 до 2 дюймов и толщиной 0,75 дюйма, формы, показанной на рис. 86; или забиваться с помощью наголовника, такого как на рис. 80. Кольцо или наголовник навинчивается на самую нижнюю буровую штангу и работает с той же скоростью и таким же образом, как долото, при должном внимании к глубине, на которой производится забивание, так как вес буровых штанг существенно повлияет на силу наносимого удара. Чугунные трубы можно сильно забивать «бабой». Чтобы быстро извлечь сломанные или дефектные трубы, два крюка, прикрепленные к канатам, опускаются с противоположных сторон скважины, цепляются за край самой нижней трубы, и применяется сила для вытягивания труб целиком. Рис. 87–91 показывают хорошие методы формирования соединений труб как из чугуна, так и из кованого железа, когда они не на резьбе. Рис. 87–91. П. С. Рид, английский горный инженер, приводит следующий пример замены дефектных труб в скважине, которая была доведена до глубины 582,5 фута, но которая из-за обстоятельств, которые было трудно определить, стала очень дорогой и продвигалась медленно. 582,5 фута были пробурены полностью вручную; но Рид рекомендовал установку конного ворота, в котором мощность передавалась на 40-дюймовый барабан, помещенный на вертикальной оси, рычаги которого позволяли использовать двух лошадей, а при желании и людей, причем выигрыш в силе составлял один к десяти в начальной точке для лошадей. На вертикальный барабан была прикреплена двухконцевая цепь, которая работала через копры, установленные непосредственно над скважиной, чтобы достичь отбора для штанг в 60 футов, и так, чтобы в процессе подъема или опускания один конец цепи всегда мог находиться внизу, готовый к прикреплению, и максимально ускорить работу. После того как эти приготовления были сделаны, вскоре обнаружилось, что в трубах, вставленных на глубину 109 футов, есть дефект, и дефект был настолько серьезным, что позволял песку опускаться и снова подниматься вместе с буровыми инструментами, что делало очень трудным определить, в каких пластах они действительно находятся; это усилилось до такой степени, что вызвало заиливание скважины за одну ночь на 180 футов, и на ее повторную очистку ушло почти две недели. При тщательном изучении этого дефекта выяснилось, что вода поднялась в скважине на глубину 74 фута от поверхности; и что в этой точке она была примерно на уровне отметки высокого уровня воды на реке Тис, находящейся примерно в двух милях, с которой она, несомненно, была связана через проницаемые пласты, простирающиеся от песчаных слоев на глубине 100 футов. При начале бурения движение штанг в скважине вызывало вибрацию воды в диапазоне 40 футов в нижней части труб и настолько потревожило спокойный песок, что он начал просачиваться через дефекты в нижнем конце труб. Эти трубы были изготовлены из оцинкованных железных листов, склепанных вместе и спаянных; в верхней части скважины они располагались в три концентрических круга, которые были последовательно ввинчены и пробиты вниз, пока не встретили препятствие в трех разных местах. Как только внешний круг достиг первой глубины, у тех, кто бурил раннюю часть работы, по-видимому, исчезла всякая надежда продвинуть трубу дальше; поэтому была вставлена вторая труба, которая, по-видимому, продвинулась до второго препятствия, где она, в свою очередь, была брошена; и третья продвигалась до тех пор, пока не уперлась в пласты в нижней части синего лиасового песчаника, как это было обнаружено на скалах в Ситон-Кэрью и в русле реки Левен, недалеко от Хаттон-Радби. Диаметр первой трубы был 3,875 дюйма наружный и 3,5 дюйма внутренний; вторая труба имела 3,25 дюйма наружный и 3 дюйма внутренний диаметр; а третья труба была 2,75 дюйма наружный и 2,5 дюйма внутренний диаметр. Таков был отчет, собранный у рабочих, которые руководили ранней частью бурения, и стало необходимо принять решение о лучшем способе устранения зла. На первый взгляд казалось достаточно легко захватить нижний конец труб с помощью правильно сконструированной «рыбьей головы» и таким образом вытащить их из скважины и заменить идеальной трубой, такой как газовая труба с раструбными винтовыми соединениями; но при попытке сделать это вскоре стало очевидно, что, какими бы хорошими ни были принятые трубы, их было бы крайне трудно извлечь, когда они уже были прочно зафиксированы и заклинены в своем положении окружающими их плотными глинистыми пластами; и трудность их извлечения в данном случае была даже усугублена низким качеством и изготовлением труб; короче говоря, если только не скомкать их таким образом, чтобы разрушить скважину, извлечь эти трубы грубой силой было невозможно. Поэтому не оставалось иного выбора, кроме как попытаться вырезать их дюйм за дюймом; хотя перед этим к нижней части труб была приложена сила до 30 с лишним тонн, единственным результатом была потеря нескольких кусков стали в скважине, которые пришлось доставать мощным магнитом. После долгих размышлений и изобретений было решено заказать такие трубы, которые в то же время представляли бы как можно меньше препятствий для глины, через которую нужно было пройти снаружи, а также окружали бы самую большую из трех труб, находившихся тогда в скважине, и не представляли бы препятствий для их извлечения через внутреннюю часть. Эти трубы были изготовлены длиной 12 футов, гладкие снаружи и внутри, нижняя часть была стальной на 6 дюймов от нижнего конца, чтобы прорезать себе путь и следовать вниз, покрывая пространство, обнаженное старыми трубами при их разрезании и вытягивании, как показано на рис. 92. Чтобы начать операции и избежать попадания слишком большого количества глины на дно скважины, в лиасовой части скважины была прочно закреплена соломенная пробка. Затем нижняя часть новых труб была навинчена вокруг старых с помощью мощных хомутов, прикрепленных к внешней стороне таким образом, чтобы не повредить поверхность; и когда их нельзя было завинтить дальше, внутрь старых труб был введен нож или резец (рис. 92–94). Потребовалось некоторое усилие, чтобы опустить этот нож в трубы, но пружина a, подавшись, чтобы приспособиться к скважине, позволила ему опуститься на нужное расстояние; после этого его повернули так, что стальной резец, показанный в b, будучи прижат к стенкам трубы, разрезал ее в течение десяти минут или четверти часа вращения. См. разрез в b, c, рис. 93. Рис. 92-94. Увеличенное изображение (125 кБ) Поскольку старые трубы были трехслойными, для их вырезания потребовалось три таких ножа или резца; сначала отсоединялась внутренняя труба, а затем две внешние. Как только последние были вырезаны на глубину, на которую они были загнаны в глину, работа упростилась до продвижения вниз по внутренней обсадке с помощью новых труб, как показано пунктирными линиями. Из отметок d в нижней части стало ясно, что старая внутренняя труба была настолько повреждена или разорвана при установке или забивании, что образовалось отверстие или трещина, через которую проникал песок, что портило всю работу и препятствовало дальнейшему успеху бурения, не говоря уже об огромных затратах на извлечение песка и последующем тяжелейшем труде по исправлению скважины. Бурение было возобновлено после примерно месяца работы по извлечению старых обсадных труб, при этом новые трубы были надежно закреплены в лейасовой формации на глубине 112 футов от поверхности. Впоследствии скважина была пробурена до глубины 710 футов в формации нового красного песчаника со скоростью около 3 футов за двенадцать часов, при этом скважина была оставлена такой, чтобы при необходимости ее можно было расширить до 4 дюймов в диаметре. Рис. 92 показывает действие ножа и пружинного резца при опускании в обсадную трубу, готовых к началу резания. На нем также показан нижний конец новой обсадной трубы, охватывающий остальные в начале работы. Соединения новых труб выполнялись с помощью полунахлесточного винтового соединения. Рис. 94 представляет собой вид сзади ножа или резца b. Рис. 93 показывает действие пружины и резца, когда прорезана необходимая длина и все готово к подъему; положение трубы поддерживается вертикальным, или почти вертикальным, с помощью шара или утолщения на штангах в точке K, а нижний конец трубы поддерживается выступающим стальным резцом в точке b; пунктирные линии от d показывают положение новой трубы со стальным наконечником, когда она ввинчена и готова к следующей операции. При дальнейшем бурении после удаления труб вокруг штанг внутри новой трубы использовались три деревянных блока для поддержания их вертикального положения. В некоторых случаях необходимо расширять отверстия ниже острого края обсадной трубы, чтобы обеспечить ее дальнейшее опускание. Это выполняется с помощью риммера (рис. 81 и 82) и является операцией, требующей большой осторожности и внимания. Для сокращения простоев при извлечении шлама была внедрена система Фовеля, но в настоящее время она очень мало применяется на континенте и совсем не используется в Великобритании. Принципы, на которых она основывалась, заключались в следующем: во-первых, вращательное движение инструмента происходило исключительно за счет сопротивления, которое канат оказывал при попытке скручивания, и поэтому пределы применения системы ограничивались условиями безопасного воздействия на инструмент; во-вторых, нагнетание потока воды, спускаемого через центральную трубу, должно было вымывать шлам, образующийся при работе режущего инструмента на забое. Трудности, связанные с удалением шлама, были значительными, и хотя система Фовеля работала довольно хорошо при неглубоком бурении, при применении в больших масштабах она оказалась настолько невыгодной, что от нее в целом отказались. Количество воды, необходимое для очистки бурового инструмента, является серьезным возражением против внедрения этой системы, особенно учитывая, что в большинстве случаев артезианские скважины бурятся в местах, лишенных преимущества обильного водоснабжения. При обычном способе бурения скважин возникают бесчисленные поломки и задержки, когда бурение требуется вести на глубину более 200 или 300 футов, что обусловлено изгибом штанг, кристаллизацией железа из-за постоянных ударов и, в особенности, увеличением веса штанг по мере углубления скважины. Из этого следует, что при очень глубокой проходке возникают значительные трудности с передачей удара инструмента из-за вибрации, возникающей в длинной штанге, или из-за скручивания; по той же причине существует опасность неравномерного нанесения ударов по забою. Были предприняты попытки устранить эту трудность, но без особого успеха, путем использования полых штанг, имеющих большее сечение, чем это было абсолютно необходимо для конкретного случая, чтобы увеличить их поперечное сопротивление ударам, вызывающим вибрацию. Бурение обычно выполняется по контракту. Приблизительная средняя стоимость в Англии может быть принята за 1 шиллинг 3 пенса за фут для первых 30 футов; 2 шиллинга 6 пенсов за фут для вторых 30 футов; и далее в арифметической прогрессии, увеличиваясь на 1 шиллинг 3 пенса за фут на каждые дополнительные 30 футов глубины. Это не включает стоимость обсадных труб, транспортировки оборудования и инструментов, профессионального надзора или работы в породах необычной твердости, таких как твердый известняк и винштон. В контракт обычно включается пункт о том, что если в ходе работы встречаются непредвиденные трудности, то они оплачиваются посуточно по заранее определенной ставке до тех пор, пока трудность не будет преодолена. ГЛАВА V. АМЕРИКАНСКАЯ ТРУБЧАТАЯ СКВАЖИНА. Эта скважина состоит из полой трубы из кованого железа диаметром около 1 3/4 дюйма, состоящей из любого количества секций длиной от 3 до 11 футов, в зависимости от требуемой глубины. Вода поступает в трубу через ряд отверстий, которые проходят по нижней секции на высоту 2 1/2 фута от дна. После выбора места для скважины в земле с помощью лома делается вертикальное отверстие на удобную глубину; труба скважины a, с предварительно закрепленными на ней хомутом d, бабой c и блоками b (рис. 95), вставляется в это отверстие. Затем хомут плотно привинчивается к трубе на расстоянии от 18 дюймов до 2 футов от земли, в зависимости от того, сложный грунт или легкий; каждый болт затягивается равномерно, чтобы не оставить вмятин на трубе. Затем блоки закрепляются на трубе на высоте около 6 или 7 футов от земли, после того как канаты от бабы были пропущены через них. Рис. 95. Баба поднимается двумя рабочими, тянущими канаты под одним и тем же углом. Они должны стоять точно друг напротив друга и работать вместе, чтобы поддерживать трубу строго вертикально и предотвращать ее раскачивание во время забивания. Если труба имеет склонность наклоняться в одну сторону, к ее верхней части следует привязать канат и держать его натянутым с противоположной стороны, чтобы постепенно вернуть трубу в вертикальное положение. Когда рабочие поднимают бабу на несколько дюймов до блоков, они внезапно разжимают руки, ослабляя канаты и позволяя бабе упасть всей своей тяжестью на хомут. Баба придерживается третьим рабочим, который также помогает направлять ее вниз при каждом падении. Этот же рабочий время от времени с помощью трубного ключа поворачивает трубу в земле, что облегчает процесс забивания, особенно когда наконечник сталкивается с камнями. Необходимо уделять особое внимание хомуту, следя за тем, чтобы он не смещался по трубе; при первых признаках проскальзывания болты должны быть подтянуты. Когда хомут забит до уровня земли, бабу приподнимают, винты хомута ослабляют, и хомут снова привинчивают к трубе на расстоянии около 18 дюймов или 2 футов от земли. После этого бабу опускают на него, а блоки поднимают до тех пор, пока они снова не окажутся на высоте 6 или 7 футов от земли. Забивание продолжается до тех пор, пока над землей не останется всего 5 или 6 дюймов трубы скважины, после чего хомут, баба и блоки снимаются, а к трубе, находящейся в земле, привинчивается дополнительная секция. Это делается путем предварительного навинчивания муфты на трубу в земле, а затем ввинчивания следующей секции трубы в муфту до упора в нижнюю трубу; перед ввинчиванием концов труб в муфту на резьбу необходимо нанести немного белил. Забивание можно продолжать до тех пор, пока скважина не достигнет желаемой глубины. Вскоре после добавления очередной секции верхнюю часть следует немного повернуть трубным ключом, чтобы подтянуть соединения, которые имеют тенденцию ослабевать из-за ударов бабы. Следует соблюдать осторожность, чтобы, достигнув водоносного пласта, не пройти его насквозь в стремлении получить большой приток. Время от времени, и всегда перед привинчиванием дополнительной секции трубы, скважину следует промерять с помощью небольшого грузила на леске, чтобы определить уровень воды, если она есть, и характер грунта, проникшего через отверстия, просверленные в нижней части трубы скважины. Как только станет ясно, что скважина забита на достаточную глубину, на верхнюю часть навинчивается насос и вода откачивается. Обычно бывает так, что вода сначала мутная и поступает в небольших количествах; но после некоторого времени откачки, по мере того как камера вокруг дна скважины расширяется, количество воды увеличивается, а сама вода становится чище. При проходке в гравии или глине дно трубы скважины может заполниться материалом, проникающим через отверстия; и прежде чем можно будет получить приток воды, это скопление необходимо удалить с помощью очистных труб. Очистные трубы имеют небольшой диаметр, 1/2 дюйма снаружи, и отдельные секции соединяются друг с другом так же, как и трубы скважины, с помощью муфт, навинчивающихся на прилегающие концы двух труб. Для очистки скважины одна очистная труба за другой опускается в скважину, пока нижний конец не коснется скопления; трубы нужно держать осторожно, так как если одна из них упадет в скважину, ее невозможно будет достать, не извлекая всю скважину. Затем к верхней очистной трубе с помощью переходной муфты присоединяется насос; нижний конец очистной трубы приподнимается и удерживается примерно на дюйм над скоплением с помощью трубного ключа: затем в скважину снаружи очистной трубы заливается вода, которая, выкачиваясь через очистную трубу, выносит с собой верхнюю часть скопления; очистная труба постепенно опускается, и откачка продолжается до тех пор, пока весь материал внутри трубы скважины не будет удален. Затем насос снимается с очистной трубы, очистные трубы извлекаются по частям, и, наконец, насос привинчивается к верхнему концу трубчатой скважины (рис. 96), которая после этого готова к работе. Рис. 96. Труба очень мала и сама по себе может содержать лишь ограниченный запас воды, который исчерпывается несколькими ходами насоса; поэтому условием, при котором эти трубчатые скважины могут быть эффективными, является наличие свободного притока воды снаружи через отверстия в нижний конец трубы. Когда пласт, в котором находится вода, очень пористый, как в случае с гравием и некоторыми видами мела, вода течет свободно; и в таких местах был получен приток такой же большой и быстрый, какой мог поднять насос, то есть 600 галлонов в час. В некоторых других грунтах, таких как песчаный суглинок, приток сам по себе может быть недостаточно быстрым для питания насоса; в таких случаях эффект постоянной откачки заключается в том, чтобы вместе с водой со дна поднимается много глины и песка, постепенно образуя своего рода резервуар вокруг основания трубы, в котором вода накапливается, когда насос не работает, как это бывает в обычном колодце. Однако в плотных глинах, имеющих вязкий характер, американская трубчатая скважина неприменима, так как мелкие отверстия забиваются, и вода не поступает в трубу. Когда пласт, достигнутый при забивании, представляет собой плывун, количество песка, выносимого с водой, будет настолько велико, что придется откачать значительный объем, прежде чем вода пойдет чистой; и даже в некоторых местах, когда плывун имеет большую протяженность, эффект откачки может привести к повреждению фундаментов соседних зданий на поверхности земли. Трубчатая скважина сама по себе не может быть забита через скальную породу, хотя ее можно использовать для забора воды из подстилающего пласта через отверстие, пробуренное в скале для ее размещения. При соблюдении этих условий такие трубчатые скважины обеспечивают простой и экономичный способ подъема воды на поверхность с глубины, не превышающей 27 или 28 футов. ГЛАВА VI. БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА БОЛЬШИЕ ГЛУБИНЫ. Первой скважиной большой глубины, которая была выполнена и послужила поводом для принятия инструментов, привлекших внимание общественности к искусству бурения скважин, была скважина для города Парижа, выполненная Мюло на скотобойне Гренель. Она была начата в 1832 году; и после более чем восьми лет непрерывного труда, 26 февраля 1842 года вода поднялась с общей глубины 1798 футов. Вслед за этим на континенте было пробурено много скважин в надежде достичь соляных источников, так часто встречающихся в Рейнских провинциях, или источников, предназначенных для снабжения городов, которые даже глубже скважины в Гренеле, достигая в некоторых случаях необычайной глубины в 2800 футов; но все они, подобно скважине в Гренеле, имеют малый диаметр. Однако при их строительстве немецкие инженеры внесли некоторые важные модификации в используемые инструменты; и, среди прочих изобретений, Эйенхаузен придал скользящее движение ударной части инструмента, используемого для измельчения породы, чтобы он всегда падал с определенного расстояния; и таким образом, создавая равномерное воздействие на породу на забое, он избегал сотрясения инструментов. Кинд также начал применять свою систему при разработке крупных выработок для добычи угля. В то время, когда искусство находилось в таком состоянии, и когда он уже выполнил некоторые очень важные работы в Германии, Бельгии, на севере Франции, в Крезо и Серене, Муниципальный совет Парижа решил доверить ему выполнение новой скважины, которую они собирались бурить в Пасси. При бурении скважины в Пасси вес бурового снаряда (трепана) для измельчения породы составлял около 1 тонны 16 центнеров (1800 кг): высота его падения составляла около 60 сантиметров; а его диаметр был 3 фута 3 7/16 дюйма (1 метр). Штанги были дубовыми, около 8 дюймов в поперечнике, и размеры режущего инструмента были ограничены 3 футами 3 7/16 дюйма, потому что он все время работал в воде; но в целом класс скважин, за которые брался Кинд, был такого рода, что оправдывал использование инструментов больших размеров. При проходке шахт для добычи угля его операции требовали ведения работ полными диаметрами 10 или 14 футов; и тогда он сначала бурил скважину диаметром 3 фута 4 дюйма, а впоследствии расширял эту выработку. Нет никаких возражений против выполнения артезианских скважин такого диаметра, кроме вероятного истощения запасов; особенно теперь, когда известно, что приток воды при этих методах пропорционален диаметру колонны; хотя, как это ни странно, первое противодействие плану Кинда по бурению скважины в Пасси основывалось на предположении, что он не встретит большего притока воды из подмеловых формаций, чем было встречено в Гренеле, где диаметр скважины на забое был не более 8 дюймов. Однако теперь доказано, что использование скважин большего диаметра дает прямой выигрыш не только в отношении количества получаемой из них воды, но и в их выполнении, что объясняется тем, что инструменты могут быть сделаны более защищенными от воздействия скручивания или ударов о стенки выработки, что является причиной самых серьезных аварий при бурении скважин. Трепан г-на Кинда содержит некоторые специфические детали, которые показаны на рис. 97, 98. Трепан состоит из двух основных частей: рамы и плеч, обе из кованого железа, за исключением зубьев режущей части, которые выполнены из литой стали. Рама имеет в нижней части ряд отверстий, слегка конических, в которые вставляются и плотно заклиниваются зубья (рис. 99). Эти зубья расположены своими режущими кромками на продольной оси рамы, которая их принимает; а на конце рамы сформированы две головки, выкованные из одного куска с корпусом инструмента, который также несет два зуба, расположенных в том же направлении, что и остальные, но вдвое шире их, чтобы сделать эту часть инструмента более мощной. Увеличивая размеры этих концевых зубьев, можно увеличить диаметр бурения, чтобы компенсировать уменьшение свободного пространства, вызванное обсадной трубой, обязательно вводимой для безопасности при прохождении пластов, склонных к обрушению, или для того, чтобы позволить воде снизу выходить на промежуточном уровне. Рис. 97-99. Над нижней частью рамы трепана находится вторая деталь, состоящая из двух частей, соединенных болтами и предназначенная для поддержки нижней части рамы. Эта часть механизма также несет два зуба на своих концах, которые служат для направления инструмента при его опускании и для срезания неровностей, оставленных нижней частью трепана. Выше этого, опять же, находятся направляющие механизма, собственно говоря, состоящие из двух кусков кованого железа, расположенных в форме креста с загнутыми концами, чтобы поддерживать механизм в идеально вертикальном положении при его движениях, прижимаясь к стенкам уже выполненного бурения. Эти детали независимы от лезвий трепана и могут быть перемещены ближе к нему или дальше от него, по желанию. Стержень и плечи заканчиваются единым куском кованого железа, который соединен с рамой своего рода седловидным соединением и удерживается на месте с помощью шпонок и клиньев. Весь трепан окончательно соединяется с большими штангами, передающими движение с поверхности, с помощью винтовой муфты, сформированной ниже части инструмента, несущей соединение; это устройство позволяет свободно падать режущей части и соединяет верхнюю часть плеч и рамы со штангой (рис. 100). Было предложено заменить эту винтовую муфту шпоночным соединением, чтобы избежать неудобств, часто связанных с ржавлением винта, что часто создает большие трудности в случаях, когда возникает необходимость извлечения трепана. Рис. 100. Скользящее соединение — это часть изобретения Эйенхаузена, наиболее решительно принятая Киндом, и это одна из особенностей его системы в отличие от процессов, применявшихся ранее. Пока его операции ограничивались малыми размерами, обычно принятыми для артезианских скважин, он довольствовался созданием типа соединения со свободным падением; простое движение расцепления регулировало высоту, установленную самим механизмом, подобно падению бабы в копровой машине; но было обнаружено, что эта система не подходит при применении к большим скважинам, и она также представляла определенные опасности. Тогда Кинд для скважин большего класса воспользовался скользящими направляющими, устроенными так, чтобы они одинаково выходили из зацепления, когда механизм достигал конца хода, и удерживались в своих соответствующих положениях за счет того, что они были выполнены из двух частей, внутренняя из которых работала на салазках, свободно перемещаясь в детали, передающей движение ударной части механизма. Две части инструмента соединялись штифтами и скользящим соединением, которое в скважине в Пасси выходило из зацепления под действием реакции столба воды над инструментом, освобождая защелку, удерживавшую нижнюю часть трепана (рис. 101–103). Изменения, внесенные таким образом в обычный способ освобождения инструмента и его направления при падении, были, однако, деталями; они не затрагивали нового принципа в способе бурения скважин: и современные авторитеты по этому вопросу считают, что в системе Кинда было нечто несовершенное в том, чтобы заставлять столб воды воздействовать на диск, с помощью которого приводилась в движение защелка. Эта система, по сути, требовала наличия столба воды, которым не всегда можно было управлять, особенно когда бурение приходилось выполнять в каменноугольных пластах. Рис. 101-104. Штанги, используемые для подвешивания трепана и передачи ему ударов, были дубовыми; и это само по себе составляло одно из наиболее характерных различий между системой инструментов, внедренной Киндом, и инструментами, изготовленными большинством бурильщиков, но которая, подобно расцеплению инструмента, предназначенного для измельчения породы, зависела для своего успеха от того, что скважина была заполнена водой. Сопротивление, которое дерево оказывает своей упругостью воздействию любого внезапного сотрясения, также следует учитывать при сравнении последнего с железом, так как железо склонно изменять свою форму под влиянием этой причины. Однако на сопротивлении усилию скручивания не стоит долго останавливаться, так как поворот, придаваемый трепану, всегда делается, когда инструмент поднят со своего забоя. Для изготовления штанг Кинд рекомендовал выбирать деревья прямого роста соответствующего диаметра, а не делать их из пиломатериалов, так как меньше опасность коробления дерева, а характер дерева более однороден. Он обычно использовал эти деревья секциями длиной около 50 футов и соединял их на концах соединениями из кованого железа, входящими одно в другое (рис. 104). Железные детали соединений выполнены с заплечиком под винтовой муфтой, чтобы позволить подвешивать штанги с помощью обычного «вороньего ключа» во время операции подъема или опускания. На работах, выполненных в Пасси, над центром скважины была возведена своего рода рама достаточной высоты, чтобы позволить извлекать штанги по две секции за раз, что давало значительную экономию времени и труда. Рис. 105, 106. Почти все процессы, внедренные до сих пор для удаления продуктов выработки, должны считаться более или менее дефектными, поскольку все они основаны на предположении, что измельчающий инструмент должен быть извлечен, чтобы можно было вставить желонку или другой инструмент, предназначенный для удаления продуктов работы измельчителя. Это замечание относится к операциям Кинда в Пасси и других местах, так как он удалял породу, отделенную от забоя выработки, с помощью желонки (рис. 105, 106), которая была модификацией инструмента, неизменно используемого им для этой цели. Она состояла из цилиндра из кованого железа, подвешенного к штангам с помощью рамы и закрепленного на ней немного ниже центра тяжести, так что операцию опрокидывания ее в загруженном состоянии можно было легко выполнить. Этот цилиндр опускался до уровня последних проходок трепана, и материалы, уже отделенные этим инструментом, вдавливались в инструмент за счет постепенного движения последнего в вертикальном направлении. Некоторые другие приспособления, используемые Киндом для удаления продуктов выработки в шахтах для угольных копей на севере Франции, были остроумны и хорошо приспособлены к большим размерам шахт; но все они в некоторой степени подвергались опасности застревания, если использовались в малых скважинах артезианских колодцев, из-за мелких частиц пород, падающих сверху между их стенками и выработкой. Поэтому их использование было прекращено, и скважина в Пасси очищалась с помощью желонки, дно которой было сделано открывающимся вверх, с шарнирным клапаном, который пропускал более мелкие материалы, отделенные трепаном. Было также несколько инструментов для извлечения сломанных частей механизма из выработки или любых веществ, которые могли упасть сверху; и все они отличались большой степенью простоты, но они не настолько отличались от тех, что обычно используются для той же цели, чтобы заслуживать дальнейших замечаний. На самом деле, аварии, от которых предполагается предохраняться или которые предполагается устранять, настолько точно одинаковы во всех случаях, что не может быть большого разнообразия в производстве этих инструментов. Но нет сомнения, что Кинд лишил себя ценного приспособления, не используя шаровой клапан, la soupape à boulet, который применяют другие бурильщики (рис. 107). Рис. 107. В Пасси большая прочность была придана головке ударного инструмента и той части механизма, которая применялась для поворота трепана, потому что огромный вес последнего создавал опасность его отлома под влиянием удара, и потому что прочность этой части механизма неизбежно регулировала всю работу инструмента. Головка бурового устройства была соединена с балансиром паровой машины с помощью прямой звеньевой цепи с винтовой муфтой, допускающей удлинение по мере опускания трепана (рис. 108, 109). Балансир, чтобы увеличить свою упругую силу при ходе вверх, в работах Кинда делается деревянным, из двух частей; верхняя — из ели, а нижняя — из бука. Весь механизм приводится в движение паром, который подается в верхнюю часть цилиндра, давит на него и тем самым поднимает инструмент на другом конце балки, соединенном с цилиндром. Противовес весу инструментов также помещается на конце балки со стороны цилиндра. Цилиндр получает пар через порты, которые открываются и закрываются вручную, как у парового молота; так что количество ходов поршня может быть увеличено или уменьшено, а длина ходов может быть увеличена по мере необходимости. Рис. 108, 109. Балансир продолжается за точку, где с ним соединен поршень, и идет навстречу блокам, установленным для ограничения силы удара, наносимого при опускании инструмента. Направляющие головки поршня прикреплены к части механизма, которая действует таким образом; но в Пасси Кинд заставил балансир работать на двух свободных подшипниках, или блоках, не имеющих постоянной крышки, чтобы их можно было легче перемещать всякий раз, когда возникала необходимость сместить балку для подъема или опускания штанг или для смены инструментов; ибо балансир всегда находился непосредственно над центром инструментов, и поэтому его приходилось смещать каждый раз, когда требовалась замена последних. Это достигалось путем обеспечения возможности горизонтального скольжения балки, чтобы оставить устье шахты открытым. Контр-упор, упомянутый выше, также предотвращал удар поршня о крышку цилиндра с чрезмерной силой, когда он возвращался под весом инструментов в свое исходное положение. Операция подъема и опускания штанг или смены инструментов выполнялась в Пасси отдельной паровой машиной, а желонка разгружалась в специальную вагонетку, движущуюся по железной дороге, специально проложенной для этой цели в большой башне, возведенной над выработкой. Все эти устройства были, по сути, выполнены с крайним вниманием к деталям различных частей работы, что характеризует действия иностранных инженеров и так сильно способствует их успеху. Битье, или измельчение породы, обычно выполнялось в Пасси со скоростью от пятнадцати до двадцати ударов в минуту. Скорость проходки, конечно, заметно различалась в зависимости от характера породы, по которой велись работы; но, вообще говоря, трепан работал в течение примерно восьми часов за раз, после чего его извлекали, и опускали желонку, чтобы удалить шлам. Среднее количество людей, занятых в бригаде, помимо мастера или руководителя скважины, составляло около четырнадцати: они состояли из кузнеца и молотобойца, в чьи обязанности входило поддержание инструментов в порядке; и двух смен рабочих, занятых на выемке, а именно: машиниста и кочегара, старшего рабочего или помощника мастера и трех помощников. Общее время, затраченное на проходку шахт, выполненных по этой системе на севере Франции, где она была применена без аварий, встретившихся в скважине в Пасси, оказалось возможным разделить следующим образом: от 25 до 56 процентов уходило на маневрирование трепаном; от 11 до 14 1/2 процентов — на подъем и опускание инструментов; от 19 до 21 процента — на удаление материалов, отделенных от пород, и очистку дна выработки; и от 8 до 10 1/2 процентов терялось из-за остановки двигателей, или из-за аварий со сломанными инструментами, или по другим причинам, всегда сопровождающим эти операции. В скважине в Пасси, конечно, была значительная разница в пропорциях времени, затраченного на различные детали работы; и длительный период, занятый устранением последствий оползней, которые имели место в глинах, как в подстилающих пластах Парижского бассейна, так и в подмеловых стратах, сделал бы любое сравнение, полученное из этой скважины, малоценным; но представляется, что до того, как произошла большая авария, различные операции шли именно так, как рассчитывал Кинд. Система Кинда-Шодрона. Рис. 110. Увеличенное изображение (206 кБ) В 1872 году Эмерсон Бэйнбридж, гражданский инженер, в докладе, прочитанном перед Институтом инженеров-строителей, обратил внимание на систему Кинда-Шодрона для проходки шахтных стволов через водоносные пласты без использования насосного оборудования. Поскольку эта операция почти идентична той, которую пришлось бы выполнять в случае скважины, пробуренной через верхнюю серию водоносных пластов, имеющих второстепенное значение или нечистое качество, мимо скалы и в нижние водоносные пласты, как, например, через третичные отложения и мел в нижний зеленый песчаник, следующий отрывок из доклада Бэйнбриджа может быть прочитан с интересом. Прежде всего, может быть желательно кратко описать систему проходки, до сих пор применявшуюся при прохождении пластов, дающих большое количество воды. Наиболее важные проходки такого характера были выполнены в графстве Дарем, к востоку от точки, где пермские отложения перекрывают каменноугольные породы. В этом районе между пермской породой и угольными пластами находится тонкий слой песка. По направлению к этому пласту притоки воды, как правило, увеличиваются, и в песке обычно находится большой резервуар воды. Способ проходки будет понятен при обращении к рис. 110. При проходке в твердой породе обычно было принято устанавливать железные кольца (опорные кольца), везде, где пласт камня, по-видимому, образовывал естественный барьер между двумя отдельными притоками воды. Таким образом, часто случалось, что важные притоки перекрывались креплением, что делало необходимым гораздо меньшую мощность насосов, чем потребовалось бы, если бы всем притокам было позволено скапливаться в шахте. Как видно из рис. 110, количество используемых клиновых колец составляет не менее тринадцати на 250 футов. Кольца, образующие основание каждого комплекта крепления, обычно гораздо более массивны и дорогостоящи, чем сегменты крепления. Рис. 111, 112. Рис. 113. Процесс установки кольца заключается в следующем: диаметр шахты делается примерно на 30 дюймов больше, чем внутренний диаметр крепления. Когда достигается пласт породы, который можно считать достаточно твердым и плотным, чтобы отделить притоки выше и ниже него, шахта сужается до диаметра крепления, и делается гладкая горизонтальная поверхность, на которую устанавливается клиновое кольцо. Клиновое кольцо, которое обычно состоит из сегментов длиной около 4 футов, высотой 6 дюймов и шириной 14 дюймов, затем помещается на пласт. Чтобы придать кольцу прочное и надежное положение, оно плотно заклинивается деревом, как позади, так и между стыками; затем на нем строится крепление до следующего клинового кольца, которое опирается на колоколообразную секцию породы. Когда крепление почти достигает этого кольца, порода удаляется по частям, и верхнее кольцо крепления устанавливается вплотную к кольцу. Таким образом, видно, что установка каждого кольца является дорогостоящим процессом, часто вызывающим значительную задержку. В некоторых случаях, когда было трудно найти подходящие основания для промежуточных клиновых колец, все водоносные породы проходились без попыток остановить притоки по отдельности, и в шахту не устанавливалось крепление, пока клиновое кольцо не могло быть установлено ниже самого нижнего притока. Этот процесс более быстр там, где имеется небольшое количество воды; но там, где воды слишком много, большая задержка вызывается борьбой с ней, чем установкой многочисленных комплектов крепления для остановки притоков по отдельности. Крепление, используемое в Англии, почти всегда было из чугуна; на континенте до недавнего времени в основном использовалось деревянное крепление. Иллюстрации обоих типов показаны на рис. 111 и 112. Рис. 114, 115. Рис. 116. Рис. 118. Рис. 113, 114 показывают в разрезе оборудование и устройства, обычно используемые при масштабных проходках. Там, где вода находится в больших количествах, она обычно откачивается машиной, установленной для этой цели, при содействии машины или машин, предназначенных для подъема угля. Небольшая кабестановая машина используется для спуска и подъема людей и материалов по шахте во время проходки, причем такая машина снабжена также барабаном на медленном ходу, который используется для тяжелых грузов. Постоянная откачка, установка колец и крепления продолжаются до тех пор, пока не будет достигнут самый нижний приток, когда ищется твердый пласт, на который можно установить самое нижнее клиновое кольцо. Во всех случаях воду необходимо откачать, прежде чем можно будет установить клиновое кольцо, которое образует основание каждого комплекта крепления. Из этого описания будет понятно, что проходчики, число которых составляет от десяти до двенадцати человек одновременно, работающие по четыре часа в смену в шахте, скажем, 14 футов в диаметре, вынуждены работать в воде до тех пор, пока не будет установлено все крепление. Это создает серьезное препятствие для взрывных работ и другими способами задерживает прогресс работы. Крепление, используемое для перекрытия воды, обычно состоит из сегментов высотой от 1 до 3 футов и длиной около 4 футов, толщина которых варьируется от половины дюйма до 3 3/4 дюймов. Оно удерживается в положении с помощью деревянной набивки позади стыков; и делается водонепроницаемым путем размещения между сегментами кусков деревянной обшивки толщиной около половины дюйма, которые заклиниваются, когда все крепление установлено, обычно дважды деревом, а иногда один раз железными клиньями. Рис. 117. Для выравнивания давления воды и газа позади различных комплектов крепления иногда используются перепускные трубы (рис. 115 и 116). Другой способ достижения этого — наличие клапана, работающего вверх, помещенного в клиновое кольцо (рис. 117). Иногда также используется шар (рис. 118). Различные способы прохождения пластов плывуна таковы: путем подвешивания крепления к уже установленному и добавления свежих колец по мере удаления песка. Это осуществимо только тогда, когда количество песка незначительно. Путем сильного утяжеления железного цилиндра того же размера, что и шахта, и таким образом вдавливания его через песок. Путем сдерживания песка с помощью свай — ресурс, который можно рекомендовать только тогда, когда пласт песка не имеет большой толщины. Когда воды слишком много, путем использования пневматического воздействия. Поскольку эти операции находятся вне нашего непосредственного предмета, нам не нужно обсуждать их далее. Система г-на Шодрона, которая является модификацией системы Кинда, делится на следующие отдельные процессы, состоящие из: Возведение необходимого оборудования на поверхности и вскрытие шахты. Бурение шахт до самой нижней части водоносных пластов. Установка крепления. Введение цемента позади крепления для завершения его прочности. Извлечение воды из шахт и установка клиновых колец, или «faux cuvelage», ниже моховой коробки. Рис. 119. Рис. 120. Рис. 121. Рис. 119–121 показывают в разрезах и в плане оборудование, обычно используемое на поверхности. O — небольшая кабестановая машина, имеющая цилиндр диаметром 20 дюймов и ход 32 дюйма, работающая на третьей передаче. К этой машине, работающей в малой шахте C, прикреплен противовес. Эта машина используется для подъема и опускания буровых инструментов и для подъема шлама, образующегося в результате бурения. До платформы, которая находится примерно в 10 футах от поверхности, шахта имеет диаметр 19 футов, или на 4 фута больше диаметра шахты ниже. На уровне около 38 футов над этой платформой есть трамвайный путь, по которому ходят небольшие вагонетки, несущие цилиндр для шлама с одной стороны и буровые инструменты с другой. На уровне 48 футов над платформой размещены опоры для деревянных штанг, к которым прикреплены буровые инструменты. Механизм для бурения приводится в действие цилиндром, который имеет диаметр 39 1/3 дюйма и полный ход 39 1/3 дюйма, при этом обычный ход варьируется от 2 до 3 футов. Массивная деревянная балка передает движение от этого цилиндра к буровому аппарату, причем соединение между балкой и штоком поршня, а также между балкой и буровыми инструментами осуществляется цепью. Машинист сидит рядом с машиной и подает пар только над поршнем. Ход вниз буровых инструментов вызывается внезапным открытием выхлопа, и рама затем предотвращает слишком сильный удар буровых штанг. Машины работают со скоростью от 12 до 18 ходов в минуту, в зависимости от характера проходимых пластов. Рис. 122-127. Рис. 128, 129. Увеличенное изображение (150 кБ) Рис. 130. Рис. 131-134. После установки рабочей платформы первым применяемым буровым инструментом является малый трепан (рис. 122–125). Этот инструмент прикрепляется к деревянной балке тем же устройством, что показано на рис. 109. Буровые инструменты могут быть опущены по желанию с помощью регулировочного винта. Следующей по порядку идет рукоятка для бурения. Она приводится в действие четырьмя рабочими на платформе и поворачивается с помощью вертлюга. К рукоятке прикреплены деревянные штанги, изготовленные из рижской сосны. Эти штанги имеют длину 59 футов и сечение 7 3/4 дюйма. Вертлюжное кольцо (рис. 126, 127) прикрепляется к канату при подъеме и опускании буровых штанг. Малый трепан прорезает отверстие диаметром 4 фута 8 3/4 дюйма и имеет четырнадцать зубьев, установленных в цилиндрических отверстиях и закрепленных штифтами, входящими через круговые пазы. Зубья стальные. На расстоянии 4 футов 4 дюймов над основными зубьями трепана находится плечо с зубом на каждом конце. Эта деталь выполняет роль направляющей и в то же время удаляет неровности со стенок отверстия. На расстоянии 13 футов 6 дюймов над основными зубьями находятся собственно направляющие, состоящие из двух прочных железных плеч, закрепленных на инструменте и расположенных под прямым углом друг к другу. Отверстие, сделанное малым трепаном, не поддерживается на каком-либо фиксированном расстоянии впереди полноразмерной шахты, но расстояние обычно варьируется от 10 до 30 ярдов. С малым трепаном, который весит 8 тонн, прогресс варьируется от 6 до 10 футов в день. Большой трепан (рис. 128–130) весит 16 1/2 тонн, выкован из одного цельного куска и имеет двадцать восемь зубьев. Железный выступ образует центр этого трепана и свободно входит в отверстие, сделанное малым трепаном, действуя как направляющая для инструмента. На расстоянии 7 футов 6 дюймов над зубьями на раме иногда закрепляется направляющая, но она не снабжена зубьями. На расстоянии 13 футов 3 дюймов от зубьев находятся две другие направляющие под прямым углом друг к другу. Эти направляющие опускаются в шахту вместе с буровым инструментом, причем шарнирная часть направляющих поднимается при прохождении через балки в верхней части шахты, которые находятся на расстоянии всего 6 футов 7 дюймов друг от друга. Когда инструмент готов к работе, два плеча опускаются к стенке шахты и подвешиваются в шахте на канатах, таким образом действуя как направляющая для трепана, который движется через них. Чтобы предотвратить удар по штангам, когда трепан ударяется о породу при ходе вниз, в верхней части рамы устроено пазовое движение, люфт которого составляет около половины дюйма. Зубья большого трепана не горизонтальны, а глубже к внутренней части шахты, причем грань внутреннего зуба на 3 3/4 дюйма ниже внешней. Цель этого состоит в том, чтобы заставить шлам сразу падать в малое отверстие, так как поверхность породы на дне шахты несколько наклонена. Используемые зубья (рис. 131–134) одинаковы как для большого, так и для малого трепана и весят около 72 фунтов каждый. Как правило, используется только один комплект зубьев, этот комплект работает двенадцать часов, а остальные двенадцать часов используются для подъема шлама. Это время распределяется примерно в следующих пропорциях: бурение — двенадцать часов; подъем штанг — от одного до пяти часов, в зависимости от глубины; подъем шлама — два часа; и опускание штанг — от одного до пяти часов. Максимальную скорость большего трепана можно принять за около 3 футов в день. Обычное расстояние проходки составляет не более 2 футов в день, а в кремнях и других твердых породах бурение продвигалось со скоростью до 3 дюймов в день. Рис. 135-140. Рис. 141, 142. Шлам в малой скважине содержит куски максимальным размером около 8 кубических дюймов. В большом бурении были найдены куски породы размером 32 кубических дюйма. Однако, как правило, материал измельчается очень мелко, имея вид грязи или песка. Как в большом, так и в малом бурении шлам поднимается желонкой, подобной рис. 105, 106, и в этой системе состоящей из цилиндра из кованого железа диаметром 3 фута 3 дюйма и длиной 6 футов 9 дюймов, содержащего два клапана-хлопушки на дне, через которые входит выработанный материал. Этот аппарат опускается в шахту на буровых штангах и перемещается вверх и вниз на расстояние от 6 до 8 дюймов в течение примерно четверти часа, а затем поднимается и опорожняется. В некоторых случаях, когда порода твердая, последовательно используются три размера трепана: 5 футов, 8 футов и 13 футов. Рис. 143-146. Другие инструменты и приспособления, используемые при буровых работах, показаны на рис. 135-140, включая ключ (рис. 139, 140), применяемый на поверхности для разъединения штанг, крюк, на который подвешивается каждая штанга после подъема на высокую платформу и отсоединения, перекладину, по которой перемещаются крюки, и вилку для подвешивания штанг или инструментов на роликах, когда требуется переместить штанги или инструменты из-под шахты. На рис. 141-146 показаны соединения бурового снаряда (трепана) и захватов или штанг. Если в шахту падают сломанные инструменты, для их извлечения используются различные виды приспособлений. В случае поломки штанг любого типа, имеющих выступ, за который можно зацепиться, крюк или лом эпициклоидальной формы (рис. 137, 138) позволяет легко захватить предмет. Если сломанная часть не имеет выступа, за который можно ухватиться, а представляет собой просто стержень, применяется приспособление, показанное на рис. 147, 148. Оно состоит из двух частей. Штанги, имеющие зубья внутри нижней части, удерживаются от расхождения конусом и скользят по основным штангам. При прохождении над штангой или трубой они захватывают ее с помощью зубьев и вытягивают наверх. Шодрон с помощью этого инструмента поднял колонну труб длиной 295 футов и диаметром 8 дюймов. Инструмент, называемый «грапен» (рис. 149, 150), используется для подъема сломанных зубьев или других мелких предметов, которые могли упасть на дно шахты. Этот инструмент также имеет одну часть, скользящую в другой, и опускается с закрытыми захватами. Части приводятся в движение двумя канатами, управляемыми с поверхности. Нагружая поперечину, прикрепленную к подвижным частям, можно приложить необходимое давление к захватам. Затем груз поднимается, захваты открываются и смыкаются на предмете, который нужно поднять. Этот инструмент в настоящее время требуется редко. Рис. 147-150. При бурении шахт описанным способом, без возможности обычным путем проверить вертикальность шахты, можно было бы опасаться, что система вызовет возражения по этому поводу. Однако оказывается, что во всех случаях, когда Шодрон проходил шахты по этой системе, ему удавалось сделать их идеально вертикальными. Это обеспечивается естественным действием тройной направляющей, которую создают долота и два комплекта плеч, прикрепленных к буровым инструментам, а также тем фактом, что при малейшем отклонении бурового инструмента от отвеса трение инструмента о стенку шахты становится настолько сильным, что бурильщики не могут повернуть инструмент. Буря попеременно большим и малым инструментом, шахту в конечном итоге доводят до точки, в которой встречается самый нижний водоносный горизонт. В новом районе это приходится определять отчасти наугад; но там, где шахты уже проходились ранее, нетрудно, наблюдая за пластами, определить почти точную точку, в которой можно безопасно закрепить нижнюю часть крепления (тюбинга). После установления этой точки переходят к третьему процессу. Рис. 151. Поскольку цель установки тюбинга в шахте состоит в эффективном отсечении водоносных горизонтов, которые для водоснабжения могут иметь нежелательные качества, и обеспечении водонепроницаемого соединения в основании, важно, чтобы постель, на которую должен опираться моховой ящик, была совершенно ровной и гладкой. Это достигается использованием инструмента, называемого «скребком», прикрепляемого к буровым штангам, лезвия которого перемещаются по поверхности постели, предназначенной для мохового ящика. Используемый тюбинг отливается в виде цельных цилиндров. В Мораже каждое кольцо имеет внутренний диаметр 12 футов и высоту 4 фута 9 дюймов. Каждое кольцо имеет внутренний фланец сверху и снизу, а также ребро посередине, причем верх и низ кольца обточены и отшлифованы. Кольца тюбинга соединяются друг с другом двадцатью восемью болтами диаметром 1,1 дюйма, проходящими через отверстия, просверленные во фланцах. Тюбинг подвешивается в шахте с помощью шести штанг, которые опускаются кабестанами, расположенными на расстоянии 30 футов над устьем шахты. Эти механизмы работают на длинных винтах. Когда добавляется новое кольцо тюбинга, штанги отсоединяются на более низком уровне и подвешиваются на цепях, оставляя свободное пространство для его прохождения. Перед тем как каждое кольцо опускается в шахту, оно испытывается гидравлическим аппаратом (рис. 151). Тюбинг обычно испытывается давлением, в полтора раза превышающим то, которому он, как ожидается, будет подвергаться. В Мораже, где необходимо установить тюбинг длиной 550 футов, основные сведения о нем таковы:   Length. Thickness Pressure expected. Pressure at which Tubbing is proved.     feet.   inches. lbs. a square inch. lbs. a square inch. Top 130 1·17   30   45     60 1·31   60   90     60 1·57   90 135     60 1·76 120 180     60 1·96 150 225     60 2·16 180 270     60 2·35 210 315 Bottom     60 2·55 240 360 Соединения между кольцами тюбинга выполняются с помощью листового свинца толщиной в одну восьмую дюйма, покрытого суриком. Свинцу дают выступать из соединения на одну треть дюйма и уплотняют инструментом, имеющим рабочую часть толщиной в одну двенадцатую дюйма. Способ подвешивания тюбинга к штангам будет понятен при обращении к рис. 152-154. Штанги крепятся к кольцу болтами, соединяющими одно кольцо тюбинга с другим. Нижнее кольцо тюбинга и кольцо, несущее моховой ящик, имеют верхний фланец, повернутый внутрь, а нижний фланец — наружу. К тюбингу прикреплена прочная железная перемычка, образующая основание трубы диаметром 16 1/2 дюймов. Цель этой трубы — заставить воду в шахте облегчить нагрузку на подвесные штанги, принимая на себя часть веса тюбинга. Краны для впуска воды расположены через определенные интервалы вдоль трубы, благодаря чему вес на штангах можно легко регулировать, так что на штангах одновременно подвешено не более одной десятой — одной двадцатой веса тюбинга. Кольцо, удерживающее моховой ящик, подвешено к нижнему соединению тюбинга на скользящих штангах. Рис. 152-154. Устройство мохового ящика, образующего основание тюбинга, является одним из наиболее важных моментов, требующих внимания в этой системе проходки. Используется обычный торфяной мох. Он заключен в сетку, которая с помощью пружин удерживает его на месте во время спуска тюбинга. Когда моховой ящик, висящий на коротких штангах, прикрепленных к тюбингу, достигает поверхности породы, он осторожно опускается на нее, и весь вес тюбинга переносится на эту постель. Это сжимает мох, объем камеры, удерживающей его, уменьшается, и мох вдавливается в стенки шахты, образуя таким образом водонепроницаемое соединение, через которое не может просочиться вода. На этом завершается третий процесс. Следует отметить, что к этому моменту наблюдаются следующие важные различия между этой и обычной системой установки тюбинга: тюбинг, достигнув своей постели, выдерживает совокупное давление всех водоносных горизонтов, встреченных в шахте. Поскольку тюбинг был опущен в шахту описанным способом, никакое забутовка или другие способы его закрепления в шахте не выполнялись. Соединение между каждым кольцом тюбинга выполнено настолько тщательно, что повторное уплотнение соединений, как в обычной системе, становится ненужным. Шахта по-прежнему заполнена водой до обычного уровня. В этих условиях следующий процесс заключается во введении цемента за тюбинг для завершения его прочности. Рис. 155, 156. Перед удалением воды кольцевое пространство между тюбингом и стенками шахты заполняется гидравлическим цементом, чтобы сделать тюбинг непроницаемым посредством процесса консолидации, менее подверженным воздействию любого давления воды или газа, которое может быть направлено к центру шахты. Цемент вводится за тюбинг с помощью закрытых ковшей (рис. 155, 156), вмещающих 44 галлона и состоящих из двух железных пластин толщиной в одну восьмую дюйма, закрепленных на двух деревянных стойках сечением 3 1/8 дюйма. Это приспособление изогнуто в соответствии со средней окружностью пространства, подлежащего бетонированию. В верхней части ковша помещен поршень, к которому прикреплена штанга, перемещаемая с поверхности; к поршню также прикреплена заслонка. Ковш с бетоном опускается за тюбинг с помощью ворота на поверхности, и когда он достигает самой нижней точки, поршень опускается, и цемент выходит из камеры. Веса цемента и ковша с небольшим балластом достаточно для того, чтобы он легко опускался. Был проведен ряд экспериментов по поиску цемента, который не затвердевал бы слишком быстро и который после затвердевания образовывал бы совершенно плотную и твердую массу. Наилучшим оказался состав со следующими пропорциями: гидравлическая известь из лейаса близ Меца, гашеная путем опрыскивания — 1 часть; отборный песок из вогезского песчаника — 1 часть; трасс из Андернаха на Рейне — 1 часть; цемент из Роппа (Верхняя Сона) — 1/4 части. Для укладки цемента нанимаются шесть человек: двое у ворота для опускания ковша, двое для работы со штангами, прикрепленными к поршню, и двое на рабочей платформе. Упомянутые штанги оказались настолько неудобными, что в последнее время используется канат на другом вороте и приспособление, настроенное на сброс поршня путем перемещения каната. Рис. 157. Когда проходит достаточно времени для затвердевания цемента, вода внутри тюбинга, теперь эффективно отделенная от водоносных горизонтов, вычерпывается бадьей, приводимой в действие паровой лебедкой — операция, которая занимает от одной до трех недель, в зависимости от обстоятельств. По ее завершении можно осмотреть соединение между моховым ящиком и постелью из породы. В некоторых случаях это соединение считается достаточным; но обычно считается желательным сформировать основание для тюбинга, выложив несколько футов кирпичной кладки на цементе на деревянном кольце или опорном кольце, как показано на рис. 157. Затем поверх этой кладки помещается другое деревянное опорное кольцо, а над ним — два чугунных сегментных уплотнительных кольца с широкой постелью, также идеально плотно уплотненных. На подготовленном таким образом основании закрепляются четыре или более колец сегментного тюбинга, причем верхнее кольцо плотно прилегает к нижней части мохового ящика. После этого работа завершена, и проходка шахты продолжается обычным способом. Применение бурового снаряда (трепана) не рекомендуется при проходке сухой части шахты. Использование этого инструмента привело бы к увеличению срока проходки, поскольку измельчение проходимой породы на столь мелкие частицы привело бы к потере времени. Система Дру. Рис. 158. Система, применяемая Дру, заслуживает внимания не столько из-за новизны изобретения или какого-либо нового принципа, заложенного в ней, сколько из-за приспособлений, которые она содержит для применения инструмента «à chute libre», или свободнопадающего инструмента, для артезианских скважин большого диаметра. Уже было объяснено, что по системе Кинда трепан выходил из зацепления под действием реакции воды, которой позволяли проникать в колонну выработки; но не всегда возможно обеспечить подачу количества воды, необходимого для этой цели; и даже когда это возможно, захват, принятый Киндом, был такой формы, что подвергался сильному и быстрому износу. Дру, стремясь устранить оба этих неудобства, сделал свой первый трепан похожим на тот, что показан на рис. 101, где видно, что инструмент постепенно поднимался до тех пор, пока не входил в контакт с неподвижной частью верхнего механизма, после чего выходил из зацепления. Опоры захвата были параллельны горизонтальной линии и на практике изнашивались более равномерно, так что этот инструмент мог работать иногда от восьми до четырнадцати дней без перерыва; тогда как по системе Кинда трепан часто извлекали после двух-трех дней работы. Мы приводим следующий полный отчет о системе из доклада, прочитанного г-ном Дру в Консерватории искусств и ремесел в Париже 6 июня 1867 года. Из рис. 158, 159 видно, что буровая штанга А подвешена к внешнему концу балансира B, изготовленного из дерева, окованного железом, работающего на средней опоре и соединенного внутренним концом с вертикальным паровым цилиндром C диаметром 10 дюймов и ходом 39 дюймов. Ход буровой штанги уменьшен до 22 дюймов за счет того, что внутренний конец балансира сделан длиннее внешнего, служа частичным противовесом весу буровой штанги. Паровой цилиндр показан в увеличенном виде на рис. 160 и является одностороннего действия, используемым только для подъема буровой штанги при каждом ходе, а штанга опускается снова путем выпуска пара из верхней части поршня; ход ограничен деревянными упорами как снизу, так и сверху конца балансира B. Буровой инструмент является наиболее важной частью аппарата и той, которая вызвала наибольшие трудности при доработке конструкции. Цели, к которым следует стремиться в этом: простота конструкции и ремонта; максимально возможная сила удара на единицу площади удара; и отсутствие склонности к отклонению и заклиниванию. Рис. 159-162. Инструмент, используемый при малых бурениях, представляет собой одиночное долото, как показано на рис. 161, 162; но для больших бурений оказалось лучше разделить рабочую поверхность инструмента на отдельные долота, каждое удобного размера и веса для ковки. Все долота, однако, удерживаются на прямой линии, благодаря чему степень площади удара уменьшается; и инструмент становится менее склонным к отклонению при встрече с твердым участком кремня в одной точке режущей кромки, что уменьшило бы эффект удара. Рис. 163-167. Рис. 168. Рис. 169. Инструмент показан на рис. 163-169 и состоит из корпуса D из кованого железа, соединенного винтовым концом E с буровой штангой и несущего долота F F, закрепленные в отдельных гнездах и зафиксированные гайками сверху; используются два или четыре долота, или иногда даже большее количество, в зависимости от размера бурящейся скважины. Такая конструкция позволяет легко заменять любое сломанное долото; а также, изменяя ширину двух внешних долот, можно точно регулировать диаметр бурящейся скважины по желанию. Когда используются четыре долота, два центральных делаются немного длиннее остальных, как показано на рис. 167, чтобы сформировать направляющее отверстие в качестве ориентира для буровой штанги. Поперечина G, такой же ширины, как инструмент, направляет его в отверстии в направлении, перпендикулярном инструменту; а в случае больших и длинных инструментов добавляется вторая поперечина выше, под прямым углом к первой и параллельно режущей кромке инструмента. Рис. 170-173. Если бы всей длине буровой штанги позволялось внезапно падать на дно большой скважины при каждом ходе, происходили бы частые поломки; поэтому оказалось необходимым предусмотреть отсоединение инструмента от буровой штанги в фиксированной точке каждого хода, и это привело к повсеместному принятию свободнопадающих инструментов. План г-на Дру по самодействующему свободнопадающему инструменту, освобождаемому реакцией, показан в боковом и фронтальном виде на рис. 170-173. Крюк H, прикрепленный к головке бурового инструмента D, скользит вертикально в коробке K, которая привинчена к нижнему концу буровой штанги; и крюк входит в зацепление с собачкой J, центрированной в стенках коробки K, благодаря чему инструмент поднимается при подъеме буровой штанги. Хвостовик собачки J упирается в наклонную плоскость L в верхней части коробки K; а два отверстия, несущие центральный штифт I собачки, сделаны овальными в вертикальном направлении, чтобы обеспечить небольшое вертикальное движение собачки. Когда буровая штанга достигает верхней точки хода, она внезапно останавливается хвостовым концом балансира B (рис. 159), ударяясь о деревянный буферный блок E; и вызванный этим толчок вызывает небольшой скачок собачки J в коробке K; хвостовик собачки при этом выбрасывается наружу наклонной плоскостью L, как показано на рис. 172, освобождая крюк H, и инструмент затем свободно падает на дно скважины, как показано на рис. 173. Когда буровая штанга снова опускается вслед за инструментом, собачка J снова входит в зацепление с крюком H, позволяя поднять инструмент для следующего удара, как на рис. 171. Рис. 174-178. Другая конструкция самодействующего свободнопадающего инструмента, освобождаемого отдельной разъединительной штангой, показана в боковом и фронтальном виде на рис. 174-178. Этот инструмент состоит из четырех основных частей: крюка H, собачки J, защелки I и разъединительной штанги M. Крюк H, несущий буровой инструмент D, скользит между двумя вертикальными стенками коробки K, которая привинчена к нижней части буровой штанги; и собачка J работает в том же пространстве на центральном штифте, закрепленном в коробке, так что инструмент переносится штангой, когда он зацеплен за собачку, как показано на рис. 175. В то же время защелка I на задней стороне собачки J фиксирует ее от расцепления с инструментом; но эта защелка центрирована в отдельном скользящем кольце N, образующем верхнюю часть разъединительной штанги M, которая свободно скользит вверх и вниз на фиксированном расстоянии по коробке K; и в своем самом нижнем положении кольцо N опирается на верхнюю из двух направляющих P P (рис. 174), через которые разъединительная штанга M скользит снаружи коробки K. При опускании буровой штанги разъединительная штанга M достигает дна скважины первой, как показано на рис. 174, 175, и, будучи затем остановленной, она предотвращает дальнейшее опускание защелки I; и наклонная задняя часть собачки J, соскальзывая мимо защелки, заставляет последнюю вытолкнуть собачку из крюка H, как показано на рис. 176, тем самым позволяя инструменту D свободно упасть и нанести удар. Высота падения инструмента всегда одинакова, определяясь только длиной разъединительной штанги M. После того как удар нанесен, а буровая штанга продолжает опускаться на дно скважины, собачка J возвращается в свое исходное положение и снова входит в зацепление с крюком H, как показано на рис. 177, готовая к подъему инструмента при следующем ходе. При подъеме буровой штанги хвостовик собачки J при прохождении приподнимает защелку I, как показано на рис. 176, позволяя собачке пройти свободно; и защелка до того, как ее начинают поднимать, возвращается в исходное положение, показанное на рис. 177, где она запирает собачку J и предотвращает любой риск ее расцепления как при подъеме, так и при опускании инструмента в скважине. Буровой инструмент, показанный на рис. 163, 164, который использовался для бурения скважины диаметром 19 дюймов, весит 3/4 тонны и освобождается реакцией с помощью устройства, показанного на рис. 170-173; и тот же способ освобождения был применен в первом случае к большему инструменту, показанному на рис. 166-169, использованному при проходке скважины диаметром 47 дюймов в Бют-о-Кай. Однако огромный вес последнего инструмента, достигающий 3 1/2 тонн, потребовал настолько сильного толчка для освобождения инструмента реакцией, что буровые штанги и остальная часть аппарата были бы повреждены при продолжении такого способа работы; и г-н Дру был вынужден разработать устройство разъединительной штанги для освобождения инструмента, как показано на рис. 174, 175. В этом случае поперечная направляющая G, закрепленная на инструменте, сделана с проушиной, через которую свободно проходит разъединительная штанга M. Однако для бурений малого диаметра разъединительная штанга не может заменить реакционную систему освобождения, так как последняя единственная способна работать в скважинах диаметром до 3 1/4 дюймов; и скважина не больше этого диаметра была успешно завершена г-ном Дру с помощью реакционного инструмента на глубину 750 футов. Используемые буровые штанги бывают двух видов: из кованого железа и деревянные. Деревянные штанги, показанные на рис. 159, 179, используются для бурений большого диаметра, так как они обладают преимуществом большего сечения для жесткости без увеличения веса; а также при погружении в воду большая часть их веса вытесняется. Дерево для штанг требует тщательного отбора, и необходимо следить за тем, чтобы выбирать древесину из толстой части дерева, а не из верхушек. Во Франции, Лотарингии или Вогезах предпочтение отдается доскам. Рис. 179. Рис. 180-182. Буровые штанги, будь то деревянные или железные, свинчиваются вместе либо с помощью цельных муфт, как на рис. 181, либо с помощью отдельных хомутов, как на рис. 180, 182. Отдельные хомуты предпочтительнее для этой цели, так как их легко ковать; а также потому, что, поскольку при соединении и разъединении штанг работает только одна половина хомута, в то время как другая половина зафиксирована, винтовая резьба изнашивается только на одном конце, и при замене хомута концами получается новая резьба, когда одна изношена, а изношенный конец затем намертво заклинивается в качестве фиксированного конца хомута. Буровая штанга направляется в нижней части скважины фонарем R (рис. 159), показанным в большем масштабе на рис. 179, который состоит из четырех вертикальных железных стержней, изогнутых на обоих концах, где они закреплены подвижными муфтами на буровой штанге и зафиксированы гайкой сверху. Путем замены стержней размер фонаря легко регулируется под любой требуемый диаметр скважины, как показано пунктирными линиями. При подъеме или опускании буровой штанги отсоединяются или добавляются сразу две секции длиной около 30 футов каждая, а несколько более коротких штанг разной длины используются для получения точной требуемой длины. Соединительный винт S (рис. 158), с помощью которого буровая штанга соединяется с балансиром B, служит для завершения регулировки длины; он поворачивается поперечиной, а затем фиксируется поперечным штифтом через винт. Рис. 183. Рис. 184. При обычной работе поломки буровой штанги обычно происходят в железе, и особенно в резьбовой части, так как это самая слабая часть. В случае поломок инструменты, обычно используемые для извлечения сломанных концов, представляют собой коническую резьбовую муфту, показанную на рис. 183, и «воронью лапу», показанную на рис. 184; муфта сделана с обычной V-образной резьбой для случаев, когда поломка происходит в железе; но имеет более острую резьбу, как у шурупа по дереву, при использовании там, где поломка произошла в одной из деревянных штанг. Чтобы определить форму сломанного конца, оставшегося в скважине, и его положение относительно центральной линии скважины, сначала опускается аналогичная коническая муфта, нижняя поверхность которой заполнена воском, чтобы получить оттиск сломанного конца и показать, какой размер резьбовой муфты следует использовать для его извлечения. Инструменты с захватами иногда используются при больших бурениях, так как не рекомендуется подвергать штанги скручиванию. Когда буровой инструмент отделил достаточное количество материала, буровая штанга и инструмент вытягиваются с помощью каната O (рис. 158), наматываемого на барабан Q, который приводится в движение ремнями и зубчатой передачей от парового двигателя T. Затем желонка опускается в скважину на стальном канате U с другого барабана V и впоследствии снова вытягивается с извлеченным материалом. К барабану Q применен фрикционный тормоз для регулирования скорости опускания буровой штанги в скважину. Желонка, показанная на рис. 186, 187, состоит из клепаного железного цилиндра с ручкой сверху, которую можно либо привинтить к буровой штанге, либо прикрепить к стальному канату; дно закрыто большим клапаном, открывающимся внутрь. Используются две разные формы клапана: либо пара створчатых клапанов, как показано на рис. 186, либо одноконусный клапан (рис. 187); нижнее кольцо цилиндра, образующее седло клапана, выковано цельным и закалено на нижнем крае. При опускании этого цилиндра на дно скважины клапан открывается, и рыхлый материал входит в цилиндр, где удерживается закрытием клапана, пока желонка снова вытягивается на поверхность. При бурении через мел, как в случае глубоких скважин в Парижском бассейне, скважина сначала делается диаметром около половины окончательного на глубину от 60 до 90 футов, а затем расширяется до полного диаметра с помощью большего инструмента. Это делается для удобства работы; ибо если бы вся площадь обрабатывалась сразу, это потребовало бы дробления всех кремней в мелу; но, поместив желонку в опережающую скважину, кремни, которые отделяются во время работы второго большего инструмента, попадают в желонку и удаляются ею, не будучи раздробленными инструментом. Рис. 185-187. Сопротивление, испытываемое при бурении через различные пласты, различно; и некоторые проходимые породы настолько тверды, что при 12 000 ударов в день буровым инструментом весом почти 10 центнеров с высотой падения 19 дюймов скважина продвигалась всего на 3-4 дюйма в день. В противоположном случае встречались пласты плывуна, настолько влажные, что небольшого движения штанги на дне скважины было достаточно, чтобы песок поднялся на 30-40 футов в скважине. В этих случаях Дру принял китайский метод осуществления быстрой очистки с помощью желонки, закрываемой большим шаровым клапаном на дне, как показано на рис. 186, и подвешенной на канате, которому придается вертикальное движение; каждый раз, когда желонка падает на песок, часть его вдавливается в цилиндр и удерживается там шаровым клапаном. Бурения большого диаметра для шахт или других стволов также проходятся с помощью того же типа буровых инструментов, только значительно увеличенных в размерах, доходящих до 14 футов в диаметре. Затем скважина облицовывается чугунными или железными трубами с целью сделать ее водонепроницаемой; и специальное приспособление, изобретенное Киндом и упомянутое на стр. 110, было принято для создания водонепроницаемого соединения между трубами и дном скважины или с другой частью труб, ранее опущенной вниз. Это делается с помощью сальника, показанного на рис. 188, который содержит набивку из мха в A A. Верхняя часть труб притягивается к нижней части затяжными винтами B B, чтобы сжать моховую набивку, когда веса недостаточно для этой цели. Пространство C оставлено между трубами и стенкой скважины, чтобы допустить проход фланца сальника, а также для заливки бетона для завершения операции. Моховая набивка опирается на нижний фланец D; но этот фланец иногда опускается. Соединение, таким образом, просто выполняется путем прижатия моховой набивки к стенкам скважины; и этот материал, будучи легко сжимаемым и не подверженным гниению под водой, как оказалось, создает очень удовлетворительное и долговечное соединение. Рис. 188. Г-н Дру заявляет, что реакционный инструмент успешно применялся для бурений диаметром до 4 футов, свидетельством чему является случай со скважиной в Бют-о-Кай диаметром 47 дюймов; но сверх этого размера он считает, что толчок, необходимый для освобождения большего и более тяжелого инструмента, вероятно, был бы настолько чрезмерным, что был бы вреден для буровых штанг и остальной части креплений; и поэтому он разработал устройство разъединительной штанги для освобождения инструмента при бурениях большого диаметра, благодаря чему исключался любой толчок на буровые штанги, и инструмент освобождался с полной уверенностью. На практике необходимо, как и при обычном долоте, поворачивать буровой инструмент частично вокруг между каждым ходом, чтобы предотвратить его падение каждый раз в одно и то же положение на дне скважины; и это осуществлялось в скважине в Бют-о-Кай вручную на устье скважины с помощью длинного ручного рычага, закрепленного на буровой штанге приболченным зажимом, который поворачивался парой человек на часть оборота во время подъема инструмента. Поворот обычно производился только в правом направлении, чтобы избежать риска отвинчивания любого из резьбовых соединений буровых штанг; и принимались меры, чтобы дать буровой штанге пол-оборота, когда инструмент находился на дне, чтобы затянуть винтовые соединения, которые в противном случае могли бы расшататься. Однако в случае поломки, оставляющей значительную длину буровой штанги в скважине, иногда было необходимо иметь средства для отвинчивания соединений части, оставшейся в скважине, чтобы поднять ее по частям, а не всю сразу. В этом случае на каждом резьбовом соединении выше добавлялся стопорный зажим, закрепляемый болтами, как показано в C на рис. 180, во время сборки штанг для опускания их в скважину для извлечения сломанной части; и этим средством концы штанг предотвращались от отвинчивания в соединительных муфтах, когда штанги поворачивались назад для отвинчивания соединений в сломанной части на дне скважины. Когда встречаются плывуны, принятый план состоит в использовании китайского шарового ковша или желонки (рис. 186), описанной для очистки дна скважины; и там, где слишком много песка, чтобы избавиться от него таким способом, трубу приходится опускать с поверхности, чтобы отсечь песок. Это, конечно, требует уменьшения диаметра скважины при прохождении через песок; но при достижении твердой породы под плывуном используется расширяющийся инструмент для продолжения скважины под трубами с тем же диаметром, что и выше, чтобы позволить трубам опускаться вместе со скважиной. В случае встречи с поверхностью очень твердой породы под значительным наклоном к скважине г-н Дру использует инструмент, резцы которого закреплены по кругу по всему краю инструмента, вместо одной диаметральной линии; длина инструмента также значительно увеличена в таких случаях по сравнению с инструментами, используемыми для обычной работы, так что он направляется на длину до 20 футов. Он использует этот инструмент во всех случаях, когда по какой-либо причине скважина оказывается кривой, и даже преуспел этим средством в выпрямлении скважины, которая ранее была пробурена криво. Режущее действие этого инструмента происходит по всему его краю; и поэтому при встрече с наклонной твердой поверхностью, так как на нижней стороне нечего резать, сила удара переносится только на верхнюю сторону, пока не будет осуществлен вход в твердую породу по прямой линии с верхней частью скважины. Хотя в отношении диаметра, глубины и притока воды в благоприятных местностях были получены некоторые экстраординарные результаты с этой системой бурения штангами, приводимыми в действие паровой энергией, однако, как отмечает сам Дру, «в некоторых случаях его собственный опыт бурения заключался в том, что из-за трудностей, сопровождающих операцию, возникновение задержек из-за аварий было правилом, в то время как регулярная работа механизмов была исключением». Дальнейшим недостатком, который следует отметить, является то, что из-за времени и труда, затрачиваемых на подъем и опускание тяжелых штанг при бурениях диаметром 10 дюймов и выше, существует сильное побуждение держать буровой инструмент в работе гораздо дольше, чем это действительно необходимо для разрушения свежего материала при каждом ходе. Факт в том, что после того, как было нанесено от 100 до 200 ударов, буровой инструмент просто падает в накопившийся шлам и превращает его в пыль, больше не касаясь поверхности твердой породы. Поэтому можно легко понять, сколько времени полностью теряется из периодов от пяти до восьми часов, в течение которых при системе штанг инструменту позволяют продолжать работу. Система Мэзера и Платта. В самом современном методе бурения, принятом в Англии, вернулись к канату, используемому в китайской системе, вместо железных или деревянных штанг, используемых на континенте. Гибкий канат допускает обращение с большей легкостью, чем железные штанги, но лишен преимущества жесткости: в китайском методе он допускал извлечение долота или бадьи очень быстро, но не давал никакой уверенности в работе долота на дне скважины. Штанги, с другой стороны, позволяют наносить очень эффективный удар с определенным поворотным или винтовым движением между ударами в соответствии с требованиями пластов; но время и хлопоты по подъему тяжелых штанг с больших глубин при каждом случае смены бурения на очистку скважины образуют серьезный недостаток, который делает остановки занимающими на самом деле больше времени, чем сама работа механизмов. Рис. 189. Рис. 190, 191. Метод, изобретенный Колином Мэзером и производимый компанией Mather and Platt из Олдема, широко используемый в Англии для глубокого бурения, по-видимому, сочетает в себе преимущества систем, использовавшихся до сих пор, и свободен от многих их недостатков. Отличительными чертами этого плана, который показан на рис. 189-195, являются способ придания ударного действия буровому инструменту, а также конструкция инструмента или буровой головки и желонки для очистки скважины после действия буровой головки. Вместо того чтобы эти инструменты крепились к штангам, они подвешены на плоском пеньковом канате толщиной около 1/2 дюйма и шириной 4 1/2 дюйма, такой как обычно используется на угольных шахтах; и буровой инструмент и желонка поднимаются и опускаются в скважине так же быстро, как бадьи и клети в шахтном стволе. Рис. 192. БОЛЬШАЯ БУРОВАЯ МАШИНА. Продольный разрез. Плоский канат A A (рис. 189), на котором подвешена буровая головка B, наматывается на большой барабан C, приводимый в действие паровым двигателем D с реверсивным движением, так что один человек может регулировать операцию с величайшей легкостью. Все рабочие части установлены в деревянной или железной раме E E, делая все это компактной и полной машиной. Покидая барабан C, канат проходит под направляющим роликом F, а затем через большой ролик G, установленный в вилке на вершине штока поршня вертикального парового цилиндра одностороннего действия. Рис. 193. Большая буровая машина. Поперечный разрез. Этот цилиндр, с помощью которого создается ударное действие буровой головки, показан в большем масштабе на вертикальных разрезах (рис. 192, 193); и в большем размере машины, показанной здесь, цилиндр оснащен поршнем диаметром 15 дюймов, имеющим тяжелый чугунный шток сечением 7 дюймов, который сделан с вилкой сверху, несущей фланцевый ролик G диаметром около 3 футов и достаточной ширины для прохождения плоского каната A. После того как буровая головка была опущена намоточным барабаном на дно скважины, канат надежно фиксируется на этой длине зажимом J; затем пар подается под поршень в цилиндр H через паровой клапан K, и буровой инструмент поднимается подъемом штока поршня и ролика G; а по прибытии в верхнюю точку хода открывается выпускной клапан L для выхода пара, позволяя штоку поршня и несущему ролику свободно падать вместе с буровым инструментом, который падает своим полным весом на дно скважины. Выпускное отверстие находится на 6 дюймов выше дна цилиндра, в то время как паровое отверстие расположено на дне; и таким образом в цилиндре всегда сохраняется упругая подушка пара такой толщины, на которую падает поршень, предотвращая удар поршня о дно цилиндра. Паровой и выпускной клапаны работают с самодействующим движением от кулачков M M, которые приводятся в действие движением штока поршня; и таким образом буровым инструментом наносится быстрая последовательность ударов по дну скважины. Поскольку необходимо, чтобы движение было придано поршню до того, как клапаны могут быть приведены в действие, небольшая струя пара N постоянно вдувается в дно цилиндра; это заставляет поршень двигаться медленно вначале, чтобы выбрать слабину каната и позволить ему принять вес буровой головки постепенно и без рывка. Рычаг, прикрепленный к штоку поршня, затем входит в контакт с кулачком, который открывает паровой клапан K, и поршень быстро поднимается к верхней точке хода; другой кулачок, приводимый в действие тем же рычагом, затем перекрывает пар, и выпускной клапан L открывается соответствующим устройством на противоположной стороне штока поршня, как показано на рис. 193. Путем смещения этих кулачков длина хода поршня может варьироваться от 1 до 8 футов в большой машине, в зависимости от материала, через который нужно бурить; а высота падения буровой головки на дно скважины вдвое превышает длину хода поршня. Падение буровой головки и поршня также может регулироваться нагруженным клапаном на выхлопной трубе, сдерживающим выход пара, чтобы заставить спуск происходить медленно или быстро, как может быть желательно. Буровая головка B (рис. 189) показана в большем масштабе на рис. 194, 195 и состоит из стержня из кованого железа диаметром около 4 дюймов и длиной 8 футов, к нижней части которого прикреплен чугунный цилиндрический блок C. Этот блок имеет многочисленные квадратные отверстия, в которые вставляются долота или резцы D D с коническими хвостовиками, как показано на рис. 195, чтобы быть очень прочными при работе, но легко выниматься для ремонта и заточки. Два разных расположения резцов показаны на виде сбоку (рис. 194) и на плане (рис. 196). Немного выше блока C на стержне B закреплена другая цилиндрическая отливка E, которая действует просто как направляющая для поддержания стержня в вертикальном положении. Выше закреплена вторая направляющая F, но на ее окружности закреплены чугунные пластины, сделанные с ребрами пилообразной или храповой формы, цепляющимися только в одном направлении; эти ребра расположены под наклоном, как сегменты винтовой резьбы с очень большим шагом, так что, когда направляющая прижимается к неровным стенкам скважины при подъеме или опускании стержня, они помогают поворачивать его для того, чтобы резцы ударяли в новом месте при каждом ходе. Каждая вторая пластина имеет выступающие ребра, наклоненные в противоположном направлении, так что одна половина ребер действует на поворот стержня при подъеме, а другая половина — на поворот его в том же направлении при падении. Эти выступающие спиральные ребра просто помогают поворачивать стержень, а непосредственно над верхней направляющей F находится устройство, с помощью которого обеспечивается определенное вращение. Для достижения этой цели два чугунных кольца, G и H, намертво прикреплены шплинтами к верхней части стержня B и расположены на расстоянии около 12 дюймов друг от друга; верхняя грань нижнего кольца G сформирована с глубокими храповыми зубьями с шагом около 2 дюймов, а нижняя грань верхнего кольца H сформирована с аналогичными храповыми зубьями, установленными точно на одной линии с зубьями на нижнем кольце. Между этими кольцами и свободно скользящей по шейке буровой штанги B находится глубокая втулка J, которая также сформирована с соответствующими храповыми зубьями на обеих своих верхней и нижней гранях; но зубья на верхней грани установлены на ползуба впереди тех, что на нижней грани, так что перпендикулярная сторона каждого зуба на верхней грани втулки находится прямо над центром наклонной стороны зуба на нижней грани. К этой втулке прикреплена дуга K из кованого железа, за которую вся буровая штанга подвешена с помощью крюка и скобы O (рис. 192) к концу плоского каната A. Вращательное движение стержня получается следующим образом: когда буровой инструмент падает и наносит удар, подъемная втулка J, которая во время подъема была в зацеплении с храповыми зубьями верхнего кольца H, падает на зубья нижнего кольца G и тем самым получает поворот назад на расстояние ползуба; и при начале подъема снова втулка, поднимаясь против храповых зубьев верхнего кольца H, получает дальнейший поворот назад на ползуба. Плоский канат таким образом скручивается назад на величину одного зуба храповика; и во время подъема инструмента он снова раскручивается, тем самым вращая буровой инструмент вперед на эту величину скручивания между каждым последующим ударом инструмента. Величина вращения может варьироваться путем изготовления храповых зубьев с более крупным или мелким шагом. Движение полностью самодействующее, и вращательное движение бурового инструмента обеспечивается с механической точностью. Это простое и наиболее эффективное действие, происходящее при каждом ударе инструмента, производит постоянное изменение положения резцов, тем самым увеличивая их эффект при разрушении породы. Буровая головка. Рис. 194-196. Рис. 197, 198. Желонка для подъема материала, разрушенного буровой головкой, показана на рис. 197, 198 и состоит из цилиндрического корпуса или ствола P из чугуна длиной около 8 футов и немного меньшего диаметра, чем размер скважины. На дне находится клапан A, открывающийся вверх, несколько похожий на клапан в обычных насосах; но его седло, вместо того чтобы быть прикрепленным к цилиндру P, находится в кольцевой раме C, которая удерживается против дна цилиндра штангой D, проходящей вверх к мостику E из кованого железа наверху, где она закреплена шплинтом F. Внутри цилиндра работает поршень B, похожий на поршень обычного подъемного насоса, имеющий резиновый дисковый клапан на верхней стороне; и штанга D нижнего клапана свободно проходит через поршень. Штанга G самого поршня сформирована как длинное звено цепи, и за это звено насос подвешен к скобе O (рис. 192) на конце плоского каната, причем мостик E (рис. 197) предотвращает вытягивание поршня из цилиндра. Нижний клапан A сделан с резиновым диском, который открывается достаточно, чтобы позволить воде и мелким частицам камня войти в цилиндр; и чтобы позволить кускам разрушенной породы быть поднятыми как можно большими, весь клапан может свободно подниматься целиком примерно на 6 дюймов от кольцевой рамы C, как показано на рис. 197, тем самым предоставляя достаточно места для входа крупных кусков породы в цилиндр, когда они втягиваются при ходе поршня вверх. Общий принцип работы буровой машины заключается в следующем. Наматывающий барабан C (рис. 189) в большой машине имеет диаметр 10 футов и способен вместить 3000 футов каната шириной 4 1/2 дюйма и толщиной 1/2 дюйма. Когда буровой снаряд B зацепляется за скобу на конце каната A, его вес вращает барабан и подъемную машину, и с помощью тормоза он плавно опускается на дно скважины; затем канат фиксируется на этой длине путем плотного затягивания зажима J. После этого включается небольшая паровая струя N (рис. 192, 193) для запуска ударного цилиндра H; буровой снаряд продолжает работать непрерывно, пока не раздробит достаточное количество породы на дне скважины. Зажим J, удерживающий канат, снабжен ползуном и винтом I (рис. 192), с помощью которых можно постепенно выдавать больше каната по мере углубления бурового снаряда в скважину. Чтобы увеличить ход бурового снаряда или компенсировать упругое растяжение каната, которое, как установлено, составляет 1 дюйм на каждые 100 футов длины, необходимо просто поднять верхнюю пару кулачков на кулачковых штангах во время работы ударного механизма. Когда буровой снаряд проработал достаточно долго, подача пара в ударный цилиндр прекращается, канат освобождается от зажима, включается подъемная машина, и буровой снаряд поднимается на поверхность, где он подвешивается к верхней подвесной балке Q (рис. 189) с помощью крюка, установленного на ролике, для отвода бурового снаряда в сторону, в сторону от скважины. Затем желонка опускается в скважину на канате, и шлам вычерпывается в нее путем опускания и подъема бадьи примерно три раза на дне скважины, что легко осуществляется с помощью реверсивного механизма подъемной машины. Затем насос поднимается на поверхность и опорожняется с помощью следующего очень простого устройства: он подвешивается на передвижном крюке к верхней подвесной балке Q (рис. 189) и устанавливается перпендикулярно над небольшим столом E в резервуаре для отходов T; стол поднимается винтом S до тех пор, пока не примет на себя вес насоса. Шплинт F (рис. 197), удерживающий седло клапана C в нижней части насоса, выбивается; при опускании стола с помощью винта все седло клапана C опускается вместе с ним, как показано на рис. 198, и содержимое насоса вымывается потоком воды, находящейся в цилиндре насоса. Затем стол снова поднимается винтом, возвращая седло клапана в надлежащее положение, в котором оно закрепляется путем забивания шплинта F в паз в верхней части; насос снова готов к опусканию в скважину, как и прежде. Иногда для удаления всего материала, раздробленного буровым снарядом за одну операцию, требуется опорожнять и опускать насос три или четыре раза. Скорость, с которой могут выполняться эти операции, согласно опыту эксплуатации машины, такова. Буровой снаряд опускается со скоростью 500 футов в минуту. Ударный механизм совершает двадцать четыре удара в минуту; такой режим работы в течение примерно десяти минут в красном песчанике и аналогичных пластах достаточен для того, чтобы резцы углубились примерно на 6 дюймов, после чего буровой снаряд снова поднимается со скоростью 300 футов в минуту. Желонка опускается и поднимается с той же скоростью, но остается внизу всего около двух минут; опорожнение насоса после подъема занимает около двух или трех минут. Рис. 199-204. При конструировании этой машины видно, что главная задача любого бурения скважин была принята во внимание, а именно: бурение скважин большого диаметра на большую глубину с быстротой и безопасностью. Цель состоит в том, чтобы постоянно держать либо буровой снаряд, либо желонку в работе на дне скважины, где и должна выполняться основная работа; терять как можно меньше времени на подъем, опускание и смену инструментов; ускорять все операции на поверхности; и экономить ручной труд во всех отношениях. С этой машиной один человек, стоящий на платформе сбоку от ударного цилиндра, выполняет все операции по подъему и опусканию с помощью подъемной машины, смене бурового снаряда и желонки, регулировке ударного действия и зажиму или разжиму каната: все рукоятки для различных паровых клапанов находятся под рукой, а тормоз для опускания приводится в действие ногой. Два рабочих занимаются сменой резцов и очисткой насоса. Запасные буровые снаряды и насосы подвешены к верхней подвесной балке Q (рис. 189) и готовы к использованию, что позволяет избежать задержек при необходимости любой замены. Как хорошо известно тем, кто руководит такими операциями, при бурении скважин возникают бесчисленные аварии и остановки по причинам, которые невозможно предотвратить, как бы бдительно и умело ни велись работы. Перемежающиеся твердые и мягкие пласты, сильно наклоненные породы, плывуны, а также трещины и разломы являются плодотворными источниками неприятностей и задержек, а иногда и полной неудачи; поэтому будет интересно рассмотреть некоторые из обычных трудностей, возникающих в этих обстоятельствах. Во всех скважинах, выполненных по этой системе, различные специальные инструменты, используемые в любых случаях аварий или сложных пластов, полностью показаны на рис. с 199 по 207. Рис. 205-207. Буровой снаряд во время работы может внезапно заклинить либо при попадании в трещину, либо в результате падения на него обломков породы из рыхлых пластов выше. Тогда на канат подается максимально возможное натяжение либо ударным цилиндром, либо подъемной машиной; и если канат старый или гнилой, он рвется, оставляя, возможно, длинный кусок в скважине. Когтевой грейфер, показанный на рис. 199, затем прикрепляется к канату, оставшемуся на наматывающем барабане, и опускается до тех пор, пока он не ляжет на ослабленный оборванный канат в скважине. Грейфер выполнен с тремя когтями A A, центрированными в цилиндрическом блоке B, который скользит вертикально внутри корпуса C, причем хвостовые концы когтей входят в наклонные пазы D в корпусе. Во время опускания грейфера когти остаются открытыми, так как триггер E удерживается в положении, показанном на рис. 199, длинным звеном F, которое подвешивает грейфер к верхнему канату. Но как только грейфер ложится на оборванный канат внизу, подвесное звено F, продолжая опускаться, позволяет триггеру E выпасть из него; и тогда при подъеме грейфер поднимается только за дужку G внутреннего блока B, и весь вес внешнего корпуса C давит на наклонные хвостовые концы когтей A, заставляя их плотно сомкнуться на оборванном канате и надежно захватить его. Когти делаются либо крючкообразными на концах, либо зубчатыми. Затем грейфер подтягивается настолько, чтобы натянуть оборванный канат, и опускаются кованые железные штанги сечением 1 дюйм с крюками на конце, чтобы захватить дужку бурового снаряда, что легко выполняется. Два мощных винтовых домкрата применяются к штангам на поверхности с помощью стремянки, показанной на рис. 201, в которую поперечный штифт H вставляется в любую пару отверстий, чтобы соответствовать высоте винтовых домкратов. Если буровой снаряд не поддается быстро этим усилиям, попытка извлечь его прекращается, и его убирают с пути, разбивая на куски. Для этой цели оборванный канат в скважине сначала должен быть удален, поэтому его захватывают острым крюком и натягивают в скважине, в то время как режущий грейфер, показанный на рис. 200, надевается на него и опускается на штангах на дно. Этот инструмент выполнен с парой острых режущих челюстей или ножей I I, открывающихся вверх, которые при опускании свободно проходят по канату; но когда штанги поднимаются с большой силой, челюсти, зажимая канат между собой, перерезают его, и он таким образом полностью удаляется из скважины. Затем опускается цельный кованый железный разбивной брус (рис. 203), который весит около тонны, и с помощью ударного цилиндра его заставляют долбить буровой снаряд до тех пор, пока последний либо не будет выбит в сторону скважины, либо не будет разбит на такие фрагменты, что, частично с помощью желонки, а частично с помощью грейферов, все препятствие будет удалено. Затем бурение продолжается снова, так же, как и до аварии. Такая же неприятность может случиться с желонкой, заклинившей в скважине, как показано на рис. 208; и тогда применяются те же средства для устранения препятствия. Опыт показал опасность приложения к канату большего натяжения, чем может создать ударный цилиндр; поэтому обычно опускают грейферные штанги сразу же, если буровой снаряд или насос застревает, избегая тем самым риска разрыва каната. Рис. 208. Желонка, заклинившая в скважине. Поломка резца в буровом снаряде — не редкое явление. Однако если для его извлечения использовать бадьевой грейфер или малый винтовой грейфер (рис. 202), скважина легко очищается без какой-либо существенной задержки. Винтовой грейфер (рис. 202) применяется с помощью железных захватных штанг, так что при вращении штанг винт сам завинчивается вокруг резца или другого подобного предмета в скважине и надежно удерживает его, пока штанги снова не будут подняты на поверхность. Бадьевой грейфер (рис. 206) также используется для подъема глины, а также для извлечения кернов из скважины, если они не поднимаются самим буровым снарядом описанным выше способом. Действие этого грейфера почти аналогично действию когтевого грейфера (рис. 199); три челюсти A A, шарнирно прикрепленные к нижней части цилиндрического корпуса C и соединенные тягами с внутренним блоком B, скользящим внутри корпуса C, удерживаются открытыми во время опускания инструмента, при этом триггер E удерживается в положении, показанном на рис. 206, длинным подвесным звеном F. По достижении дна триггер освобождается дальнейшим опусканием звена F, которое при подъеме поднимает только дужку G внутреннего блока B; так что челюсти A смыкаются внутрь на керне, который таким образом прочно захватывается между ними и поднимается внутри грейфера. Там, где на дне скважины находится глина или подобный материал, вес тяжелого блока B в грейфере заставляет острые края заостренных челюстей проникать на некоторую глубину в материал, некоторое количество которого таким образом оказывается заключенным внутри них и поднимается. Другой грейфер, который также используется, когда скважина проходит через пласт очень плотной глины, показан на рис. 207 и состоит из длинного чугунного цилиндра H, снабженного листовым железным мундштуком K в нижней части, в котором шарнирно закреплены три конические стальные челюсти J J, открывающиеся вверх. Вес инструмента вдавливает его в глину с открытыми челюстями; а затем при подъеме челюсти, имея тенденцию опускаться, врезаются в глину и захватывают ее количество внутри мундштука, который при подъеме на поверхность отсоединяется от цилиндра H и очищается. Второй мундштук надевается и отправляется вниз для работы в скважине, пока первый опорожняется, причем крепление мундштука к цилиндру осуществляется обычным байонетным соединением L, что позволяет легко соединять и разъединять их. Рис. 209. Плывун в мягкой глине, однако, является самой серьезной трудностью, встречающейся при бурении скважин. В таких обстоятельствах скважину приходится крепить трубами сверху донизу, что значительно увеличивает стоимость предприятия, не только из-за стоимости труб, но и из-за времени и труда, затраченных на их установку. Когда основной целью бурения является постоянное водоснабжение, дополнительные расходы на обсадку скважины трубами не имеют большого значения, так как обсаженная скважина более долговечна, и поверхностные воды тем самым исключаются; но при разведке полезных ископаемых это серьезный вопрос, так как конечный результат бурения скважины в этом случае отнюдь не определен. Способ установки труб стал вопросом большой важности в связи с этой системой бурения, и после того, как много времени и размышлений было потрачено на совершенствование принятого ныне метода, его ценность была доказана неоднократным успехом, с которым он был осуществлен. Трубы, используемые Мэзером и Платтом, изготовлены из чугуна, варьируются по толщине от 5/8 до 1 дюйма в зависимости от их диаметра и все имеют длину 9 футов. Последовательные секции соединяются друг с другом с помощью кованых железных соединительных муфт длиной 9 дюймов, изготовленных с тем же наружным диаметром, что и труба, чтобы они были заподлицо с ней. Эти муфты имеют толщину от 1/4 до 3/8 дюйма, а концы каждой трубы уменьшены в диаметре путем обточки на 4 1/2 дюйма от конца, чтобы входить внутрь муфт, как показано на рис. 209. Муфта насаживается в горячем состоянии на один конец каждой трубы, оставляя 4 1/2 дюйма раструба, выступающего для приема конца следующей соединяемой трубы. Четыре или шесть рядов винтов с потайными головками, расположенных на равных расстояниях вокруг муфты, ввинчиваются в трубы, чтобы надежно соединить две секции вместе. Таким образом, получается соединение заподлицо как внутри, так и снаружи труб. Самая нижняя труба снабжена на конце стальным башмаком с острым краем для более легкого проникновения в грунт. В небольших скважинах диаметром от 6 до 12 дюймов трубы вставляются в скважину с помощью винтовых домкратов простым и недорогим методом, показанным на рис. 210, 211. Основание буровой машины A A, выполненное из дерева, нагружается в точках B B камнями, чугунными чушками или любым доступным материалом; и два винтовых домкрата C C, каждый мощностью около 10 тонн, закрепляются винтами вниз под балками D D, пересекающими неглубокий колодец E, который всегда выкапывается в верхней части скважины. После того как труба F была опущена в устье скважины подъемной машиной, пара глубоких зажимов G плотно привинчивается вокруг нее, и винтовые домкраты, воздействуя на эти зажимы, вдавливают трубу в грунт. Затем бурение возобновляется, и по мере его продвижения домкраты периодически работают, чтобы вдавить трубу, если возможно, даже впереди бурового инструмента. Затем зажимы ослабляются и переставляются вверх по трубам, чтобы соответствовать длине винтов домкратов; двое рабочих управляют домкратами и соединяют секции труб по мере их последовательного добавления. Само бурение ведется одновременно внутри труб и нисколько не затрудняется их установкой, что требует лишь труда одного или двух дополнительных рабочих. Рис. 210, 211. Более совершенный и мощный аппарат для вдавливания труб применяется там, где трубы диаметром от 18 до 24 дюймов должны быть установлены на большую глубину, примером чего служит обширная работа в форте Хорс, стоящем в проливе у Госпорта. Этот форт представляет собой огромную круглую башню, как показано на рис. 212; и для снабжения гарнизона пресной водой в мелу пробурена скважина. Чугунный колодец A, состоящий из цилиндров диаметром 6 футов и длиной 5 футов, был опущен на 90 футов в дно пролива в центре форта, и со дна этого колодца в настоящее время ведется бурение скважины диаметром 18 дюймов B. Текущая глубина составляет 400 футов, и скважина на всем протяжении обсажена чугунными трубами толщиной 1 дюйм, соединенными, как описано ранее. Рис. 212. Рис. 213. Метод установки этих труб показан на рис. 213. Две кованые железные колонны C C диаметром 6 дюймов прочно закреплены в показанном положении с помощью отливок, приболченных к фланцам цилиндров A A, образующих колодец, так что обе колонны совершенно жесткие и параллельны друг другу. Отливка D, несущая на своей нижней стороне два 5-дюймовых гидравлических домкрата I I длиной 4 фута, выполнена так, чтобы свободно скользить между колоннами, которые служат направляющими; отверстие в центре этой отливки достаточно велико, чтобы свободно пропустить буровую трубу, и с помощью шплинтов, пропущенных через пазы в колоннах, отливка надежно фиксируется на любой высоте. Вторая отливка E, точно такой же формы, как верхняя, помещается на верхнюю часть труб B B, которые нужно вдавить, при этом на заплечик в верхней части трубы сначала надевается свободная кованая железная муфта, достаточно большая, чтобы предотвратить соскальзывание отливки E по внешней стороне труб; эта отливка или траверса покоится незакрепленной на верхней части трубы и может свободно перемещаться вместе с ней. Гидравлические цилиндры I с полностью вдвинутыми плунжерами опускаются на траверсу E, а верхняя отливка D, к которой они прикреплены, затем прочно закрепляется на колоннах C путем шплинтовки через пазы. Небольшая труба F, имеющая длинное телескопическое соединение, соединяет гидравлические цилиндры I с насосами на поверхности, которые подают гидравлическое давление. Благодаря этому устройству для вдавливания труб в форте Хорс часто прилагалось усилие в 3 тонны на квадратный дюйм, или около 120 тонн в сумме на два плунжера. После того как плунжеры совершили свой полный ход около 3 футов 6 дюймов, давление сбрасывается, и гидравлические цилиндры I с верхней отливкой D сползают вниз по плунжерам, опирающимся на траверсу E, пока плунжеры снова не будут полностью вдвинуты. Затем верхняя отливка D фиксируется в своем новом положении на колоннах C путем закрепления шплинтами, как и прежде, и гидравлическое давление снова подается; и это повторяется до тех пор, пока не будут вдавлены две секции труб, составляющие 18 футов. Весь гидравлический аппарат затем снова поднимается наверх, добавляются еще 18 футов труб, и операция вдавливания возобновляется. Трубы центрируются направляющими в точках G и H (рис. 213), показанными также на планах. Буровые работы ведутся непрерывно во время процесса обсадки трубами, за исключением лишь нескольких минут, когда добавляются новые трубы. Видно, что чугунный колодец в данном случае является конечной опорой, против которой прикладывается давление при вдавливании труб, вместо веса буровой машины с добавлением камней и чугунных чушек, как в случае использования винтовых домкратов; гидравлический метод был разработан специально для работ в Госпорте и показал себя наилучшим образом. Как чугунный колодец, так и скважина полностью защищены от просачивания морской воды путем предварительного заполнения колодца на 30 футов глиной вокруг труб и обеспечения водонепроницаемости самих труб в соединениях во время их сборки. В случае возникновения какой-либо аварии с трубами во время их вдавливания в скважину, требующей их извлечения обратно из скважины, используется когтевой грейфер (рис. 204), имеющий три раздвижных крючкообразных когтя, которые легко скользят вниз внутри трубы и раскрываются при достижении дна; крюки затем выступают под краем трубы, которая таким образом поднимается при подъеме грейфера. В случае, если трубы разъединяются и искривляются во время процесса обсадки, внутрь них опускается длинный выправляющий пробойник (рис. 205), состоящий из толстого куска дерева, обшитого коваными железными полосами; над ним находится тяжелый чугунный блок, вес которого вдавливает пробойник мимо места, где трубы сместились, и тем самым снова выпрямляет их. Хотя существует мало местностей, где геологическая формация не благоприятствует получению чистой воды при достаточно глубоком бурении, все же редко случается, чтобы результатом были самоизливающиеся скважины, подобные тем, что в Париже и Халле. Обычно после того, как водоносные пласты пройдены, уровень, до которого поднимется вода, находится на некоторой глубине ниже поверхности земли; и только с помощью насосов можно поднять желаемый запас воды на поверхность. Поэтому были приняты различные насосные устройства, соответствующие различным встречающимся условиям. Целью настоящей работы не является рассмотрение форм и фитингов насосов, и следующие детали приведены лишь как дополнение к системе Мэзера и Платта. Всегда желательно проходку чугунного колодца, подобного тому, что в форте Хорс, выполнять как можно ближе до уровня, на котором вода стоит в скважине. Проходка такого колодца становится легкой и быстрой операцией с помощью буровой машины при подъеме материала со дна и поддержании сухости для проходчиков с помощью черпака, показанного на рис. 214–216, который поднимает от 50 до 100 галлонов воды в минуту для отвода поверхностного дренажа. После того как колодец был таким образом доведен до уровня воды в скважине, к скважине применяются постоянные насосы следующим образом, причем размер насосов варьируется в зависимости от диаметра скважины. В случае 15-дюймовой скважины цилиндр насоса, состоящий из простой чугунной трубы, скажем, диаметром 12 дюймов и длиной 12 футов, как показано в разрезе на рис. 219, прикрепляется к нижней части чугунных или медных труб, которые на 1/4 дюйма больше в диаметре, чем цилиндр насоса, и соединены вместе секциями с помощью фланцев (рис. 217). Добавляя необходимое количество секций труб сверху, цилиндр насоса опускается на любую желаемую глубину в скважину: чем ближе к глубине водоносных пластов, тем лучше. Самая верхняя секция трубы имеет широкий фланец на верхнем конце, который опирается на подготовленное место на чугунном дне колодца, как показано в точке C на рис. 219. Рис. 214-218. Затем в цилиндр опускается поршень насоса D (рис. 219) с проходом для воды через него и клапаном на верхней стороне, подвешенный на сплошной кованой железной штанге насоса E, которая состоит из секций длиной 30 футов, соединенных право- и левосторонними винтовыми муфтами, как на рис. 218. Второй поршень F аналогичной формы также опускается в цилиндр насоса над первым поршнем и подвешивается на полых штангах G, соединенных способом, только что описанным; внутренний диаметр полых штанг G таков, что муфты сплошных штанг E могут свободно проходить сквозь них. Штанги насоса выводятся вверх по колодцу A на поверхность, где полая штанга верхнего поршня прикрепляется к горизонтальному плечу коленчатого рычага H (рис. 219); а сплошная штанга нижнего поршня, проходя вверх через полую штангу верхнего поршня, подвешивается к горизонтальному плечу второго перевернутого коленчатого рычага K, обращенного к первому рычагу H. Поскольку концы горизонтальных плеч рычагов встречаются над центром колодца, один из них выполнен с вильчатым концом, чтобы позволить другому пройти мимо него. Вертикальные плечи двух рычагов соединены шатуном L, и возвратно-поступательное движение им придается с помощью осциллирующего парового цилиндра M, шток поршня которого прикреплен непосредственно к концу одного из вертикальных плеч; кривошип и маховик N также соединены с рычагами для управления движением в концах хода. При показанной на рисунке пропорции 3 к 4 между горизонтальными и вертикальными плечами коленчатых рычагов ход парового поршня в 5 футов 4 дюйма дает ход насоса в 4 фута. Возвратно-поступательное движение перевернутых коленчатых рычагов заставляет два поршня всегда двигаться в противоположных направлениях, так что они встречаются и расходятся при каждом ходе двигателя. В результате получается непрерывный поток воды, ибо когда верхний поршень опускается, нижний поршень поднимается и подает свою воду через верхний поршень; а когда верхний поршень поднимается, он поднимает воду над собой, в то время как нижний поршень опускается, и вода поднимается через опускающийся нижний поршень, чтобы заполнить пространство, оставленное между двумя поршнями. Таким образом достигается эффект насоса двойного действия. Рис. 219. Хотя таким образом получается непрерывная подача воды в равном количестве при каждом ходе, на практике обнаруживается, что в каждом конце хода возникает сильный удар вследствие того, что оба поршня начинают и останавливаются одновременно, заставляя весь столб воды останавливаться и снова приходить в движение при каждом ходе. Поскольку воздушный колпак для поддержания движения воды в такой ситуации неприменим, было принято модифицированное устройство двух коленчатых рычагов, которое отвечает цели, заставляя каждый поршень в начале своего хода вверх снимать нагрузку с другого, прежде чем ход вверх последнего будет завершен. Таким образом, удается избежать всех ударов, так как первый поршень мягко и постепенно разгружает второй, прежде чем начнется обратный ход второго. Рис. 220, 221. Увеличенное изображение (254 кБ) В этом усовершенствованном насосном механизме, который показан на рис. 220, 221, два коленчатых рычага H и K, приводящие в действие поршни насоса, центрированы один над другим, причем верхний из них перевернут; вертикальные плечи имеют пазы, и оба приводятся в действие одним и тем же кривошипным пальцем, работающим в пазах, при этом вращение кривошипа таким образом придает колебательное движение двум рычагам в пределах дуг, показанных пунктирными линиями на рис. 220. Сплошная штанга насоса E, подвешивающая нижний поршень D, прикреплена к верхнему коленчатому рычагу K, а полая штанга G верхнего поршня подвешена к нижнему рычагу H; коленчатый вал J, работающий с рычагами, заставляется вращаться в направлении, показанном стрелкой на рис. 220, с помощью зубчатой передачи, приводимой в действие горизонтальной паровой машиной P. Результатом этого устройства является то, что при вращении кривошипа мертвая точка одного из рычагов проходится до того, как будет достигнута мертвая точка другого; так что поршень, который первым останавливается в конце своего хода, снова приводится в движение до того, как второй поршень остановится. Таким образом, при ходе подъема нижнего поршня, приводимого в действие верхним рычагом K, поршень при подъеме достигает только положения, показанного в D на рис. 220, в момент, когда верхний поршень, приводимый в действие нижним рычагом H, достигает нижней точки своего хода, и нижний поршень D, который все еще поднимается, продолжает поднимать до тех пор, пока не достигнет своего самого высокого положения, к какому времени верхний поршень уже хорошо вошел в движение в своем ходе вверх и в свою очередь поднимает воду. ГЛАВА VII. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕННЫХ СКВАЖИН И РАЙОНОВ, СНАБЖАЕМЫХ СКВАЖИНАМИ. Пермские пласты. Дарем. — Большие количества воды выкачиваются из нижнего пермского песчаника под магнезиальным известняком этого графства и используются для снабжения городов Сандерленд, Саут-Шилдс, Джарроу и многих деревень. Количество, рассчитанное Даглишем и Фостером как достигающее пяти миллионов галлонов в день, получается с площади в пятьдесят квадратных миль, перекрывающей угольные пласты. Уровень воды в породе этими операциями не был понижен. Вдоль побережья он соответствует среднему уровню прилива, а в глубине страны поднимается до уровня 180 футов. В угольных пластах ниже воды мало, и та, что есть, соленая. Седжвик приводит следующие пласты: красные гипсоносные мергели — 100 футов; тонкослоистый серый известняк — 80 футов; красные гипсоносные мергели, слегка соленые — 200 футов; магнезиальный известняк — 500 футов; мергелистый сланец — 60 футов; нижний красный песчаник — 200 футов. Ковентри. — Уорикшир. Город снабжается 750 000 галлонов воды в день из двух скважин, пробуренных в дне резервуара. Скважины имеют диаметр соответственно 6 и 8 дюймов и глубину 200 и 300 футов. Город расположен на пермской формации, но Лэтем утверждает, что запас получается из красного песчаника, и, согласно сделанным наблюдениям, было установлено, что две скважины дают воду со скоростью 700 галлонов в минуту. Триасовые пласты. Биркенхед. — Здесь есть несколько глубоких скважин, принадлежащих местному совету Транмира, комиссарам Биркенхеда и компании Wirral Water Company, дающих в общей сложности около 4 000 000 галлонов в день. Рис. 222, 223 показывают разрез и план скважины № 2 или новой машинной скважины на водопроводных сооружениях Биркенхеда. Шахта имеет диаметр 7 футов на глубине 105 футов, со скважиной 26 дюймов на 35 футов, 18 дюймов на 16 футов, 12 дюймов на 99 футов и 7 дюймов на 150 футов, или общая глубина от поверхности 405 футов. Уровень воды составляет около 95 футов от поверхности, когда двигатель не работает. На верхнем уровне воды, показанном в 26-дюймовой скважине, дебит составлял 1 807 400 галлонов за двадцать четыре часа, на нижнем уровне — 2 000 000 галлонов за то же время. На уровне воды, указанном в 7-дюймовой скважине, вода была встречена в больших количествах. Старая машинная скважина почти идентична. Рис. 222-226. Увеличенное изображение (363 кБ) Рис. 222. Новая машинная скважина, водопроводные сооружения Биркенхеда. Рис. 223. ПЛАН. Рис. 224. Скважина на пивоварне Аспиналла, Биркенхед. Рис. 225. ПЛАН. Рис. 226. Увеличенные части: в A. A, в B. B, в C. C, в D. D, в E. E. Рис. 224, 225 — это разрез и план, а рис. 226 — увеличенные части скважины на пивоварне Аспиналла в Биркенхеде. Она состоит из неглубокой шахты диаметром 5 футов с креплением стенок, продолженной с помощью железных цилиндров диаметром 3 фута 3 дюйма и глубиной 50 футов. Когда был встречен песок с большим количеством воды плохого качества, от точки A A была введена серия обсадных труб, пространство между которыми и цилиндрами было заполнено бетоном. Трубы были прекращены у песчаника, а самая нижняя часть скважины диаметром 3 дюйма не обсажена. Вода переливается через край. Рис. 227, 228 — это разрез и план скважины на пивоварне Кука в Биркенхеде. Шахта имеет диаметр 6 футов, облицована 9-дюймовым креплением стенок и имеет глубину 66 футов. На расстоянии 29 футов от поверхности она расширена с целью обеспечения увеличенного места для хранения воды. На дне шахты имеется 16-дюймовая труба глубиной 49 футов, продолженная 12-дюймовой скважиной на 13 футов в красный песчаник. Уровень воды находится на расстоянии 27 футов от поверхности земли. Бирмингем. — Из 7 000 000 галлонов воды в день, поставляемых городу в 1865 году компанией Waterworks Company, 2 000 000 были получены из скважин в новом красном песчанике. В том же году был принят закон, разрешающий проходку нескольких новых скважин, благодаря чему количество может быть значительно увеличено. Бертон-он-Трент. — Рис. 229 представляет собой разрез скважины на пивоварне London and Colonial Brewery. При строительстве этой скважины были приняты чрезвычайные меры предосторожности, чтобы получить воду из нижних пластов, совершенно свободную от примесей воды сверху. Имеется шахта с креплением стенок, внутри которой находится железный цилиндр, а он, в свою очередь, облицован кирпичным креплением стенок с бетонной засыпкой. Скважина глубиной 182 фута и диаметром 4 дюйма полностью обсажена медными трубами. В верхней части скважина окружена короткой трубой, на которой нарезана резьба, так что при необходимости можно прикрутить трубу вверх до поверхности. Вода поднимается до уровня 6 футов 3 дюйма от поверхности земли. Рис. 230 — это увеличенный разрез устройств в верхней части скважины, а рис. 231 — увеличенный разрез трубных соединений. Кру. — Чешир. Очень обильный запас воды для снабжения города и заводов Кру получается из скважины, пробуренной в новом красном песчанике. Говорят, что вода очень чистая, и из анализа доктора Зейдлера следует, что в галлоне содержится всего 6,10 грана твердых веществ. Лемингтон. — Скважина в этом городе расположена у подножия Ньюболд-Хилл, имеет диаметр 5 футов и глубину 50 футов. На дне скважины пробурена скважина, частично 18 дюймов, а остальная часть 12 дюймов в диаметре, на глубину 200 футов. Она проходит через чередующиеся пласты мергеля и песчаника, и встреченная поверхностная вода была отсечена кирпичной кладкой или глиняным замком. Дебит составляет около 320 000 галлонов за двадцать четыре часа. До того, как эта скважина была сделана, было выполнено пробное бурение, разрезы которого показаны на рис. 232, 233. Это бурение было обсажено железными трубами диаметром 9 дюймов на 17 футов, внутри них — 8 дюймов на 22 фута 9 дюймов, а внутри них — 5-дюймовая труба. Оно было продолжено 5-дюймовой скважиной, уменьшенной до 4 1/2 дюймов, а на дне — до 3 дюймов. Рис. 227-231. Увеличенное изображение (359 кБ) Рис. 227. Скважина на пивоварне Кука, Биркенхед. Рис. 228. ПЛАН A.B. Рис. 229. Скважина на пивоварне London and Colonial Brewery, Бертон-он-Трент. Рис. 230. Верх скважины. Рис. 231. Увеличенный разрез трубных соединений. Ливерпуль. — Старейшие скважины находятся в Бутле, к северу от города; они состояли в первом случае из трех выработок или раскопок в породе, покрывающих около 10 000 футов площади и глубиной около 26 1/2 футов. Они были покрыты деревянными или шиферными крышами, и в них было пробурено 16 скважин различного диаметра и глубиной от 13 до 600 футов. В 1850 году дебит одной из этих скважин составлял 921 192 галлона за двадцать четыре часа, а общий дебит за то же время — всего 1 102 065. Вода собиралась в выработках и передавалась по туннелю длиной 255 футов в скважину диаметром 8 футов и глубиной 50 футов, из которой она выкачивалась. Дебит скважины в Бутле в 1865 году составлял 643 678 галлонов в день. С этого времени была пробурена новая скважина овальной формы, 12 на 9 футов и глубиной 108 футов, и по ее завершении дебит поднялся до 1 575 000 галлонов в день, но он снова значительно уменьшился. Скважины Грин-Лейн были начаты в 1845 году, поверхность находилась на 144 фута выше уровня моря, а их глубина составляла 185 футов, или 41 фут ниже уровня моря. Горизонтальные выработки простираются в общей сложности на 300 футов от шахт в различных направлениях, причем три отдельные шахты выведены на поверхность. Сначала дебит составлял 1 250 000 галлонов в день. Затем скважина диаметром 6 дюймов была пробурена на глубину 60 футов от дна колодца, после чего дебит увеличился до 2 317 000 галлонов. В июне 1856 года скважина была расширена до 9 дюймов и углублена еще на 101 фут, когда дебит достиг своего нынешнего уровня — более 3 000 000 галлонов в день. Большое количество воды, даваемое скважиной Грин-Лейн, вероятно, связано с наличием крупного разлома, который, как считается, проходит в северо-западном направлении мимо скважины. В 1869 году скважина диаметром 24 дюйма в верхней части, уменьшающаяся до 18 дюймов в диаметре, была пробурена со дна новой шахты глубиной 174 фута до глубины 310 футов, и дополнительное количество воды, полученное из новой скважины, составило около 800 000 галлонов в день. Скважина станции Виндзор имеет овальную форму, 12 на 10 футов и глубину 210 футов, с длиной горизонтальных выработок 594 фута и скважиной диаметром 4 дюйма и глубиной 245 футов. Дебит составляет 980 000 галлонов в день. Скважина Дадлоу-Лейн также овальная, 12 на 9 футов, и пробурена на глубину 247 футов от поверхности земли. Горизонтальные выработки были пройдены со дна скважины на общую длину 213 футов, а 18-дюймовая скважина была пробурена на глубину 196 футов от дна скважины, которая находится преимущественно в плотной твердой породе с редкими белыми пластами, из которых в основном получается вода. Дебит составляет почти 1 500 000 галлонов в день. Рис. 232, 233. Пробное бурение для скважины в Лемингтоне. Увеличенное изображение (352 кБ) Общий еженедельный запас воды из скважин в Ливерпуле составляет более 41 000 000 галлонов, и существует также большое количество частных скважин, берущих воду из песчаника, и их запас можно грубо оценить в 30 000 000 галлонов в неделю. Рис. 234. План скважин в Лонгтоне. Лонгтон, Стаффордшир. — Гончарный район получает часть своего запаса из серии скважин в Лонгтоне, которые показаны на схематическом плане разреза, рис. 234. Скважина, обозначенная № 1, имеет диаметр 12 футов и глубину 135 футов в новом красном песчанике. По завершении вода поднялась до уровня 35 футов от поверхности. Стоимость первых 45 футов составляла 3 фунта 10 шиллингов за ярд; вторых 45 футов — 6 фунтов 10 шиллингов за ярд; и третьих 45 футов — 9 фунтов за ярд. Когда эта скважина была на глубине 36 футов, было встречено большое количество воды, поэтому на этой глубине была пройдена горизонтальная выработка в направлении скважины № 2; она через 30 футов прошла через разлом, который осушил воду, и проходка № 1 была продолжена. После того как двигатель был установлен и некоторое время откачивал воду, было предложено пройти горизонтальные выработки со дна; но из-за того, что насосы занимали так много места в шахте, не было достаточно места для проведения проходческих работ, и поэтому скважина № 2 была пробурена для удобства по цене около 30 шиллингов за ярд. Когда № 2 была на глубине 54 фута, была пробурена пробная скважина диаметром 3 дюйма, и вода поднялась струей высотой около 3 футов. Затем скважина была продолжена до уровня № 1, и между двумя шахтами была пройдена горизонтальная выработка длиной 39 футов. В № 2 теперь на дне имеется 12-дюймовая скважина глубиной 54 фута. Рис. 235. Скважина на заводе Bolckow and Vaughan, Мидлсбро. Увеличенное изображение (270 кБ) Рис. 237. Рис. 238. Рис. 236. Скважина на заводе Bolckow and Vaughan, Мидлсбро. Увеличенное изображение (284 кБ) Горизонтальные выработки также были пройдены к западу и северу от скважины № 2 по цене 30 шиллингов за ярд. Западная выработка имеет длину 213 футов, пройдена с небольшим подъемом и дала много воды. Есть две северные выработки, идущие в направлении железной дороги, одна над другой. Нижняя была пройдена на уровне дна шахты, но воды не встречено; верхняя находится в 36 футах от поверхности и предназначена для отвода излишков воды к линии керамических труб, которые проложены вдоль железной дороги к низкоуровневому резервуару. В восточной выработке имеется подъем на 4 фута из-за характера пластов; и после того, как она была пройдена на 510 футов, была пробурена скважина № 3 для вентиляции и извлечения материала. Был пройден пласт очень твердого песчаника длиной 63 фута, стоимость 4 фунта 10 шиллингов за ярд, а за ним пошел мергель, в котором проходка стоила 45 шиллингов за ярд. Эта выработка была продолжена на 330 футов за № 3, и было пробурено вентиляционное отверстие диаметром 3 дюйма глубиной 126 ярдов, но воды не встречено. Пласт твердого песчаника был также найден при проходке нижней северной выработки, которая была прекращена после прохождения в него на 5 или 6 футов. Дебит из этих скважин составляет около 600 000 галлонов в день, и недавно новая скважина у № 3, достигнув 350 футов, дала еще около 380 000 галлонов в день дополнительно. Лик. — Водопроводные сооружения гончарного района также имеют скважины на источниках Уоллгрейндж, недалеко от Лика; они поднимаются из конгломератовых пластов и, как утверждается, дают 3 000 000 галлонов ежедневно. Вода из этих источников перекачивается в резервуар Лэддеридж и оттуда распределяется в город Ньюкасл-андер-Лайм и гончарный район. Рис. 239, 240. Скважина в Россе, Херефордшир. Увеличенное изображение (298 кБ) Мидлсбро. — Рис. 235–238 — это разрезы и планы скважины на заводе Messrs. Bolckow and Vaughan, Мидлсбро, сделанные под руководством С. К. Хомершема, инженера-строителя. Сначала была пробурена пробная скважина на глубину 398 футов 6 дюймов, а затем Messrs. Docwra and Son была пройдена шахта на эту глубину через чередующиеся пласты глины, песка, гипса и песчаника. На дне шахты с помощью аппарата Мэзера и Платта была пробурена скважина диаметром 18 дюймов на глубину 1312 футов; первые 1160 футов которой проходили через новый красный песчаник, перемежающийся пластами глины, белого песчаника, красного мергеля и гипса. Затем последовали 40 футов гипса, твердого белого песчаника и известняка; и оставшиеся 100 футов проходили через красный песчаник, чистую соль, редкие слои известняка, а затем соль до самого дна. Общее время, затраченное на проходку этой скважины, составило 510 дней, или в среднем 2 фута 5 дюймов в день. Росс, Херефордшир. — Скважина на пивоварне Alton Court Brewery показана на рис. 239, 240. Шахта диаметром 5 футов и глубиной 27 футов имеет крепление стенок из 9-дюймовой кирпичной кладки на расстоянии 17 футов. На дне находится 12-дюймовая скважина глубиной 100 футов 9 дюймов, не обсаженная. Вода обильна. На уровне скважины была пройдена горизонтальная выработка высотой 6 футов, шириной 5 футов и длиной 27 футов, чтобы обеспечить место для хранения. Вулверхэмптон. — Этот город частично снабжается из скважин, пробуренных в новом красном песчанике. Имеется две шахты диаметром 7 футов и глубиной 300 футов, горизонтальная выработка длиной 459 футов, и в ней бурение на 390 футов. Дебит при первом завершении составлял 211 000 галлонов в день. Рис. 241, 242. Колодец в Суонидже, графство Дорсет. Увеличенное изображение (329 кБ) Сент-Хеленс, графство Ланкашир. Снабжается примерно 570 000 галлонов воды в сутки из двух колодцев глубиной по 210 футов каждый, пройденных в новом красном песчанике. В нижней части каждого колодца имеется буровая скважина. Оолитовые пласты. Нортгемптон. Колодец на водопроводной станции имеет глубину 253 фута 3 дюйма (проходка и бурение) в лейасовых отложениях. Ствол закреплен кирпичной кладкой и железными цилиндрами в следующем порядке: на глубине 16 футов 9 дюймов колодец имеет диаметр 7 футов 6 дюймов и облицован кирпичной кладкой; на этой глубине установлены два чугунных цилиндра диаметром 5 футов 6 дюймов, за которыми снова следует кирпичная кладка толщиной 9 дюймов, начинающаяся с внутреннего диаметра 5 футов 6 дюймов и расширяющаяся до 7 футов 6 дюймов. Дно ствола выложено кирпичом на глубине 120 футов от поверхности. В этой точке начинается буровая скважина, которая на первых 31 футе облицована 14-дюймовыми трубами, выступающими в ствол на 5 футов над уровнем дна. Оставшаяся часть скважины длиной 102 фута имеет диаметр 9 дюймов. Суонидж, графство Дорсет. На разрезе и плане (рис. 241, 242) представлен колодец в Суонидже, пройденный на глубину 60 футов и пробуренный на 53 фута; обсадная труба выступает на 8 футов в ствол, который имеет диаметр 5 футов 6 дюймов и облицован 9-дюймовым креплением стенок. Пройденные пласты представляют собой глины и известняки, которые, возможно, относятся к пурбекским слоям. Сначала этот колодец давал мало воды или не давал ее вовсе, но в настоящее время он обеспечивает достаточный приток. Меловые пласты. Бишопс-Стортфорд. Водопроводная станция и колодец расположены к западу от города, рядом с фермерскими постройками, известными как Марш-Барнс. Глубина ствола составляет 160 футов, буровой скважины — 140 футов. Ниже приводится разрез пластов:   Feet. Boulder Clay   17 London Clay, 54 feet;—   Brown Clay   14 Black Clay     2 Black Sandy Loam, with iron pyrites   12 Black Clay, with lignite   11 Dark Grey Sand, with large pieces of sandstone and shells   15 Reading Beds, 451⁄2 feet;—   Black Clay     2 Brown Clay   20 Light Brown Sand         01⁄2 Variegated Sand   18 Brown Clay     4 Flints and Pebbles     1 To Chalk    1161⁄2 Chalk    1831⁄2 Total 300 Вода поднимается до уровня 140 футов от поверхности земли. Дебит составляет 10 000 галлонов в минуту; из скважины поступает только 25 галлонов в минуту, остальное — из горизонтальных выработок, пройденных соответственно в северном и южном направлениях на глубине 154 фута. Брейнтри. Колодец, пройденный для местного совета, находится в поле рядом с ручьем Подс-Брук. Ствол имеет диаметр 8 футов, закреплен 9-дюймовой кладкой и доведен до глубины 55 футов, остальная часть колодца пробурена. Пласты: Drift, 14 feet;— Feet. Sandy Gravel     5 Drift Clay     9 London Clay, 136 feet;—   Clay, with sand, shells, and septaria, the bottom part more sandy 126 Dark Sand, with a few shells, yielding much water   10 Reading Beds, 45 feet;—   Mottled Plastic Clays, getting more sandy lower down, and with specks of chalk   44 Coarse Black Sandy Clay     1 Thanet Sand (?), 33 feet;—   Light-coloured Sands, firm and hard, getting darker and more friable lower down   20 Light-coloured Sands, firm, changing to coarse and dark   13 To Chalk 228 Chalk, with much water, rising to about 12 feet from the surface   17 Total 245 The level of the ground is 140 feet above the sea-level; water stands 29 feet deep; yield about 11,500 gallons an hour. Брайтон. Этот город всегда снабжался водой из колодцев, пройденных в мелу. Один колодец расположен рядом с дорогой Льюис-Роуд и имеет общую протяженность горизонтальных выработок 2400 футов, пройденных параллельно морю на уровне береговой линии при отливе. Эти выработки пересекают множество трещин и существенно увеличивают дебит. Второй колодец был пройден в 1865 году в Голдстоун-Боттом, и от него были проложены горизонтальные выработки протяженностью около четверти мили поперек долины параллельно морю. Голдстоун-Боттом представляет собой естественную впадину в мелу, самая низкая сторона которой, ближайшая к морю, более чем на 60 футов выше середины или дна впадины. Вода, как и на Льюис-Роуд, добывается из трещин, идущих в основном под прямым углом к береговой линии, но они гораздо большего размера и находятся на значительно большем расстоянии друг от друга; тогда как в колодце на Льюис-Роуд редко удавалось пройти 30 футов выработок, не встретив трещины, а дебит самой крупной из них составлял не более 100–150 галлонов в минуту. В Голдстоуне было пройдено почти 160 футов без какого-либо результата, а затем была вскрыта огромная трещина, которая сразу дала почти 1000 галлонов в минуту; такой же интервал был обнаружен между ней и следующей трещиной, которая была почти такой же емкости. Общая длина выработок в Голдстоун-Боттом составляет 13 000 футов. Дебит каждого колодца составляет около 3 000 000 галлонов в сутки. Челмсфорд. Колодец, принадлежащий местному совету здравоохранения, расположенный в Моулшеме, дает около 95 000 галлонов воды в сутки. Он пройден на глубину 200 футов, остальная часть пробурена. Сначала вода переливалась через край, но теперь, когда колодец используется и из него ведется откачка, вода поднимается только до 76 футов от поверхности. Были вскрыты следующие пласты:     Feet.  In. Black Soil (Mould)     3  0 Drift, 631⁄2 feet;—   Yellow Clay     2  6 Gravel   12  6 Quicksand   44  6 Sand, with stones     4  0 London Clay, 1861⁄2 feet;—   Clay 104  0 Clay, with sand   50  0 Dark Sand   12  6 Clay Slate (? septaria)     0  9 Clay and Shells     4  0 Clay Slate (? septaria)     0  3 Dark Sand and Clay     9  6 Sand and Shells     4  0 Pebbles     1  6 Woolwich Beds;—   Sand     7  0 Red Clay   12  0 Clay and Sand   64  0 Dark Thanet Sand   30  0 To Chalk 366  0 Chalk, 202 feet;—   Chalk   88  0 Rubble     1  0 Chalk 113  0 Total 568  0 Чешант, компания «Нью-Ривер». Расположен у машинного отделения между двумя резервуарами. Колодец имеет глубину 171 фут и закреплен частично кирпичной кладкой, частично железными цилиндрами. На глубине 12 футов колодец имеет диаметр 11 футов 6 дюймов и закреплен 14-дюймовой кирпичной кладкой; на дальнейшую глубину 44 фута он имеет диаметр 9 футов и закреплен 9-дюймовой кирпичной кладкой; из этих 44 футов 41 фут облицован чугунными цилиндрами диаметром 8 футов, которые также доведены до глубины 105 футов от поверхности. Используется пятнадцать цилиндров такого размера, за которыми следуют другие диаметром 6 футов 10 дюймов, их используется шесть; за ними следуют два цилиндра диаметром 6 футов. Все цилиндры имеют высоту 6 футов. Дно последнего цилиндра находится на глубине 118 футов от поверхности, где они опираются на основание из 9-дюймовой кирпичной кладки высотой 7 футов. В нижней части 6-футовых цилиндров колодец расширяется в форме конуса до 12 футов 6 дюймов в диаметре у дна, которое находится на 26 футов ниже дна 6-футового цилиндра. В центре колодца была пробурена скважина диаметром 3 дюйма и глубиной 27 футов, а на уровне дна колодец снабжен горизонтальными выработками. Section of Strata.   Feet.  In. Surface Earth     1  6 Gravel     8  0 London Clay, 47 feet;—   Blue Clay   45  0 Yellow Clay     2  0 Reading Beds, 51 feet;—   White Sand   12  0 Dark Sand   39  0 To Chalk 107  6 Chalk   63  6 Total 171  0 Доркинг, графство Суррей, получает водоснабжение из колодца, пройденного в выход пласта нижнего зеленопесчаника на южной стороне города. Ствол имеет диаметр 11 футов и глубину 160 футов, закреплен 9-дюймовой кладкой «насухо». Дебит составляет не более 30 галлонов в минуту из-за неудачного расположения колодца, но его можно было бы значительно увеличить при использовании соответствующих методов. Водопроводная станция Харроу. Колодец расположен в 430 ярдах к западу от церкви. Поверхность земли находится на 226 футов выше ординара артиллерийского ведомства. Ствол пройден на 193 1/2 фута; остальное — буровая скважина. В пласте темно-красного песка на глубине 144 фута вода была очень загрязненной. Пласты:     Feet.  In. Light Blue Clay, with light-coloured stone   19  11 Brown Clay, with white stone   54  11 Dark Mottled Clay   15    0 Similar Clay, with dark and green sand     4    0 The same, very hard     3    0 The same, very hard, and dark sand     2    0 Lighter-coloured Hard Clay     5    0 The same, and dark sand     6    0 Large Pebbles     0    6 Clay and Sand     5    0 Light Blue Clay     0    4 Light-coloured Stone, with red and blue spots     1    3 Mottled Clays     7  11 Yellow, Light Blue, and Green Clay     1    0 Dark Green Clay, with black veins and spots     5    0 Blue Clay     1    6 Very Hard Brown, Yellow, and Blue Clay     4    0 Light Brown Running Sand, with water     2    6 Hard Mottled Clays     6    6 Light Brown Dead Sand     8    8 Black Peat, with dark pebbles     0    6 Brown and Green Gravel, with flints     3    2 Green Clay     0    4 To Chalk 158    6 Chalk, with beds of flint 4 to 15 inches in thickness, 15 to 24 inches apart; 3951⁄2 feet down, from surface, a bed of flint 6 feet thick 254    0 Total 412    6 Вода поднимается на высоту 125 футов ниже поверхности. Дебит составляет около 190 галлонов в минуту. Рис. 243–245. Колодец в Хайбери. Увеличенное изображение (366 кБ) Хайбери, графство Мидлсекс. Колодец в резиденции Г. Райдона, эсквайра, Нью-Парк. Рис. 243–245. Ствол имеет диаметр 4 фута 6 дюймов и глубину 136 футов, закреплен 9-дюймовой кладкой на цементном растворе. Бурение было начато 12-дюймовым долотом, но характер грунта был таков, что пришлось выполнить последовательные уменьшения диаметра, показанные на увеличенном разрезе обсадных труб (рис. 245). В мелу бурение продолжалось около 48 футов без обсадки. Пройденные пласты: Gravel     3 feet. London Clay, 111 feet;—   Blue Clay 110   „ Claystone     1   „ Reading and Thanet Sand, 85 feet;—   Mottled Clay   25   „ Coloured Sand   60   „ To Chalk 199   „ Chalk   50   „ Total 249   „ Кентиш-Таун. Этот колодец был пройден в предположении, что, поскольку выход подмеловых формаций был непрерывным по краю мелового бассейна, окружающего и подстилающего лондонские третичные отложения (за исключением восточной границы), эти подмеловые формации будут обнаружены под Лондоном, точно так же, как они были обнаружены в Париже. Это подтвердилось до прохождения гольта, после чего была встречена серия песчаников и глин, занимающих место нижнего зеленопесчаника, но явно имеющих более древний геологический характер и обладающих многими чертами нового красного песчаника. Рис. 246, 247. Бурение в Кентиш-Тауне, Лондон. Поверхность земли (рис. 246) находится на 174 фута выше отметки высокого уровня Темзы. Ствол пройден на 539 футов; остальное пробурено. Следующее подробное описание пластов принадлежит Прествичу. Рис. 248, 249. Бурение в Кентиш-Тауне, Лондон — продолжение. London Clay, 236 feet;— Feet. In. Yellow Clay 30 6 Blue Clay, with septaria 205 6 Reading Beds, 611⁄2 feet:—     Red, Yellow, and Blue Mottled Clay 37 6 White Sand, with flint pebbles 0 6 Black Sand, passing into the bed below 2 0 Mottled Green and Red Clay 1 0 Clayey Sand 3 0 Dark Grey Sand, with layers of clay 9 6 Ash-coloured Quicksand 6 6 Flint Pebbles 1 6 Thanet Sand, 27 feet;—     Ash-coloured Sand 10 0 Clayey Sand 4 0 Dark Grey Clayey Sand 11 0 Angular Green-coated Flints 2 0 Chalk, with Flints (? Upper Chalk), 2441⁄2 feet;—     Chalk, with flints 119 6 Hard Chalk, without flints 8 0 Chalk, softer, with a few flints 31 6 Nodular Chalk, with three beds of tabular flints 13 6 Chalk, with layers of flint 32 6 Chalk, with a few flints and patches of sand 9 6 Very Light-grey Chalk, with a few flints 30 0 Chalk, without Flints (Lower Chalk), 341 feet;—     Light Grey Chalk, and a few thin beds of marl 133 0 Grey Chalk Marl, with compact and marly beds and occasional pyrites   161   0 Grey Marl 20 0 Harder Grey Marl, rather sandy and with occasional pyrites   27   0 Chalk Marl, 591⁄4 feet;—     Hard Rocky Marl (? Tottenhoe Stone) 0 6 Bluish Grey Marl, rather sandy, lower part more clayey 58 9 Upper Greensand;—     Dark Green Sand, mixed with grey clay 13 9 Gault, 1301⁄2 feet;— Bluish Grey Micaceous Clay, slightly sandy 39 0 The same, with two layers of clayey greensand 6 7 Micaceous Blue Clay; at base a layer full of phosphatic nodules   84   11 Lower Greensand (?), 1881⁄2 feet;—     Red and Yellow Clayey Sand and Sandstone 1 0 Compact Red Clay, with patches of variegated sandstone 4 0 Dark Red Clay 4 7 Red Clay, Whitish Sand, and Mottled Sandstone 3 0 Hard Red Conglomerate, with pebbles from the size of a marble to that of a cannon-ball   2   0 Micaceous Red Clay, mottled in places 26 0 Layers of White Sandstone and Red Sand 3 8 Mottled Sandstone 0 4 Red Sand and Sandstone, with pebbles (a spring) 2 0 Layers of Red Sandstone and White Sand 4 0 Pebbly Red Sand and Sandstone 1 0 White and Red Sandstone 5 0 Fine Light Red Sand 2 9 Hard Sandstone 0 3 Very Fine Light Red Sand 4 0 Red Clay 2 0 Clayey Sand 1 3 Red Sandy Micaceous Clay, with sandstone 2 5 Compact Hard Greenish Sandstone 10 0 Very Micaceous Red Clay 1 0 Grey and Red Clayey Sand 1 1 Light-coloured Soft Sandstone 2 1 Red Sand and Sandstone 6 2 Greenish Sandstone 4 0 White and Grey Clayey Sand, with iron pyrites 2 0 Reddish Clayey Sand, with layers of sandstone 3 8 Micaceous Red Clay 18 4 Greenish Sandstone 0 5 Red Mottled Micaceous Clay, with patches of sand 34 6 Red Quartzose Micaceous Sandstone 2 0 Brownish-red Clayey Sand and Sandstone 4 0 Very Hard Micaceous Sandstone, with pebbles of white quartz   4   0 Light Red Clayey Sand 10 0 Red Micaceous Quartzose Sandstone 8 0 Light Red Clayey Sand, small fragments of chalk 2 0 Whitish and Greenish Hard Micaceous Sandstone 6 0 Total 1302 0 Гравюры (рис. 246–249), выполненные по данным Дж. Р. Бернелла, не совсем совпадают с разрезом Прествича, но в основном они схожи. Следующая сводка может оказаться полезной:   Feet. In. London Clay 236 0 Lower London Tertiaries 88 6 Chalk 644 9 Upper Greensand 13 9 Gault 130 6 Lower Greensand (?) 188 6 Рис. 250. Колодец в Мичелмерше. Мичелмерш, графство Гэмпшир. На рис. 250 показан разрез колодца в этой деревне, выполненного в практике автора. Ствол имеет диаметр 4 фута 6 дюймов и глубину 400 футов, закреплен 9-дюймовой кладкой как выше, так и ниже мела, причем верхний ряд имеет цементные кольца через каждые 12 дюймов. Вскрытые пласты:   Feet. In. Surface Soil 4 0 Dark Clay 27 0 Chalk 250 0 Band of Calcareous Sand 2 6 Upper Greensand 17 0 Total 300 6 Вода поднимается в стволе примерно на 19 футов и является обильной, хотя до настоящего времени ее количество не проверялось. Майл-Энд, графство Мидлсекс. Колодец на пивоварне Charrington, Head and Co. Рис. 251–253. Поверхность находится на 33 1/2 фута выше отметки высокого уровня Тринити. В верхней части имеются три железных цилиндра, установленные на 9-дюймовой кирпичной кладке, которая доведена до пестрой глины. 9-дюймовый железный цилиндр, частично поддерживаемый штангами с поверхности, поднимается на 28 футов в кирпичный ствол, в который он встроен с помощью колец. Другой железный цилиндр доведен до мела, пространство между цилиндрами заполнено бетоном. Пройденные пласты:   Feet. In. Made Earth 7 0 Valley Drift, 6 feet;—     Sand 3 0 Gravel 3 0 London Clay, 86 feet;—     Blue Clay 7 0 Hard Brown Clay, with claystones 68 0 Brown Sandy Clay 2 0 Hard Brown Sandy Clay, rotten at bottom 9 0 Woolwich and Reading Beds 63 0 Thanet Sand, 40 feet;—     Green Sand 2 0 Brownish-green Quicksand and Pebbles 2 0 Brown Sand 2 0 Grey and Brownish-green Sand 2 0 Green Sand and Pebbles 2 0 Brown Sand 2 0 Green Sand and Pebbles 15 0 Grey Sand and small Pebbles 2 0 Dark Grey and Green Sand 10 6 Green Sand and Green-coated Flints 0 6 To Chalk 202 0 Chalk Flints 0 6 Hard Chalk and Water 2 0 Total 204 6 The water-level is some 103 feet from surface, and the yield 60,000 to 70,000 gallons a day. Рис. 251–253. Колодец на пивоварне Charrington, Майл-Энд. Увеличенное изображение (280 кБ) Норидж. Колодец на заводе Coleman. После нескольких футов аллювия буровой снаряд прошел через твердый мел с кремнями на расстоянии около 6 или 7 футов друг от друга на глубину 700 футов, за исключением 10 футов на глубине 500 футов, где порода была мягкой и ржавого цвета; далее кремни стали гуще, а именно на расстоянии около 4 футов друг от друга до глубины 1050 футов. После этого было пройдено 102 фута мела, свободного от кремней, до верхнего зеленопесчаника (пласт около 6 футов), а затем гольта на 36 футов. Вся скважина заполнена водой до уровня 16 футов от поверхности. Разрез пластов:   Feet. Alluvium 12 Hard Chalk, with flints 483 Soft Chalk 10 Hard Chalk 190 Hard Chalk, flints closer 350 Chalk without flints 102 Upper Greensand 6 Gault 36 Total 1189 Париж. Колодца, пройденные в Парижском бассейне, разрез которого показан на рис. 254, очень многочисленны, и многие из них имеют большую глубину. Рис. 255 представляет собой план, указывающий положение основных колодцев, а рис. 256–258 — разрезы, дающие сводку о характере и мощности пройденных формаций. Рис. 254. Геологический разрез от Ниора до Вердена через Парижский бассейн. Горизонтальный масштаб: 90 миль в дюйме. Вертикальный масштаб: 1500 футов в дюйме. Увеличенное изображение (201 кБ) Для бурения этих колодцев пришлось использовать специальные инструменты, которые уже были подробно описаны в гл. VI. В 1867 году Дру вел строительство большого артезианского колодца в Бют-о-Кай (рис. 255) для водоснабжения города Парижа, который предполагалось довести через зеленопесчаник до глубины 2600 или 2900 футов, чтобы достичь портландского известняка. В 1867 году глубина бурения составляла 490 футов, а диаметр — 47 дюймов. В течение предыдущих 2 1/2 лет г-н Дру занимался проходкой аналогичного колодца диаметром 19 дюймов для снабжения сахарного завода г-на Сэя в Париже (рис. 255); в 1867 году было пробурено 1570 футов этого колодца, см. рис. 258. Колодец в Гренеле был пройден Мюло в 1832 году, и после более чем восьми лет непрерывного труда 26 февраля 1842 года вода поднялась с общей глубины 1806 футов 9 дюймов. Диаметр скважины составляет 8 дюймов, заканчиваясь, как видно на детальных разрезах (рис. 259–262), в нижнем зеленопесчанике. Колодец в Пасси предполагалось выполнить в Парижском бассейне, который он должен был пересечь с диаметром 1 метр (3,2809 фута), доселе не применявшимся; диаметр колодца в Гренеле составлял всего 20 сантиметров (8 дюймов). Было рассчитано, что он достигнет водоносного пласта почти на той же глубине, что и последний, и будет давать 8000 кубических метров или 10 000 кубических метров в двадцать четыре часа, или около 1 786 240 – 2 232 800 галлонов в сутки. Рис. 263–266 показывают детальный разрез пройденных пластов. Рис. 255–258. Условные обозначения: P. Пасси. G. Гренель. B. Бют-о-Кай. R. Сахарный завод. Увеличенное изображение (208 кБ) Работы были предприняты Киндом по контракту с муниципалитетом Парижа, по которому он обязался завершить работы в течение двенадцати месяцев с даты их начала и поставлять указанное количество воды за сумму 300 000 франков (12 000 фунтов стерлингов). 31 мая 1857 года — после того как рабочие трудились почти столько времени, сколько было оговорено для завершения работы, и когда бурение было доведено до глубины 1732 фута от поверхности — выработка внезапно обрушилась в верхних пластах, примерно на 100 футов от земли, и заполнила скважину. Кинд был бы разорен, если бы городские инженеры потребовали от него строгого соблюдения условий контракта; но было решено поступить либерально и освободить его от них, при этом город сохранил его услуги для завершения колодца, а также право использовать его запатентованное оборудование. Трудности, возникшие при проходке выработки через глины верхних пластов, оказались настолько серьезными, что по новому соглашению потребовалось шесть лет и девять месяцев непрерывных усилий, чтобы достичь водоносного пласта, причем большая часть этого времени была затрачена на прохождение глинистых слоев. Верхняя часть этого колодца была окончательно облицована прочной каменной кладкой на глубину 150 футов от поверхности; а за этой глубиной были установлены деревянные и железные обсадные трубы. Эта обсадка была продолжена до глубины 1804 фута от поверхности и имела в нижней части отрезок медной трубы с отверстиями для притока воды. На этой глубине составную обсадку не удалось опустить ниже; но инженеры, нанятые городом Парижем, были убеждены, что смогут получить воду с помощью предварительного бурения; и поэтому они приступили к проходке внутри вышеупомянутой трубы диаметром 3,2809 фута внутренней трубы диаметром 2 фута 4 дюйма, изготовленной из листов кованого железа толщиной 2 дюйма, чтобы иметь возможность пройти глины, встреченные в этой зоне. Наконец, водоносные пласты были встречены 24 сентября 1861 года на глубине 1913 футов 10 дюймов от уровня земли; дебит колодца при первом же ударе инструмента, пробившего корку, составил 15 000 кубических метров за 24 часа, или 3 349 200 галлонов в сутки; он быстро поднялся до 25 000 кубических метров, или 5 582 000 галлонов в сутки; и до тех пор, пока столб воды поднимался без заметного уменьшения, он продолжал давать равномерное количество 17 000 метров, или 3 795 000 галлонов в сутки. Общая стоимость этого колодца составила более 40 000 фунтов стерлингов вместо 12 000 фунтов стерлингов, в которые Кинд первоначально оценил его. Рис. 259, 260. Бурение в Гренеле, Париж. Рис. 261, 262. Бурение в Гренеле, Париж — продолжение. Рис. 263, 264. Бурение в Пасси, Париж. Рис. 265, 266. Бурение в Пасси, Париж — продолжение. Рис. 267, 268. Колодец в Пондерс-Энде. Увеличенное изображение (217 кБ) Можно поставить под сомнение, были ли инженеры города оправданы в заключении контракта с Киндом на завершение работы в установленный срок и за сумму, за которую он взялся; но они, безусловно, отнеслись к нему с добротой и вниманием, позволив ему вести работу за счет города Парижа в течение столь длительного периода после истечения срока его контракта. По-видимому, однако, французские бурильщики колодцев в то время не могли попытаться продолжить колодец по какой-либо иной системе, кроме той, что была введена Киндом; то есть в предположении, что он должен быть завершен в размерах, первоначально принятых. Опыт показал, что как крепление стенок, так и обсадка были плохо выполнены в колодце в Пасси. Каменная облицовка была введена после истечения срока контракта Кинда, когда он уже перестал контролировать работы; обсадка из кованого железа в нижней части выработки была более поздней идеей. Из этой дефектной системы обсадки — дерево неизбежно подавалось в вертикальных стыках — последовало то, что вода при подъеме вверх просачивалась через стыки и уходила на питание подстилающих пластов Парижского бассейна, которые используются так же часто, как и лондонские песчаные пласты для артезианского снабжения; и, фактически, уровень воды в соседних колодцах повысился за счет количества, поступающего снизу, а дебит самого колодца пропорционально уменьшился, упав до 450 000 галлонов в сутки. То, что увеличение дебита соседних колодцев объясняется утечкой воды из артезианской скважины, дополнительно подтверждается температурой воды в них; она оказывается почти 82° по Фаренгейту, или почти такой же, как наблюдается в воде в Пасси. Это было прискорбным осложнением сделки, заключенной между Киндом и муниципальным советом; но это никоим образом не влияет на выбор бурового оборудования, которое, по-видимому, соответствовало всем условиям, для которых оно было предназначено. Опускание труб и их характер должны были стать предметом специального изучения инженерами города, которые должны были знать характер пластов, подлежащих проходке, лучше, чем можно было предположить о Кинде, и должны были настоять на выполнении обсадки из чугуна или кованого железа, чтобы эффективно противостоять прохождению воды. Во всяком случае, эту предосторожность следовало принять в тех частях колодца, которые проходили через подстилающие пласты Парижского бассейна или через нижние члены мела и верхний зеленопесчаник. Пондерс-Энд, графство Мидлсекс. На заводе London Jute Company. Из рис. 267, 268 видно, что этот колодец пробурен полностью, за исключением верхних 4 футов, которые имеют диаметр 5 футов и закреплены 9-дюймовой кладкой. Самая верхняя труба имеет диаметр 12 дюймов, уменьшающийся до 9 дюймов, затем до 8 дюймов, и заканчивается 6-дюймовой скважиной без обсадки в мелу. Пройденные пласты: Alluvium, 6 feet;— Feet. In. Clay and Mud 3 6 Peat 2 6 Sand and Shingle (Gravel). 7 0 London Clay, 15 feet;—     Blue Clay 8 0 Sandy Clay (basement bed?) 7 0 Reading Beds, 491⁄2 feet;—     Dead Sand 10 0 Mottled Clays 22 0 Sand and Metal (pyrites?) 1 0 Sandy Clay 3 0 Sand and Pebbles 4 0 Dead Sand 1 6 Dead Sand and Pebbles 1 0 Sand and Pebbles 7 0 Thanet Sand (?), 35 feet;—     Green Sand 27 0 Dead Sand 8 0 To Chalk 112 6 In Chalk 290 6 Total 403 0 Вода в этом колодце переливается через край. Фрешуотер, остров Уайт. Колодец (рис. 269, 270), пройденный на Голден-Хилл для правительства Ее Величества. Диаметр ствола составляет 4 фута 6 дюймов, кирпичная кладка толщиной 9 дюймов; в верхней части колодца имеется 3 фута кладки на цементе, а в нижней — 3 фута 9 дюймов. Через каждые 5 футов идут четыре ряда на цементе, внутренняя кладка — четыре ряда на цементе через каждые 10 футов. Буровая скважина по всей длине облицована трубами диаметром 6, 5 и 4 дюйма соответственно. Рис. 269, 270. Колодец во Фрешуотере, остров Уайт. Увеличенное изображение (296 кБ) Уинчфилд, графство Гэмпшир. Колодец (рис. 271–273) на пивоварне Messrs. W. Cave and Son. Ствол над креплением стенок облицован железными цилиндрами, в которые выведена буровая труба. Рис. 271–273. Колодец в Уинчфилде, графство Гэмпшир. Увеличенное изображение (137 кБ) Пройденные пласты:   Feet. Made Earth, Soil, Gravel, Blue Clay and Dead Sand   350 Dark Sandy Clay 3 Black Pebbles 2 Coloured Clay 5 Stone (septaria?) 2 Coloured Clay 22 Coarse Shifting Sands 7 Total 391 Следующая таблица, составленная на основе правительственных мемуаров и других надежных источников, содержит в сжатом виде наиболее важные сведения, касающиеся колодцев и пробных буровых скважин, расположенных в пределах географической области, известной как Лондонский бассейн. В первом столбце указано название места, где расположен колодец, во втором — графство, а в третьем — точное местоположение. Были использованы следующие сокращения: B. — Бедфордшир; Berks — Беркшир; Bucks — Бакингемшир; E. — Эссекс; H. — Гэмпшир; Herts — Хартфордшир; K. — Кент; M. — Мидлсекс; S. — Суррей. O.D. означает «выше ординара артиллерийского ведомства»; T. — «выше отметки высокого уровня Тринити». PARTICULARS OF WELLS. Name of Place. County. Locality. Depth. of Shaft. of Bore. in Tertiary Strata. in Chalk. to Water from Surface.       feet. feet. feet. feet. feet       Remarks. Abridge E. Brewery 100 190 290 —   30       London Clay, 280 feet. Acton M. Mr Engleheart’s — — 284 119   12 Ditto „ Mr. Wood’s — — 315 135   40 Ditto, East „ Mr. Davis’s — — 267   68   Albany Street „ London — — 182 125 —       100 feet O.D. Aldershot Place H. —    — — — 194 — —       260 feet O.D. Ditto „ —    — — — 148      691⁄2 —       245 feet O.D. Amwell End Herts. New River Company   72    3473⁄4   36    3833⁄4 —       Yield about 2,500,000 gallons a day. Arlesey B. Asylum 100 365     7 120 —       233 feet O.D.; water rises into shaft; yield 2640 gallons an hour. Ash S. S.W. Railway Station — 600 370 230 —       290 feet O.D. Bank of England M. London 137    1971⁄2    2341⁄2 100   88       About 27 feet T.; yield, 35 gallons a minute. Bagshot S. Orphan Asylum 123 523 646 — —       Last 192 feet London Clay. Balham Hill „ Near Clapham Common — — 347 — —       Last 40 feet Thanet sands. Barking E. Byfron’s 140 — 140 —   30       Bottom in hard pebbles. Barnet, East Herts. Lion’s Down 122 270 162 230 130       Shaft half steined, half iron cylinders. Ditto, New „ Near Railway Station 137 302 159 280 130 Battersea S. Jones’s Works 249 — 249     Ditto „ Beaufoy’s Works 240 — 240 — —       Yield said to equal 15,000 gallons a day. Bearwood Berks. Mr. Walters’s — — 350   15   Beaumont Green Herts. Near Cheshunt    1831⁄2 —    1261⁄2   57   Belleisle M. Pashes and Co.’s — — 185 118 118 Berkeley Square „ London 160 156 224   92   80 Bermondsey S. Crimscott Street — — 120 — —       9 feet O.D.; yield plentiful. Ditto „ Donkin’s Works — 232      911⁄2    1401⁄2   16       Yield 30 gallons a minute. Berry Green Herts. Hadham   40   20   60 —     8 Bexley K. Brickfield 65 110    1291⁄4      453⁄4   60 Bishop Stortford Herts. Waterworks 160 140    1161⁄2    1831⁄2 140       Supply 10,000 gallons a minute. Ditto „ Hockerill   85 125   90 120   78       Good supply. Ditto „ New Road   77 —   56   21   Blackfriars M. Apothecaries’ Hall — — 218   76   Blackheath K. Near Enfield Terrace — — 109   30   Boston Heath „ Near Woolwich — — 130   70   Bow M. Starch Works 176 148 174 150   Boxley Wood K. Near Maidstone    3861⁄2    2131⁄2     3 600 —       382 feet T.; last 781⁄2 feet in chalk, marl, and gault. Braintree E. Near Pod’s Brook   55 190 228     7 216       Yield, 11,500 gallons an hour. Brentford M. Brewery   30 338 315   53     5 Bromley K. Gas Works   50 120 150   20 —       Supply abundant. Ditto „ Widmore Kiln   52   98 140   10   Ditto „ Ditto   55   85 120   10   61 Ditto „ Tylney Road   77   85 137   25   Ditto „ Waterworks — —   70 180 —       Yield, 500 to 600 gallons a minute. Broxbourne Herts. —    —   84 —   84     6         Water overflowed. Bushey „ Near Watford 142   24 145   21   Camberwell S. The Grove — — 208    3001⁄2 90 Camden Station M. L. and N.W. Railway 180 220 234 166 150       100 foot O.D. Camden Town M. Pickford’s — — 215   82 120       Good supply. Ditto „ Whitaker’s Brewery 235   75 210   90 190 Canterbury K. Orphan Asylum — — 145 — 120 Caterham S. Waterworks — —   89 349 —       709 feet T.; through chalk, and 39 feet into upper greensand. Chelmsford E. Moulsham 200 368 366 202   76       Water overflowed at first. Cheshunt Herts. New River Company 144   27    1071⁄2      631⁄2 120       Yield, 702,000 gallons a day. Ditto „ Theobald’s Park   71    1311⁄2    1211⁄2   81   65 Chiswell Street M. Whitbread’s Brewery 183 150 183 150 132 Chiswick „ Griffin Brewery 204 200 297 107 —       Yield, 14 gallons a minute. Ditto „ Lamb Brewery 203 194 293 104   Ditto „ Ditto     8 339 297   50   Clewer Green Berks. Capt. Winterbottom’s   42 294 270   66   Ditto „ Wycombe Cottage   20 246 169   97   Colnbrook M. Paper Mills — — 207 175 —       Water found at 203 feet down. Colney Hatch „ Asylum 137 193 189 141   Covent Garden „ Market 140 218 260   98 120       70 feet O.D. Cricklewood „ Near Hampstead 225   85 291   19 110       157 feet T. Croydon S. Well for Local Board   77 —   11   62 —       Yield 1,500,000 gallons a day. Ditto „ New Well — —   15 137      111⁄2 Dartford Creek K. Paper Mills   34   49   33   50 —       Supply good. Ditto „ Ditto   10    2401⁄2   30    2201⁄2     2 Denham Bucks. Tile House 110   85   67 128   85 Deptford K. Waterworks   27 —   14   13 —       20 feet O.D. Dulwich S. Champion Hill — — 210 298   East Ham Level E. Beckton Gas Works   25 175 117   83     2 Edgware M. Mr. Day’s — — 290   45   40 Edgware Road „ The Hyde — — 101   37   Edlesborough Bucks. Well, near Mill — 301 — —   70       6-inch bore; through 50 feet of chalk marl to lower greensand. Eltham K. Dr. King’s   46 —   46 —   17 Ditto „ The Moat 110 — 100   10   Ditto „ Mr. Tuck’s   44 123    1221⁄2      441⁄2   25 Ditto „ Well Hall — 107 104     3   Ditto Park „ —    — — — 122   94 170 Enfield Lock E. Small Arms Factory   45    2391⁄2    1521⁄2 132     4 Epping „ Waterworks 275 129 400     4 260       Slow spring. Erith K. Mineral Oil Company 166 — 146   20   Farnham S. Near Hale Farm 176 —   80   96   Fleet Street M. London, Shoe Lane 100 225 100 225   Fulmer Bucks. J. Kay’s   85 —      473⁄4      371⁄4 —       Through gravel and Reading beds. Golden Lane M. Baths and Washhouses 158 —    1511⁄2        61⁄2 —       65 feet O.D. Gravesend K. Church Street   10 234 120 124     8       Supply good and abundant. Greenwich „ Brewery   22 158   80 100   11 Ditto „ East Street 189 — 159   30   Ditto „ Hospital Brewery 155 150    1241⁄2    1801⁄2   19       7 feet T.; supply 120 gallons a minute. Hackney Road M. Wiltshire Brewery   96    3153⁄4    1523⁄4 259   80 Haggerstone „ Imperial Gas Works    1181⁄2 302    1641⁄2 256   Hainault Forest E. —    — 165 — 110   55   Halstead „ The White Hart — — 170   30   Hammersmith M. Average of four wells — — 245   68 —       Yield, 16 gallons a minute. Hampstead „ Lower Heath 320 130 378   72 —       Now not used. Hampstead Road „ Eagle Brewery 138   94 146   86 147 Ditto „ Reservoir 244 — 152   92 106       77 feet T. Hanwell „ Asylum 230   90 290   30 —       Water to surface. Harrow „ Waterworks    1931⁄2 219    1581⁄2 254 125       226 feet O.D. Haverstock Hill „ Orphan School 230 160 312   78 196       176 feet O.D. Hayes „ Dawley Court   19 300 231   88   27 Hendon „ Mr. Booth’s — — 244 132   76 Highbury „ Brewery 104 210 180 134   95       Yield, 1000 gallons an hour. Ditto „ New Park 136 113 199   50   Hoddesdon Herts. New River Company   52 234      241⁄2    2611⁄2     2 Holloway M. —    — 140 200 240 100   Ditto „ City Prison — — 217 102   Ditto „ Hanley Road — —   67   13   Ditto „ Redcap Lane — — 210   90   Ditto „ Islington Workhouse 234 306 299 250   Hornsey „ Near Church — — 202   48   Ditto „ The Priory — — 225 — — Horselydown S. Anchor Brewery 100 162 158 104   50 Hoxton M. —    — 152   10 151   11   Hyde Park Corner „ St. George’s Hospital 200    1371⁄4    3191⁄4   18 100       50 foot O.D.; yield, 3300 gallons an hour. Ickenham „ Public Well   64   80   64   80   Isle of Dogs „ Oil Mills   27 337 1241⁄2 2391⁄2   10 Isle of Grain K. Fort 180 140 320 —   20       21 feet O.D. Isleworth M. Sion House — — 420 115 —       Water overflowed at the rate of 5 gallons a minute. Ditto „ Mr. Wilmot’s — 327 327 — —       Water rose above surface. Islington Green „ Webb’s Mineral Water Works — 320 176 144 200 Kensington „ Brewery — — 197 — —       16 feet T. Ditto „ Britannia Brewery 100 170 270 —   88 Ditto „ Horticultural Society 200 201 317   84 100       60 feet O.D. Ditto „ Workhouse — — 270 100   Ditto    Gardens „ Serpentine 263   58    2631⁄4      573⁄4 105       60 feet O.D.; yield, 250 gallons a minute. Kentish Town „ Waterworks 539 763    3241⁄2    6443⁄4 —       Through London clay, 236 feet; London tertiaries, 881⁄2 feet; chalk, 6443⁄4 feet; upper greensand, 133⁄4 feet; gault, 1301⁄2 feet; and into lower greensand (?), 1881⁄2 feet. Kilburn „ Brewery 250   30 235   45 150 Kingsbury „ Brent Reservoir 101 139 132 108   Kingston-on-Thames S. Brook Street   90 380 371   99 —       25 feet O.D.; yield, about 44,000 gallons a day. Knightsbridge M. —    — 240 — 240 —   50 Lambeth S. Beaufoy’s Vinegar Works 100 275 201 174 —       Yield, 92 gallons a minute. Ditto „ South Lambeth Road   25 166 187     4   Ditto „ Bethlehem Hospital   30 161 191   20   15 Ditto „ Lion Brewery, Belvedere Road — — 245 173   40 Ditto „ Duke Street, Street, Clowes & Sons’   26 184 210     Lea Bridge M. Waterworks 118 — 100   18   Leicester Square „ Alhambra 150 195 244 101   Limehouse „ Johnson’s, Commercial Road   90 110 190   10   Ditto „ Brewery, Fore Street — —    1391⁄2     Liquorpond Street „ Reid’s Brewery    2221⁄2   40 136    1261⁄2 121       70 feet O.D.; yield, 277,200 gallons in 24 hours. Long Acre „ Combe & Co.’s Brewery 263 228 223 268 —       70 feet O.D.; yield, 90 gallons a minute Loughton E. —    — — 535 324 211   90       No water from chalk. Lower Morden S. On the Green   20 365 340   45 —       Water to surface. Luton B. Waterworks   50 272 — 322   Maldon E. Waterworks 234 — 234 — —       Entirely through London clay. Margate K. Cobb’s Brewery   31 243 — 374   Marylebone Road M. London; a Brewery 186 101 232   55 156 Mile End „ Mann’s Brewery 195 — 185   10   Ditto „ Charrington’s Brewery 204 — 202     2 103       331⁄2 feet T.; yield, 60,000 to 70,000 gallons a day. Ditto    Road „ City of London Union — — 175   10   Millbank „ Distillery 115 190 205 100   70       Level of T. Ditto „ Westminster Brewery — — 225   70 —       51⁄2 feet T. Mitcham S. Nightingale’s Factory — 211 189   22   Monkham Park E. Near Waltham Abbey 225 125 304   76   50 Mortlake S. Mortlake Brewery   30 288 287   31   50       Yield, 14,000 gallons a day. Ditto „ Mr. Randell’s — 365 315   50   New Cross K. Naval School   50 130 125   55   60 Northolt M. Near Harrow   12 228 180   60     4 Notting Dale „ Near Notting Hill — — 244   12   Notting Hill „ Mr. Knight’s — — 230 200   Old Kent Road S. Welsh Ale Brewery — —   30 170 —       10 feet O.D. Old Windsor Berks. Pelham Place — — 222     9   Ditto „ The Union   60 180 240   47   Orange Street M. Back of National Gallery 174 126 250   50 115       42 feet T. Oxford Street „ Star Brewery 166 170 158 178   Peckham S. Marlborough House — — 100 123   Penge „ Palace Grounds 250 310 358 202 90 Pentonville M. Brewery, Caledonian Road    2191⁄2 —    2191⁄2   45 180       To chalk. Ditto „ Prison 170    2001⁄2    2191⁄2 151   Pimlico „ Cubitt’s Works 188 — 188 — —       2 feet T. Ditto „ Brewer Street   30 368 271 127   Ditto „ Simpson’s Factory — — 231 100   36       1 foot T. Pinner „ Hatch End 140 —   60   80   Plaistow E. Odam’s Manure Works — —    1701⁄2 128   Ponders End M. London Jute Company     4 399    1121⁄2    2901⁄2 —       Water overflows. Ditto „ Crape Works   20   42   62     Ditto „ Local Board (Speller) — — 106      961⁄2   Ditto „ Waterworks   23 181   97 107 —       43 feet T. Pudsey Hall E. Near Canewdon 297 — 297 — —       Water abundant and good. Ratcliffe M. Queen’s Head Brewery — — 160 200   Ditto „ Marine Brewery   16 236 150 102   Ditto „ Ravenhill’s — 137       Regent’s Park „ Colosseum 150 100 171   79   Ditto „ Mr. Day’s — — 184 216 80 Ditto „ Zoological Gardens 183 91 224 50 120       Yield, 90,000 gallons a day. Richmond S. Old Waterworks — — 276 103   Ditto „ Star and Garter — — 416   76   Romford E. Ind, Coope, & Co. 155 — 145   10   Rotherhithe S. Brandram’s Works   30 222 107 145   27       Yield, 100,000 gallons in 12 hours. Ditto „ Tunnel Flour Mills — — 125 135 —       15 feet O.D.; yield, 80 gallons a minute. Ruislip M. Near “The George”   15      903⁄4      753⁄4   30 —       Water to surface. Saffron Walden E. —    — — — — 1000     Sandhurst Berks. Well at College — 603 — — —       Trial boring; chalk reached. Sandwich K. The Bank   70 —   62     8   20 Sheerness „ Waterworks 300   84 384 — —       51⁄2 feet O.D.; yield, 10,000 gallons an hour. Ditto „ Dockyard 330 125 455 —   53       Yield, 675 gallons an hour. Shoreditch M. Truman’s Brewery 300 230 199 331 120       Yield, 71⁄2 gallons a minute. Shorne Meade Fort K. Near Gravesend 112 —      771⁄2      341⁄2   Shortlands „ Near Bromley   59 150 109 100   61       Yield, 1000 gallons an hour. Slough Bucks. Eton Union   28 103 107   24   Ditto „ Royal Nursery — —   94      171⁄2   Ditto „ Upton Park — —    1021⁄4    1701⁄4   Ditto „ Waterworks 117 —   90   27     7       Heading into chalk. Smithfield M. Booth’s Distillery — — 230   70   70 Southend E. Waterworks 417 — 417 — 100       Old well. Southwark S. Barclay’s Brewery 115 288 212 211 —       Level of T.; yield, 300 gallons a minute. Ditto „ Guy’s Hospital 132 173 196 109   84       2 feet T.; yield, 33 gallons a minute. Staines M. Ashby’s Brewery — — 369 154 —       Water to surface. Stifford E. S.E. of Church   63 —   33   30   Stockwell Green S. Waltham’s Brewery 100 210 210 100   46       Yield, 33 gallons a minute. Ditto „ Hammerton’s Brewery   25 186 211 154 —       Yield, 46 gallons a minute. Stratford E. Great Eastern Works   56 344 106 294   Ditto „ Savill Bros.’ Brewery 1121⁄2 — 1091⁄2     3   Ditto „ Langthorn Chemical Works   60 395 132 323 —       Supply abundant. Streatham S. The Common 100 185 285     Sudbury M. London and North-Western Rail. Station 200 — 120   80   Tottenham „ Warne’s Works — — 147 104   Ditto „ Long Water — —    1491⁄2    1011⁄2   Ditto „ Tottenham Hall — 253 153 100   Tottenham Court Road „ Meux’s Brewery 188 622 156 654 —       85 feet O.D.; yield, 121⁄2 gallons a minute. Tower Hill „ Royal Mint    1951⁄2 202    1951⁄2 202   80 Trafalgar Square „ London 168 228 248 148 —       Yield, 450 gallons a minute. Upchurch K. Burntwick Island — 236 236     Ditto „ Milford Hope Marshes — 304 210   94 —       Good supply at bottom. Upper Thames Street M. City of London Brewery   90 415 210 295   10 Uxbridge „ The Dolphin 121 —      811⁄2      391⁄2     3 Ditto „ Near Market Place — — 104   28      151⁄2 Ditto „ Page’s Lane   98 —   98     Ditto „ Town Well — — 109   30   19 Ditto „ Near “King’s Arms”   24   84 108 —   19       To chalk. Ditto „ New Year’s Green Farm   63 —   63 —   51 Ditto „ Hurdle Yard   78      391⁄2   78      391⁄2   Ditto „ Near Meeting House      411⁄2    1091⁄2 115   36   39 Ditto „ The Union   51 162 175   38   29 Vauxhall S. Burnett’s Distillery 140 186 224 102   55       Yield, 80 gallons a minute. Waltham Abbey E. Brewery 164 — 160     4 —       Water supply from bed of sand. Walthamstow Marsh „ East London Waterworks — — 152 140 —       15 feet T. Wandworth S. Young & Bainbridge’s 170 164 274   60   45       Yield, 10 gallons a minute. Ditto „ Prison — — 357    1261⁄2   80       Yield, 27 gallons a minute. Ditto „ County Asylum — — 331     6   30 Westbourne Grove M. Hippodrome 240   67 300     7   West Drayton „ Victoria Oil Mills   12 274 186 100 —       Water overflowed. Ditto „ Vitriol Works — —    1331⁄2      451⁄2   Ditto „ Drayton Mills     3 146 149 — —       To chalk. West Ham E. Mr. Tucker’s — — 132 306   Ditto „ Union — — 110   55   West India Dock M. South of Export Dock — — 120 240   Westminster „ Artillery Brewery — — 230     Ditto „ Chartered Gas Works — — 225     Ditto „ Vickers’ Distillery 116 184 249   51   70       Yield, 94 gallons a minute. Ditto „ Swallow Street — — 210 —   60 Whitechapel „ Furze’s Brewery 130 218 248 100   Ditto „ Smith’s Distillery 106 264 210 160   36       36 feet T. Ditto „ Smith, Druce, & Co.’s    1411⁄2 —    1411⁄2 —   85       39 feet T. Willesden „ Mr. Kilsby’s — — 273   97   30 Wimbledon S. Convalescent Hospital 200 367 537   30   50 Ditto, New „ Opposite “White Hart” — — 193   75   Windsor Berks Clower Lodge   40 175 175   40   Ditto „ Royal Brewery   72 —   72 — —       Through clay and running sand to chalk. Ditto „ Jennings’ Brewery — —   30 500   12 Winkfield Plain „ Captain Forbes’ — — 304 126   70 Witham E. —    — — — 306 —     5 Woodley Lodge Berks. 3 miles east of Reading   95   35 130     Woolwich K. Well of Arsenal — —      541⁄2    3111⁄2   37 Ditto „ Paper Factory — 550        51⁄2    5441⁄2 —       Yield, 650 gallons a minute. Ditto „ Dockyard — 608   20 588   70       Yield good. Wormley Herts. Nunsbury   26      761⁄2      801⁄2   22 —       Water overflows. Ditto „ West End   85    1501⁄2   72      631⁄2   62 Wormwood Scrubbs M. —    — — — 250 116     5 ГЛАВА VIII. ТАБЛИЦЫ И РАЗЛИЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ. Следующая табличная форма показывает порядок залегания различных слоистых пород с их обычной мощностью. Groups. Strata. Thickness in Feet.     RECENT         1 Modern Deposits.           PLEISTOCENE         2 Drift and Gravel Beds     20 to 100               3 Mammaliferous Crag     10 to 40     PLIOCENE         4 Red Crag     30 CAINOZOIC, OR             5 Suffolk (Coralline) Crag     30 TERTIARY.   MIOCENE         6 Faluns (Touraine) Molasse Sandstones     6000               7 Hempstead Series     170         Upper     8 Bembridge Series     110               9 Headon Series     200     EOCENE   Middle     10 Barton Beds     300               11 Bagshot and Bracklesham Series     1200         Lower     12 London Clay and Bognor Beds     200 to 520               13 Woolwich Beds & Thanet Sands     100                                       14 Maestricht Beds     110               15 Upper Chalk     300               16 Lower Chalk and Chalk Marl     400     CRETACEOUS         17 Upper Greensand     130               18 Gault     100               19 Speeton Clay     130               20 Lower Greensand     250                             WEALDEN         21 Weald Clay     150               22 Hastings Sands     600     PURBECK         23 Purbeck Beds     150     UPPER         24 Portland Rock and Sand     150     OOLITE         25 Kimmeridge Clay     400                                       26 Upper Calcareous Grit     40 MESOZOIC, OR   MIDDLE         27 Coralline Oolite     30 SECONDARY.   OOLITE         28 Lower Calcareous Grit     40               29 Oxford Clay     400               30 Kellaways Rock     30                                       31 Cornbrash     10               32 Forest Marble and Bradford Clay     50     LOWER         33 Great Oolite     120     OOLITE         34 Stonesfield Slate     9               35 Fullers’ Earth     50 to 150               36 Inferior Oolite     80 to 250                                       37 Upper Lias Shale     50 to 300     LIAS         38 Marlstone and Shale     30 to 200               39 Lower Lias and Bone Beds     100 to 300                             TRIASSIC, or         40 Variegated Marls or Keuper     800     NEW RED         41 Muschelkalk           SANDSTONE         42 Red Sandstone or Bunter     600                             PERMIAN or         43 Red Sand and Marl     50     MAGNESIAN         44 Magnesian Limestone     300     LIMESTONE         45 Marl Slate     60               46 Lower Red Sandstone     200                                       47 Coal Measures     3000 to 12,000     CARBONIFEROUS         48 Millstone Grit     600               49 Mountain Limestone     500 to 1400               50 Limestone Shales     1000                         PALÆOZOIC, OR   DEVONIAN or         51 Upper Devonian       PRIMARY.   OLD RED         52 Middle Devonian     3000 to 8000     SANDSTONE         53 Lower Devonian and Tilestones                                             54 Ludlow Rocks     2000         Upper     55 Wenlock Beds     1800               56 Woolhope Series     3050     SILURIAN   Middle     57 Llandovery Rocks     2000               58 Caradoc and Bala Rocks     5000         Lower     59 Llandeilo Rocks     4000               60 Lingula Flags     8000     CAMBRIAN         61 Longmynd and Cambrian Rocks     20,000                             METAMORPHIC           Clay Slate, Mica-Schist.       AZOIC.               Gneiss, Quartz Rocks.           IGNEOUS           Granite.                               The Quantity of Excavation in Wells for each Foot in Depth. (Hurst.) Diameter of Excavation. Quantity.       ft. in. cubic yards. 3 0   ·2618 3 3   ·3072 3 6   ·3563 3 9   ·4091 4 0   ·4654 4 3   ·5254 4 6   ·5890 4 9   ·6563 5 0   ·7272 5 3   ·8018 5 6   ·8799 5 9   ·9617 6 0 1·0472 6 3 1·1363 6 6 1·2290 6 9 1·3254 7 0 1·4254 7 3 1·5290 7 6 1·6362 7 9 1·7472 8 0 1·8617 8 6 2·1017 9 0 2·3562 9 6 2·6253 10 0 2·9089 10 6 3·2070 11 0 3·5198 12 0 4·1888       The Measure in Gallons, and the Weight in Pounds, of Water contained in Wells, for each Foot in Depth. Diameter. No. of Galls. Weight.         ft. in.     2 0 19·61 196·1 2 6 30·56 305·6 3 0 43·97 439·7 3 6 60·00 600·0 4 0 78·19 781·9 4 6 98·87 988·7 5 0 122·23 1222·3 5 6 147·96 1479·6 6 0 175·99 1759·9 6 6 206·59 2065·9 7 0 239·05 2395·0 7 6 275·49 2754·9 8 0 313·43 3134·3 8 6 353·03 3533·0 9 0 395·42 3954·2 9 6 441·71 4417·1 10 0 489·93 4899·3         Brickwork. The Number of Bricks and Quantity of Brickwork in Wells for each Foot in Depth. (Hurst.)   Half-Brick Thick. One Brick Thick.   Number of Bricks.   Number of Bricks.     Laid Dry. Laid in Mortar. Cubic Feet of Brickwork. Laid Dry. Laid in Mortar. Cubic Feet of Brickwork. 1·0   28  23  1·6198  70  58  4·1233  1·3   33  27  1·8145  80  66  4·7124  1·6   38  31  2·2089  90  74  5·3015  1·9   43  35  2·7979  112  92  6·4795  2·3   53  44  3·0926  122  100  7·0686  2·6   58  48  3·3870  132  108  7·6577  3·0   68  57  3·9760  154  126  8·8357  3·6   79  65  4·5651  174  142  10·0139  4·0   89  73  5·1541  194  159  11·1919  4·6   100  82  5·7432  214  176  12·3701  5·0   110  90  6·3322  234  192  13·5481  5·6   120  98  6·9213  254  209  14·7263  6·0   130  107  7·5103  276  226  15·9043  6·6   140  115  8·0994  296  242  17·0825  7·0   150  123  8·6884  316  260  18·2605  7·6   160  131  9·2775  336  276  19·4387  8·0   170  140  9·8665  358  292  20·6167  8·6   180  148  10·4556  378  308  21·7949  9·0   191  156  11·0446  398  326  22·9729  10·0   212  174  12·2227  438  360  25·3291                Хороший кирпич характеризуется правильной формой, плоскими параллельными поверхностями и острыми прямыми углами; чистым звонким звуком при ударе, плотной однородной структурой при изломе, а также отсутствием воздушных пузырей и трещин. Он не должен поглощать более одной пятнадцатой части своего веса воды. После внесения достаточных поправок на отходы, 9 кирпичей позволяют выложить квадратный фут толщиной 9 дюймов, или 900 кирпичей — 100 квадратных футов, или, скажем, 2880 кирпичей на руд (rood) 9-дюймовой кладки, что дает простое правило: 80 кирпичей = квадратный ярд 9-дюймовой кладки. Сопротивление сжатию составляет от 1200 до 4500 фунтов на квадратный дюйм; сопротивление излому — от 600 до 2500 фунтов на квадратный дюйм; прочность на разрыв — 275 фунтов на квадратный дюйм; вес в растворе — 175 фунтов на кубический фут; в цементе — 125 фунтов на кубический фут. Прессованный кирпич намного тяжелее и, следовательно, пропорционально прочнее кирпича обычного изготовления. Хранение колодезной воды. Резервуары для хранения колодезной воды должны быть перекрыты кирпичными сводами, так как вода, как правило, быстро портится при воздействии солнечного света, главным образом из-за быстрого роста растительности. Были опробованы различные методы, такие как поддержание постоянного тока свежей воды через них и обильное использование каустической извести; но рост растительности, а также изменение цвета воды происходят настолько быстро, что нескольких часов яркого солнечного света может быть достаточно, чтобы испортить несколько миллионов галлонов. Эти негативные последствия полностью предотвращаются путем покрытия резервуаров. Советы по надзору за колодезными работами. Инженер, который должен осуществлять надзор за строительством колодца, должен постоянно следить за тем, не изменяются ли в ходе работы пласты настолько, чтобы опровергнуть выводы, сделанные ранее, на основании которых было начато строительство колодца. Следует тщательно вести журнал всего, что связано с работой, и если уделять внимание хотя бы этому одному пункту, он окажется очень полезным как для текущих, так и для будущих справок. Перед началом проходки колодца следует подготовить деревянный ящик, разделенный перегородками на небольшие отделения; они служат для хранения образцов пластов, которые должны быть пронумерованы последовательно и описаны под соответствующими номерами в журнале. При каждом изменении характера пластов, а также каждый раз, когда буровые штанги извлекаются на поверхность, грунт должен быть тщательно осмотрен, и при каждом изменении небольшое количество следует поместить в одно из отделений ящика для керна, отметив глубину, на которой он был получен, с другими необходимыми подробностями. Следует сделать запись обо всех пройденных уровнях воды, высоте колодца над рекой, рядом с которой он расположен, а также его высоте над уровнем моря. Записи в журнале, касающиеся аварий, должны быть особенно ясными и четкими в своих деталях; необходимо описать действие каждого инструмента, используемого при поиске или извлечении сломанных инструментов из буровой скважины, чтобы подобрать соответствующее приспособление, ибо без предосторожности можно искать инструмент бесконечно, не будучи уверенным в том, что касаешься его, и, возможно, усугубить зло, вместо того чтобы исправить его. Отнюдь не плохой план — делать черновые заметки обо всех непосредственных замечаниях или впечатлениях таким образом, чтобы сформировать полное и подробное описание любых инцидентов, которые происходят при подъеме или опускании инструментов. Во время аварии хорошо веденный журнал является драгоценным ресурсом, и в определенный момент все предыдущие наблюдения, какими бы тривиальными они часто ни казались, станут ценной подсказкой для объяснения трудностей, без этой помощи совершенно необъяснимых. Когда инженеру предоставляется определенная свобода в выборе места для колодца, он не должен, при прочих равных условиях, пренебрегать преимуществами, которые будут получены от близости дороги для транспортировки припасов; колодца, если не ручья, из которого можно брать воду, необходимую для очистки инструментов; и соседнего жилья, чтобы облегчить его активный надзор. Этот надзор, который часто приходится осуществлять как днем, так и ночью, должен быть предметом особого изучения; хорошо выполненный, он может быть эффективным, в то же время допуская большую свободу; плохо выполненный, однако, каким бы утомительным он ни был, он будет неполным. Скорость бурения. (Андре.) Вероятно, нет таких инженерных операций, в которых скорость прогресса была бы столь изменчива, как при бурении. То, что это неизбежно должно быть так, станет очевидным, если мы вспомним, что пласты, составляющие земную кору, состоят из очень разных материалов; что эти материалы смешаны в очень разных пропорциях и что они в разных частях подвергались действию очень разных агентов, действующих с очень разной степенью интенсивности. Отсюда следует не только то, что для бурения некоторых видов пород требуется гораздо больше времени, чем для других, но и то, что продолжительность времени может варьироваться в породах одного и того же характера, и что характер может меняться на коротком горизонтальном расстоянии. Таким образом, совершенно невозможно предсказать, сколько времени может занять бурение в неизвестном районе, и лишь грубое приближение может быть получено в случае местностей, геологическое строение которых было определено в общих чертах. Такое приближение, однако, может быть достигнуто, и оно полезно при оценке вероятной стоимости; и для достижения той же цели, для неизвестных местностей, можно взять среднее значение времени, требуемого в районах с аналогичным геологическим характером. Следующие данные, приведенные для этой цели, являются средними значениями большого количества бурений, выполненных в различных условиях обычными методами. Указанный прогресс представляет собой результат, достигнутый за один день продолжительностью одиннадцать часов.             ft. in. 1. Tertiary and Cretaceous Strata, to a depth of 100 yards, average progress 1   8 2. Cretaceous Strata, without flints „ 250 „ „ 2   1 3. Cretaceous Strata, with flints „ 250 „ „ 1   4 4. New Red Sandstone „ 250 „ „ 1 10 5. New Red Sandstone „ 500 „ „ 1   5 6. Permian Strata „ 250 „ „ 2   0 7. Coal Measures „ 200 „ „ 2   3 7. Coal Measures „ 400 „ „ 1   8     General Average   275     1   9 Когда известна стоимость материалов и рабочей силы, стоимость бурения может быть приблизительно оценена на основе вышеуказанных средних значений. Если встретится твердый известняк или изверженная порода, скорость прогресса может быть менее половины вышеуказанного общего среднего значения. Ниже 100 ярдов не только скорость прогресса быстро увеличивается, но и требуемый материал уменьшается в той же пропорции, так что для поверхностных бурений не требуется никаких наземных сооружений, а стоимость снижается до двух или трех шиллингов за ярд. Стоимость бурения. Стоимость бурения при выполнении по контракту уже рассматривалась на странице 80. Следующая формула даст те же результаты, что и правило, приведенное там, но с наименьшими затратами труда на расчет; x = 0,5 d (0,187 + 0,0187 d); x — искомая сумма в фунтах стерлингов, а d — глубина бурения в ярдах. Пример. Требуется узнать стоимость буровой скважины глубиной 250 ярдов. Здесь 125 {0,187 + (0,0187 × 250)} = 607,75 фунтов стерлингов. Закалка буровых долот. 1. Нагрейте долото до цвета крови, а затем проковывайте его, пока оно почти не остынет; снова нагрейте до цвета крови и закалите как можно быстрее в 3 галлонах воды, в которых растворено 2 унции купоросного масла, 2 унции соды и 1/2 унции селитры, или 2 унции нашатыря, 2 унции азотного спирта, 1 унция купоросного масла: долото должно оставаться в растворе до полного остывания. 2. К 3 галлонам воды добавьте 3 унции азотного спирта, 3 унции нашатырного спирта, 3 унции белого купороса, 3 унции нашатыря, 3 унции квасцов, 6 унций соли, с двойной горстью копытных обрезков; долото нагреть до темно-вишневого цвета. Газы в колодцах. Наиболее распространенным вредным газом, встречающимся в колодцах, является углекислый газ, который гасит пламя и смертелен для животной жизни. Углекислый газ чаще всего встречается в мелу, где было обнаружено, что он существует в большем количестве в нижней, чем в верхней части формации, и в этом отделе распределен неравномерно. Зафиксированы смертельные случаи от него в Эпсоме, на глубине 200 футов, и в Норбери-Парке, недалеко от Доркинга, на глубине 400 футов. В Бексли-Хит, после проходки 140 футов гравия и песка и 30 футов мела, он вырвался наружу и погасил свечи рабочих. Воздух, смешанный с одной десятой этого газа, гасит свет; он очень ядовит, и когда атмосфера содержит 8 процентов или более, существует опасность удушья. При наличии он обнаруживается наиболее обильно в нижних частях колодца из-за его большого удельного веса. Сероводород также встречается время от времени и, как предполагается, образуется в результате разложения воды и железного колчедана. В районах, где мел покрыт песком и лондонской глиной, иногда выделяется метан, но чаще сероводород. Метан редко воспламеняется в колодцах, но при строительстве туннеля под Темзой он иногда выделялся в таком изобилии, что взрывался от огней и обжигал рабочих. Сероводород также выделялся в том же месте, но ни в одном случае со смертельным исходом. В Эше, недалеко от Фарнема, был вырыт колодец в песке на глубину 36 футов, и один из рабочих, спустившихся в него, мгновенно задохнулся. Смертельные случаи происходили и в других местах из-за скопления этого газа в колодцах. УКАЗАТЕЛЬ. Abridge, well at, 190 Accident tools, Mather and Platt’s, 138-143 Acton, wells at, 190 Africa, rainfall in, 30 Air freshening in wells, 53 Albany Street, well at, 190 Aldershot Place, wells at, 190 Alluvion, 5, 7 America, North, rainfall, 30, 31 —— South, 31 American tube well, 81 Amwell End, well at, 190 Apothecaries’ Hall, well at, 191 Apparatus for boring, 68, 71, 72 Arlesey, well at, 190 Artesian well, definition, 2 —— —— causes of failure, 2-4 Ash, well at, 190 Asia, rainfall in, 29, 30 Augers, 62-64 Available rainfall, 27 Bagshot Sands, 5 —— well at, 190 Balance-beam, Kind’s, 91 Balham Hill, well at, 190 Ball-clack, 91 Bank of England, well at, 190 Bare outcrop, 18-21 Barking, well at, 190 Barnet, wells at, 190 Battersea, wells at, 190 Bearwood, well at, 191 Beaumont Green, well at, 191 Bell-box, 64 Belleisle, well at, 191 Berkeley Square, well at, 191 Bermondsey, wells at, 191 Berry Green, well at, 191 Bexley, well at, 191 Bexley Heath, wells at, 21 Bickford’s fuse, 50 Birkenhead, wells at, 155 Birmingham, wells at, 156 Bishop Stortford, wells at, 167, 191 Blackfriars, well at, 191 Blackheath, well at, 191 Blasting, sinking by, 44 Bootle, wells at, 158 Borers or drills, 47 Boring, 60-80 —— apparatus for, 61, 68, 71, 72 —— at great depths, 85 —— cost of, 80, 209 —— chisels, 62, 87, 102, 115, 132 —— difficulties of, 80 —— direct from surface, 72 —— Kind-Chaudron system, 93 —— Mather and Platt’s system, 126-149 —— machine, Mather and Platt’s, 127-130 —— rate of, 207, 208 —— rods, 64, 65 —— rods, hollow, 80 —— sheer-frame Frontispiece, 72 —— tools, 62-79 Boston Heath, well at, 191 Bow, well at, 191 Box-clutch, 107 Box-joint for mizer, 57 Boxley Wood, well at, 191 Braintree, well at, 168, 191 Breaking-up bar, 139, 141 Brentford, well at, 191 Brick steining, 55, 59, 205 Bricks, good, characteristics, 205 Brickwork in wells, 205 Brighton, wells at, 168 Broken tubing, 74-79 —— rods, extracting, 64, 107, 122 Bromley, wells at, 191 Broxbourne, well at, 191 Bucket, sinkers’, 67, 150 Bucket grapnel, 140, 142 Bull or clay-iron, 50 Bunter sandstone, 35, 36 Burton-on-Trent, wells at, 156 Bushey, well at, 191 Butte-aux-Cailles, well at, 179 Camberwell, well at, 191 Camden Station, well at, 191 Camden Town, wells at, 192 Canterbury, well at, 192 Carbonic acid in wells, 209 Carburetted hydrogen in wells, 210 Cartridges for blasting, 50 Cast-iron tubes, 66, 143 Caterham, well at, 192 Cement backing, 111, 112 —— ladle for tubbing, 111, 112 Chalk, 5, 7 —— headings or tunnels in, 54 —— level of water in, 8 —— marl, 5 —— rainfall on, 27 Charge of powder, rule for, 45, 46 Chelmsford, well at, 169, 192 Cheshire, thickness of trias, 36 Cheshunt, wells at, 170, 192 Chinese system of boring, 60, 61 Chisels for boring, 62, 87, 102, 115, 132 —— or trepans, 113, 115 —— tempering, 209 Chiswell Street, well at, 192 Chiswick, wells at, 192 Clamp for tube well, 81 Claw grapnel, 139 Clay, 12 —— grapnel, 140, 141, 143 —— iron or bull, 50 Cleaning pipes, tube well, 83 —— shot-holes, 49 Clewer Green, wells at, 192 Cold-drawn wrought-iron tubes, 66 Colnbrook, well at, 192 Colney Hatch, well at, 192 Core box, 206 Core grapnel, 140 Cost of boring, 80, 209 —— of headings in sandstone, 54 Covent Garden, well at, 192 Coventry, wells at, 155 Covered outcrop, 21 Cretaceous strata, 167-201 Crewe, wells at, 158 Cribs, fixing, 94 Cricklewood, well at, 192 Crow, Kind-Chaudron, 107 Crow’s foot, 64 Croydon, wells at, 192 Curb in underpinning, 40 Cutting grapnel, 139, 141 Cylinder, Mather and Platt’s, 130 Cylinders, iron for lining, 56 Dartford Creek, wells at, 193 Deep boring, 72, 85-150 Дефектная обсадка, 74–79 Denham, well at, 193 Deptford, well at, 193 Depth of rainfall, 26 Difficulties of boring, 80 Dip-bucket, 150 Dogs, 65, 67 Dolly, 67, 74 Dorking, well at, 171 Drainage area, definition, 25 Drift, 5-7, 21, 22 —— outcrop covered by, 21 Driving tubes, 67, 73, 74 —— tube well, 81-83 Drum curb, 42 Dru’s first trepan, 113 —— system, 113 —— ——, summary, 126 Dudlow Lane well, 160 Dulwich, well at, 193 Durham, sinkings in, 93 —— wells in, 155 Dyke, effect of, 4 Dynamite, 44 Earth-fast, definition, 44 East Barnet, well at, 190 East Ham Level, well at, 193 Edgware, well at, 193 Edgware Road, well at, 193 Edlesborough, well at, 193 Eltham, wells at, 193 Enfield Lock, well at, 193 Enlarging hole below tubes, 67, 68 —— shot-holes, 48 Epping, well at, 193 Erith, well at, 193 Europe, rainfall in, 28, 29 Euyenhausen joint, 85, 88 Excavation in wells, table of, 204 Explosive agents, use of, 45 Fan, for ventilation, 52 Farnham, well at, 193 Fault, effect of, 4 Fauvelle’s system, 79 Fissures, 2, 12 —— in blasting, 46 —— in chalk, 8 Flat chisels, 62 Fleet Street, well at, 193 Formation, mineral character of, 11 Foul air in wells, 52, 209 Four and a half inch steining, 59 Free-falling tools, Dru’s, 117-123 Freshwater, well at, 187, 188 Fulmer, well at, 193 Fuse for blasting, 50 Gases in wells, 52, 209 Gault, 5 General conditions of outcrop, 18 Geological conditions, epitome of, 10 —— —— primary, 4 Gneiss, rainfall on, 27 Golden Lane, well at, 193 Granite, rainfall on, 27 Grapin, or clutch, 107 Grapnels, 107, 139-141 Gravesend, well at, 193 Green Lane wells, 160 Greensands, 5, 8 Greenwich, wells at, 193 Grenelle, well at, 85, 179 Guides, bore-head, 132 ——, Dru’s, for rods, 121 Guncotton, 44 Gunpowder, 44 —— weight of, 49 Hackney Road, well at, 193 Haggerstone, well at, 194 Hainault Forest, well at, 194 Half-brick steining, 59 Halstead, well at, 194 Hammersmith, well at, 194 Hampstead, wells at, 194 —— Road, wells at, 194 Hand-dog, 65 Hand-jumpers, 47 Hanwell, well at, 194 Hard rock, Dru’s system, 125 —— —— sinking in, 44, 53 Harrow, well at, 171, 194 Hastings sand, 5 Haverstock Hill, well at, 194 Hayes, well at, 194 Headings or tunnels, 53, 54 Hedgerley, sands and clays at, 17 Height of strata above surface, 23 Hendon, well at, 194 Herne Bay, section at, 12 Highbury, wells at, 172, 194 Hills or mountains, 5 —— drift on, 6 —— flat-topped, 20 —— outcrop on, 19 Hoddesdon, well at, 194 Holloway, wells at, 194 Hollow rods, 80 Hoop-iron, boring with, 60, 61 Horizontal strata, 9 Hornsey, wells at, 194 Horselydown, well at, 194 Hoxton, well at, 195 Hungerford, section near, 14 Hyde Park Corner, well at, 195 Hydraulic tube-forcers, 146-148 Ickenham, well at, 195 Instruments used in blasting, 46 Iron cylinders for lining, 56 —— drum curb, 42 —— for drills and jumpers, 47 —— rods, 64, 65, 80, 120 —— tubbing, 95, 97, 98 Isle of Dogs, well at, 195 —— of Grain, well at, 195 Isleworth, wells at, 195 Islington Green, well at, 195 Joints, Kind-Chaudron rod, 105-107 —— tubbing, 109 —— tube, 75, 143, 144 Journal of well-work, 206 Jumpers, 47, 48 Kensington, wells at, 195 Kentish Town, well at, 172, 195 Keuper, 5, 35, 36 Key, Kind-Chaudron, 105 Kilburn, well at, 195 Kind-Chaudron system, 93 Kind’s moss-joint, 123, 124 —— system, 85-93 Kind’s system, time employed, 92 Kingsbury, well at, 195 Kingston-on-Thames, well at, 195 Knightsbridge, well at, 195 Ladle, cement, for tubbing, 111 Lagging of drum curb, 42 Lambeth, wells at, 195, 196 Lancashire, thickness of trias, 36 Lea Bridge, well at, 196 Leamington, well at, 158 Least resistance, line of, 45, 46, 50 Leatherhead, sands and clays at, 17 Leek, wells at, 163 Leicester Square, well at, 196 Lias, 5, 8 Lifting dog, 65 Lift of rods, 70 Limehouse, wells at, 196 Line of least resistance, 45, 46, 50 Lining or steining wells, 54-59 —— tubes for bore-hole, 66, 143, 144 Liquorpond Street, well at, 196 Lithofracteur, 44 Liverpool, wells at, 158 London Basin, wells in, 190-201 —— average section of strata, 13 —— clay, 5 —— measurement of sections, 15, 16 Long Acre, well at, 196 Longton, wells at, 162 Loughton, well at, 196 Lower Morden, well at, 196 —— tertiaries, outcrop of, 23 Luton, well at, 196 Magnesian limestone, 5, 10 Maldon, well at, 196 Margate, well at, 196 Marylebone Road, well at, 196 Mather and Platt’s system, 126-154 Measure of water in wells, 204 Michelmersh, well at, 176 Middlesborough, well at, 163 Mile End, wells at, 176, 196 Mile End Road, well at, 197 Millbank, wells at, 197 Mineral character of formation, 11 Mitcham, well at, 197 Mizers, 56, 57 Molasse sandstones, 5 Monkey for tube well, 81 Monkham Park, well at, 197 Mortlake, wells at, 197 Moss box, Kind-Chaudron, 110, 111 Moss joints, 110, 111, 123 Mountain slopes, springs in, 6 Mountains or hills, 5 Muschelkalk, 35 New Barnet, well at, 190 New Cross, well at, 197 New red sandstone, 5, 8, 35 —— —— headings in, 54 New Wimbledon, well at, 201 Nine-inch steining, 59 North America, rainfall, 30, 31 Northampton, well at, 166 Northolt, well at, 197 Norwich crag, 5 —— well at, 177 Notting Dale, well at, 197 —— Hill, well at, 197 Number of bricks in wells, 205 Observations with rain-gauge, 24 Off-take of rods, 70 Old Kent Road, well at, 197 Old Windsor, wells at, 197 Oolitic strata, 5, 8, 166 Orange Street, well at, 197 Outcrop, 11 —— position of, 18 —— rainfall on, 11 —— rainfall on district, 24 Oxford Street, well at, 197 Paris, wells at, 179 Pass pipes for tubbing, 98 —— valves for tubbing, 98 Passy, well at, 85, 180 Pebble Hill, section at, 14 —— beds, 36, 37 Peckham, well at, 197 Penge, well at, 197 Pentonville, wells at, 197 Permeability of new red sandstone, 37 Permian strata, 155 Picker, 58 Pimlico, wells at, 197 Pinner, well at, 197 Pipe-dolly, 67 —— iron, 74 Plaistow, well at, 197 Planes of bedding, 12 Plant, Dru’s system, 114, 115 —— Kind-Chaudron system, 99 —— well sinking, 40-58 —— бурение колодцев, 61–79 Plug, tube straightening, 140, 149 Plugs for tamping, 52 Ponders End, wells at, 187, 197 Porous soils, 8 Position of outcrop, 18 —— of well, 207 Pot mizer, 57 Preparations for sinking, 40 Pricker, 50 Primary beds, 5, 9 Principles of blasting, 45 Prong grapnel, 139, 149 Pudsey Hall, well at, 198 Pumps, Mather and Platt’s, 149-154 Quantity of brickwork in wells, 205 Quicksand, modes of piercing, 98 Rainfall, 24 —— on new red sandstone, 37 —— on outcrop, 11 —— tables of, 28-32 Rain-gauge, instructions for using, 24 Ratcliffe, wells at, 198 Rate of boring, 207, 208 —— ——, Dru, 123 —— of working, Mather and Platt’s, 137 Reculvers, section at, 12 Regent’s Park, wells at, 198 Rhætic beds, 5 Richmond, wells at, 198 Rimers, 68 Riming spring, 68 Ring for broken rods, 64 River deposits, 22 Rock, chisels for, 62, 87, 102, 115, 132 —— intersected by dyke, 4 —— sinking in, 44 Rod guides, Dru’s, 121 —— joints, Dru’s, 121 —— at Passy, 86, 89 Rods, boring, 64, 65 —— boring, Dru’s, 120, 121 —— Kind-Chaudron system, 101 —— remarks on, 126, 127 Romford, well at, 198 Rope, boring with, 60, 130 Ross, well at, 165, 166 Rotherhithe, wells at, 198 Ruislip, well at, 198 Running sands, Dru’s system, 125 Saffron Walden, well at, 198 St. Helens, wells at, 166 Sand, 11 —— Mather and Platt’s system, 143 Sandhurst, well at, 198 Sandstone, new red, 35 Sandwich, well at, 198 Scaffolding for boring, 71 Scratcher, 58 Screw grapnel, 139, 142 Screw-jacks, 144, 145 Searching for water, 9 Secondary beds, 5 Setting rain-gauge, 24 Shallow surface springs, 21 Sheer-frame, boring, _Frontispiece_, 72 Sheer-legs, 69 Sheerness, wells at, 198 Shell, 63, 122 —— at Passy, 90 —— Kind-Chaudron system, 105 —— or auger, 63 —— pump, Mather and Platt’s, 134, 136 —— —— jammed, 141, 142 Shoreditch, well at, 198 Shorne Meade Fort, well at, 198 Shortlands, well at, 199 Shot-holes, boring, 48 —— in wet stone, 50 Sinkers’ bucket, 67, 150 Sinking mine shafts, 93 —— plant for, 96 —— with drum curb, 42 Sinkings in Durham, 93 —— in hard rock, 44-53, 94 Site for rain-gauge, 24 Slate, rainfall on, 27 Slope of hills, outcrop on, 19 Slough, wells at, 199 Small-shot system in blasting, 44 Smithfield, well at, 199 Snow, measuring fall of, 25 South America, rainfall, 31 Southend, well at, 199 Southwark, wells at, 199 Speed of holing with hand-drills, 48 Spitalfields, well at, 199 Spithead, well at, 146 Spring, definition, 1 —— cutter for tubes, 78, 79 —— darts, 67 —— pole, 61 Springs, 1, 2 —— in alluvium, 7 —— in drift, 6 —— in chalk, 7 —— in permeable strata, 1 —— surface, 21 Staffordshire, thickness of trias, 36 —— wells in, 162, 163 Steam jet for ventilation, 52 Steel for drills, 47 Steining, 40, 43, 54-59 Stemmer or tamping bar, 51 Step-ladder, 139, 141 Stifford, well at, 199 Stockwell Green, wells at, 199 Stone steining, 55 Storing well-water, 206 Strata, disturbances of the, 32 —— table of, 202, 203 Stratford, wells at, 199 Stratified rock, blasting in, 46 Streatham, well at, 199 Stud-block, 66 Sudbury, well at, 199 Sulphuretted hydrogen in wells, 210 Superficial area, extent of, 11 Superintending well-work, hints on, 206 Surface, height of strata above, 23 —— of outcrop, 11 —— springs, 21 Swanage, Dorset, well at, 167 Tables of excavation in wells, 204 —— rainfall, 28-32 —— of strata, 202, 203 Tamping, 50, 51 —— bar, 51 —— tools, 50-52 T-chisels, 62 Tempering boring chisels, 209 Tertiary beds, 5 —— district, division of, 34 Testing machine, for tubbing, 108, 109 Thames Street, Upper, well at, 200 Tillers, 62, 65 Timber steining, 55 Tongs, 67 Tools for well boring, 62-79 Top rods, 65, 66 Tottenham, wells at, 199 Tottenham Court Road, well at, 199 Tower Hill, well at, 199 Trafalgar Square, well at, 199 Trepan at Passy, 85 —— Dru’s first, 113 —— Kind-Chaudron system, 101-105 —— Kind’s, 86, 87 Trias strata, 35, 36, 155 Tubbing, 94, 95 —— pass pipes for, 98 —— placing Kind-Chaudron, 108, 109 —— testing machine for, 108, 109 Tube clamps, 67 —— forcing apparatus, 74, 144-148 —— grapnel, 139, 149 —— joints, 66, 75 —— well, American, 81 Tubes, 66, 143 Tubing, when necessary, 73 Tunnels or headings, 53, 54 Underpinning, 40 Upchurch, wells at, 199, 200 Upper Thames Street, well, at, 200 Uxbridge, wells at, 200 Valleys, drift in, 6 —— outcrop in, 18 Valve for mizer, 56, 57 Valves for shell, 64, 122, 123, 134 Vauxhall, well at, 200 V-chisels, 62 Wad-hook, 64 Waltham Abbey, well at, 200 Walthamstow Marsh, well at, 200 Wandsworth, wells at, 200 Warwickshire, thickness of trias, 36 Water in new red sandstone, 38 —— measure and weight in wells, 204 —— searching for, 9 Water-bearing deposits, value of, 10 —— strata, height of, above surface, 23 —— —— sinking through, 56, 93 Well, Artesian, definition, 2 —— —— causes of failure, 2-4 —— boring, 60-80 —— sinking, 40 Well-water, storing, 206 Wealden clay, 5 Wedging cribs, 94, 95 Weight of water in wells, 204 Westbourne Grove, well at, 200 West Drayton, wells at, 200 West Ham, wells at, 102 West India Dock, well at, 201 Westminster, wells at, 201 Wet stone, shot-holes in, 50 Whitechapel, wells at, 201 Willesden, well at, 201 Wimbledon, wells at, 201 Windsor station well, 160 Windsor, wells at, 201 —— wells at Old, 197 Winchfield, well at, 189 Windlass, 42, 60, 72 Winkfield Plain, well at, 201 Witham, well at, 201 Withdrawing tools, 64 Withdrawing tubes, 74-79 Wolverhampton, wells at, 166 Wooden drum curb, 41, 42 —— rods, 89, 101, 106 Wood tubbing, 95 Woodley Lodge, well at, 201 Woolwich beds, 5 —— wells at, 201 Worm-auger, 64 Wormley, wells at, 201 Wormwood Scrubbs, well at, 201 Wrought-iron tubes, 66 ЛОНДОН: ОТПЕЧАТАНО WILLIAM CLOWES AND SONS, СТЭМФОРД-СТРИТ И ЧАРИНГ-КРОСС. НОВЫЕ КНИГИ E. & F. N. SPON. Crown 4to, cloth, 36s. Пирология, или Огненная химия. Наука, интересная для философа широкого профиля, и искусство бесконечной важности для химика, минералога, металлурга, геолога, агронома, инженера (горного, гражданского и военного) и т. д. Уильям Александр Росс, недавно майор Королевской артиллерии. Crown 8vo, cloth, 8s. Электричество: его теория, источники и применения. Джон Т. Спрэг, член Общества инженеров телеграфа. С 91 гравюрой на дереве и 30 ценными таблицами. Crown 4to, cloth, 15s. Справочник чертежника по составлению планов и карт, включая инструкции по подготовке инженерных, архитектурных и механических чертежей, с многочисленными иллюстрациями и цветными примерами. Г. Г. Андре, член Геологического общества, член Общества инженеров, ассоциированный член Института гражданских инженеров. Second Edition, royal 8vo, cloth, 12s. 6d. Практический трактат по науке о земельной и инженерной съемке, нивелировании, оценке количеств и т. д. С общим описанием нескольких инструментов, необходимых для съемки, нивелирования, построения графиков и т. д. Г. С. Мерретт. 41 прекрасная таблица с иллюстрациями и таблицами. With Portrait, 8vo, cloth, 12s. 6d. Автобиография сэра Джона Ренни, бывшего президента Института гражданских инженеров, члена Королевского общества и т. д. Под редакцией его сына, К. Г. К. Ренни. Crown 8vo, cloth, 5s. Арбитражи: учебник для землемеров в табличной форме. Банистер Флетчер, член Королевского института британских архитекторов, автор книг «Типовые дома», «Ветхость», «Компенсации» и т. д. 32mo, roan, 4s. 6d.; or cloth, 3s. 6d. Карманный справочник архитекторов и строителей Spon с полезными заметками и ценами на 1875 год. У. Янг, архитектор, автор «Живописных архитектурных этюдов» и т. д. Crown 4to, cloth, 15s. Практическая геометрия и инженерное черчение. Курс начертательной геометрии, адаптированный к требованиям инженера-чертежника, включая определение отбрасываемых теней и изометрическую проекцию, причем каждая глава сопровождается многочисленными примерами. К вышесказанному добавлены правила штриховки, оттенения линий и т. д., а также практические инструкции по обводке, раскраске, печати и общей обработке инженерных чертежей. Джордж С. Кларк, лейтенант Королевских инженеров, инструктор по механическому черчению, Королевский инженерный колледж Индии, Куперс-Хилл. Third Edition, 8vo, sewed, 1s. 6d. Ливерпульский водопровод. Чарльз М. Бело, член Института гражданских инженеров, автор «Строительства водосборных резервуаров». Crown 8vo, cloth, 7s. 6d. Сухая гниль. Трактат о происхождении, развитии, предотвращении и лечении сухой гнили в древесине, замечания о средствах сохранения древесины от разрушения морскими червями, жуками, муравьями и т. д. Томас Аллен Бриттон, бывший инспектор Столичного совета по строительству и т. д. To be completed in 12 Monthly Parts, 4to, sewed, 5s. each, Parts I. to V. now ready. Горная инженерия. Практический трактат по добыче угля. Г. Г. Андре, член Геологического общества, горный инженер, член Общества инженеров. С таблицами практических чертежей. Foolscap 8vo, cloth, 6s. Золотниковый клапан. — О проектировании клапанного механизма. Эдвард Дж. Коулинг Уэлч, член Института инженеров-механиков. С диаграммами. Лондон: E. & F. N. SPON, 48, Чаринг-Кросс. Нью-Йорк: 446, Брум-стрит. Каталог книг, относящихся к ПРАКТИЧЕСКОЙ НАУКЕ, ИЗДАННЫХ И ПРОДАВАЕМЫХ E. & F. N. SPON. ЛОНДОН: 48, ЧАРИНГ-КРОСС. НЬЮ-ЙОРК: 446, БРУМ-СТРИТ. Architects’ Handbook.         A Handbook of Formulæ, Tables, and Memoranda, for Architectural Surveyors and others engaged in Building, by J. T. Hurst, C.E., tenth edition, thoroughly revised and re-written, royal 32mo, roan 5  0   Andre’s Handbook of Mapping.   Containing Instructions for the Preparation of Engineering, Architectural, and Mechanical Drawings, with numerous coloured examples, crown 4to, cloth 15  0   Blast-Furnace.   Researches on the Action of the Blast-Furnace, by Charles Schintz, translated from the German by W. H. Maw, and Moritz Müller, plates, crown 8vo, cloth 8  6   Bridges.   Estimates and Diagrams of Railway Bridges for Turnpike, Public and Occupation Roads, in the Embankments of Double or Single Lines, and Cuttings of Double Lines, with Form for Calculating Quantities in Skew Structures, etc.; also Culverts of various dimensions, and at Station Buildings, by J. W. Grover, M.I.C.E., second edition, enlarged, with 37 coloured plates, folio, cloth 31 6   Bridges.   Iron and Timber Railway Superstructures and General Works; giving Dimensions and Quantities for the Standard 4ft. 81⁄2in. gauge and the Mètre 3ft. 33⁄8in. gauge, with some Earthwork Tables and Outlines of a Specification and Requirements, by J. W. Grover, M. Inst. C.E., folio, cloth £2  2  0   Bridges.   The Strains upon Bridge Girders and Roof Trusses, including the Warren, Lattice, Trellis, Bowstring, and other Forms of Girders, the Curved Roof, and Simple and Compound Trusses, by Thos. Cargill, C.E.B.A., T.C.D., Assoc. Inst. C.E., Member of the Society of Engineers, with 64 illustrations, drawn and worked out to scale, 8vo, cloth 12  6   Bridges.   Construction of the Great Victoria Bridge, in Canada, by James Hodges, Engineer to Messrs. Peto, Brassey, and Betts, Contractors, vol. 1, imp. 4to, illustrated with 17 coloured plates, and numerous wood engravings; vol. 2, royal folio, containing 28 double and 19 single plates, together 2 vols., half-bound in morocco £4  14  6   Bridges.   Long-Span Railway Bridges, comprising Investigations of the Comparative Theoretical and Practical Advantages of the various adopted or proposed Type Systems of Construction, with numerous Formulæ and Tables giving the weight of Iron or Steel required in Bridges from 300 feet to the limiting Spans; to which are added similar Investigations and Tables relating to Short-Span Railway Bridges, second and revised edition, by B. Baker, Assoc. Inst. C.E., plates, crown 8vo, cloth 5  6   Builders’ Price-Book.   Spons’ Builders’ Pocket-Book of Prices and Memoranda, edited by W. Young, architect, royal 32mo, roan 4  6   or cloth, vermillion edges 3  6   Published Annually.     Cabinet Making.   The Cabinet Maker; being a Collection of the most approved designs in the Mediæval, Louis-Seize, and Old English styles, for the use of Cabinet Makers, Carvers, etc., by R. Charles, 96 plates, folio, half-bound 21  0   Carpentry.   Elementary principles of Carpentry, by Thomas Tredgold, revised from the original edition, and partly re-written, by John Thomas Hurst, contained in 517 pages of letterpress, and illustrated with 48 plates and 150 wood engravings, second edition, crown 8vo, handsomely bound in cloth 18  0   Compensations.   Compensations, a Text-book for Surveyors, in tabulated form, by Banister Fletcher, crown 8vo, cloth 5  0   Coffee.   The Coffee Planter of Ceylon, by William Sabonadière, with an Appendix, containing various extracts and letters from other authority, bearing on the same subject, second edition, enlarged and revised, illustrated by plates and wood engravings, crown 8vo, cloth 7  6   Coffee and Chicory.   Coffee and Chicory; the Culture, Chemical Composition, Preparation for Market, and Consumption, with simple tests for detecting adulteration, and practical hints for the Producer and Consumer, by P. L. Simmonds, F.S.S., author of ‘The Commercial Products of the Vegetable Kingdom,’ ‘Dictionary of Products,’ etc., etc., illustrated by numerous wood engravings, post 8vo, cloth 2  0   Cotton Cultivation.   Cotton Cultivation in its various details, the Barrage of Great Rivers, and Instructions for Irrigating, Embanking, Draining, and Tilling Land in Tropical and other Countries possessing high thermometric temperatures, especially adapted to the improvement of the cultural soils of India, by Joseph Gibbs, Member Institute Civil Engineers, with 5 plates, crown 8vo, cloth 7  6   Curves, Railway.   Treatise on the setting out of Railway Curves, with full Tables of the Angles, Distances, and Offsets required, especially arranged for the use of Measurements in feet and imperial links, but also adapted for the use of any other unit of Measurement, by David Livingstone, crown 8vo, cloth 10  6   Curve Tables.   Tables for setting out Railway Curves, arranged by Chas. Pullar Hogg, C.E., a series of cards arranged for Manipulation, with a sheet of Explanations and Examples, in neat cloth case 4  6   Dilapidations.   Dilapidations, a Text-book for Architects and Surveyors, in tabulated form, by Banister Fletcher, Fellow Royal Inst. Brit. Arch. (Author of Model Houses), showing who are liable for Dilapidations, and the extent of the liability of Lessors, Lessees, Tenants at will, Tenants by elegit, Statute, Merchant, or Staple Tenants in fee simple, Tenants in tail, Tenants for life, Tenants for years without impeachment of waste, Mortgagor, Mortgagee in possession, Yearly Tenants, Tenants in common, and joint Tenants, Rights of comparceners, also what are dilapidations and waste, and further fully instructs the surveyor how to take and value them, to which is added the duties of surveyors, with a table of legal cases, embracing the most recent, and illustrated throughout by examples drawn from the author’s experience, and latest legal decisions, crown 8vo, cloth 5  0   Earthwork Tables.   Tables for Computing the Contents of Earthwork in the Cuttings and Embankments of Railways, by W. Macgregor, royal 8vo, cloth 6  0   Economy in the Use of Steam.   A Statement of the Principles on which a Saving of Steam can be best effected, by Frank Salter, B.Sc., crown 8vo 3  6   Electrical Standards.   Reports of the Committee on Electrical Standards appointed by the British Association, revised by Sir W. Thomsom, Dr. J. P. Joule, Professors Clark, Maxwell, and Fleeming Jenkin, with a Report to the Royal Society on Units of Electrical Resistance, by Prof. F. Jenkin, edited by Professor Fleeming Jenkin, F.R.S., plates, 8vo, cloth 9  0   Electric Telegraph.   Electrical Tables and Formulæ for the Use of Telegraph Inspectors and Operators, compiled by Latimer Clark and Robert Sabine, with wood engravings, crown 8vo, cloth 12  6   Engineering.   Spons’ Dictionary of Engineering, Civil, Mechanical, Military, and Naval, with technical terms in French, German, Italian, and Spanish, 3100 pp., and nearly 8000 engravings, super-royal 8vo, in      8 divisions, cloth 13s. 6d. each £5  8  0   8      „      half-morocco £6  8  0   8      „      French morocco £7  4  0   Complete in 3 vols., cloth £5  5  0   Bound in a superior manner, half-morocco, top edge gilt, 3 vols. £6  12  0   Engineers’ Companion.   The Office and Cabin Companion for Engineers and Officers of Steam Vessels, consisting of observations, rules, and tables to facilitate such Calculations as Naval Officers and Engineers are called upon to make, by J. Simond Holland, second edition, 12mo, cloth 3  0   Engineering Drawing.   An Elementary Treatise on Orthographic Projection, being a new Method of Teaching the Science of Mechanical and Engineering Drawing, intended for the Instruction of Engineers, Architects, Builders, Smiths, Masons, and Bricklayers, and for the use of Schools, with numerous illustrations on wood and steel, by William Binns, Associate Institute Civil Engineers, late Master of the Mechanical Drawing Class at the Department of Science and Art, and at the School of Mines, formerly Professor of Applied Mechanics, at the College for Civil Engineers, etc., eighth edition, 8vo, cloth 9  0   Mr. Binns’ system of Mechanical Drawing is in successful operation in all the Art Schools of the United Kingdom.     Engineering Drawing.   The Second Course of Orthographic Projection; being a continuation of the new Method of Teaching the Science of Mechanical and Engineering Drawing; with some Practical Remarks on the Teeth of Wheels, the Projection of Shadows, Principles of Shading, and the Practice of Making to Scale Drawings from Actual Machinery. Intended for the Instruction of Engineers, Architects, Builders, Smiths, Masons, and Bricklayers, and for the use of Science Schools and Classes, with numerous illustrations, by Wm. Binns, Consulting Engineer, Associate I.C.E., late Master of the Mechanical Drawing Class, at the Department of Science and Art, and at the Royal School of Mines; formerly Professor of Applied Mechanics at the College for Civil Engineers, etc., 8vo, cloth 10  6   Engineers’ Pocket-Book.   The Pocket-Book of Pocket-Books, being Molesworth and Hurst’s Pocket-Books, printed on India paper, bound together in one volume, royal 32mo, Russia, gilt edges 12  6   Engineers’ Pocket-Book.   A Pocket-Book of Useful Formulæ and Memoranda, for Civil and Mechanical Engineers, by Guilford L. Molesworth, Mem. Ins. C.E., Consulting Engineer to the Government of India for State Railways, eighteenth edition, revised, with considerable additions by the author; together with a valuable contribution on Telegraphs, by R. S. Brough, 32mo, roan 6  0   Ditto, interleaved with ruled paper for Office use 9  0   Ditto, printed on India paper, for the waistcoat pocket 6  0   Engineers’ Price-Book.   Appleby’s Illustrated Handbook of Machinery and Iron Work, with the Cost, the Working Expenses, and the Results obtained in the use of Steam and Hand Cranes, Pumps, Fixed and Portable Steam Engines, and various other Machines; with Weight Measurement, etc., etc.; also Prices of Tools, Iron Works, Stores and Materials required by Civil and Mechanical Engineers, Merchants, and others; together with numerous Tables and Memoranda, by Appleby Bros., Engineers, many hundred wood engravings, 8vo, cloth 12  6   Engineers’ Tables.   Spons’ Tables and Memoranda for Engineers, selected and arranged by J. T. Hurst, C.E., Author of ‘Architectural Surveyors’ Handbook,’ ‘Hurst’s Tredgold’s Carpentry,’ etc., 64mo, roan, gilt edges, second edition 1  0   Or in cloth case 1  6   French Measures.   French Measures and English Equivalents, by John Brook. For the use of Engineers, Manufacturers of Iron, Draughtsmen, etc., 18mo, roan 1  0 “In a series of compact tables the English values of the French measures are arranged from one to a thousand millimètres, and from one to a hundred mètres; the fractions of an inch progressing in sixteenths are also reduced to French values. The little book will be found useful to almost every engineer.” —Engineering.   French-Polishing.   The French-Polisher’s Manual, by a French-Polisher, containing Timber Staining, Washing, Matching, Improving, Painting, Imitations, Directions for Staining, Sizing, Embodying, Smoothing, Spirit Varnishing, French-Polishing, Directions for Re-polishing, royal 32mo, sewed 0  6   Gas.   Analysis, Technical Valuation, Purification and Use of Coal Gas, by the Rev. W. R. Bowditch, M.A., with wood engravings, 8vo, cloth 12  6   Gas Works.   Instructions for the Management of Gas Works, by W. C. Holmes, Engineer, 8vo, cloth 4  0   Gunner’s Pocket-Book.   Bridges’ Gunner’s Pocket-Book, compiled by Captain T. W. Bridges, H.P. Royal Artillery, crown 32mo, roan, 1s.; or morocco 1  6   Handrailing.   Handrailing cut square to the Plank, without a Falling Mould, as discovered and taught at the Mechanics’ Institution, Liverpool, by John Jones, Staircase Builder, containing seven plates, with full instructions for working them, fol. boards 6  0   Hydraulics.   Practical Hydraulics: a Series of Rules and Tables for the use of Engineers, etc., etc., by Thomas Box, fourth edition, numerous plates, post 8vo, cloth 5  0   Iron.   Iron as a material of Construction, forming a Handbook for the use of Students in Engineering, by William Pole, C.E., F.R.S., cuts, post 8vo, cloth 6  0   Iron and Steel.   The Journal of the Iron and Steel Institute, edited by Jno. Jones, F.G.S., and David Forbes, F.R.S., published half-yearly, 8vo, each Part 7  6   Indian Engineering.   India and Indian Engineering: Three Lectures delivered at the Royal Engineer Institute, Chatham, in July, 1872, by Julius George Medley, Lieut.-Col. R.E., Assoc. Inst. C.E., Fellow of the Calcutta University, Principal Thomason Civil Engineering College, Roorkee, crown 8vo, cloth 3  0   Link-Motion.   Link-Motion and Expansion-Gear practically considered, by N. P. Burgh, Engineer, illustrated with 90 plates and 229 wood engravings, small 4to, handsomely half-bound in morocco £2  2  0   Mechanical Engineering.   The Mechanician and Constructor for Engineers, comprising Forging, Planing, Lining, Slotting, Shaping, Turning, Screw-cutting, etc., by Cameron Knight, illustrated by 96 4to plates, containing 1147 illustrations, and 397 pages of letterpress, 4to, cloth £2  10  0   Or, half-bound French morocco £2  12  6   Mechanics.   The Essential Elements of Practical Mechanics, based on the principle of work, designed for Engineering Students, by Oliver Byrne, formerly Professor of Mathematics, College for Civil Engineers, second edition, illustrated by numerous wood engravings, post 8vo, cloth 7  6   Mechanics.   The Principles of Mechanics and their Application to Prime Movers, Naval Architecture, Iron Bridges, Water Supply, etc., by W. J. Millar, C.E., Secretary to the Institution of Civil Engineers and Shipbuilders, Scotland, crown 8vo, cloth 4  6   Metric Weights and Measures.   Scales for the Ready Comparison of British and Metric Weights and Measures, by A. L. Newdigate, M.A., in neat cloth case 5  0   Military Terms.   A Handy Dictionary of Military Terms, by Major W. W. Knollys, F.R.G.S., 93rd Sutherland Highlanders, Garrison Instructor, Home District, etc., 18mo, cloth 2  0   Mill Gearing.   A Practical Treatise on Mill Gearing, Wheels, Shafts, Riggers, etc., for the use of Engineers, by Thomas Box, post 8vo, cloth, with eight plates 5  0   Millwright’s Guide.   The Practical Millwright’s and Engineer’s Ready Reckoner, or Tables for finding the diameter and power of cog-wheels, diameter, weight and power of shafts, diameter and strength of bolts, etc., by Thomas Dixon, fourth edition, 12mo, cloth 3  0   Mine Engineering.   A Practical Treatise on Coal Mining, by George G. André, Mining Civil Engineer, F.G.S., Assoc. Inst. C.E., numerous plates, 2 vols., royal 4to, cloth £3  12  0   Mining.   Records of Mining and Metallurgy; or, Facts and Memoranda for the use of the Mine Agent and Smelter, by J. Arthur Phillips and John Darlington, in crown 8vo, cloth, illustrated with wood engravings 4  0   Oilman’s Calculator.   The Oilman’s Calculator, containing Tables showing the Conversion in Imperial Gallons of any Weight of Oil of a specific Gravity of from ·700 to ·960, from 1 lb. to 400 cwt.; Prices per Gallon equivalent to Prices per Ton at 16 different Weights, from £3 to £100; Contents of Circular Tanks in Imperial Gallons from 3 feet to 36 feet diameter; Conversion of Foreign Moneys and Weights into British Value, etc., by James Ireland, 8vo 7  6   Pyrology.   Pyrology, or Fire Chemistry; a Science interesting to the general Philosopher, and an art of infinite importance to the Chemist, Mineralogist, Metallurgist, Geologist, Agriculturalist, Engineer (Mining, Civil, and Military), etc., etc., by William Alexander Ross, lately a Major in the Royal Artillery, with plates and woodcuts, crown 4to, cloth £1  16  0 “A work which we have no hesitation in pronouncing original and invaluable. The author is not a chemist trained in the orthodox school outside which there is no salvation: for cooked results and unproved theories he shows very little respect. We can strongly recommend this book to Analysts, Assayers, Mineralogists, and to all persons interested in Mining and Metallurgy.” —Chemical News, August 6th, 1875.   Railway Engineering.   Manual of Railway Engineering, for the Field and the Office, by Charles P. Cotton, C.E., second edition, revised and enlarged, post 8vo, cloth 7  6   Rennie, Sir John.   The Autobiography of Sir John Rennie, Past-President of the Institution of Civil Engineers, F.R.S., etc., etc., edited by his son, C. G. C. Rennie, with portrait, 8vo, cloth 12  6   Reservoirs.   On the Construction of Catch-water Reservoirs in Mountain Districts for the supply of Towns, or for other purposes, by C. H. Beloe, Author of ‘The Handbook of the Liverpool Waterworks,’ plates, 8vo, cloth 5  0   Retaining Walls.   Surcharged and different Forms of Retaining Walls, by J. S. Tate, cuts, 8vo, sewed 2  0   Ropemaking.   A Treatise on Ropemaking as practised in public and private Rope-yards, with a description of the manufacture, rules, tables of weights, etc., adapted to the Trade, Shipping, Mining, Railways, Builders, etc., by R. Chapman, formerly foreman to Messrs. Huddart and Co., Limehouse, and late Master Ropemaker to H.M. Dockyard, Deptford, second edition, 12mo, cloth 3  0   Sanitary Engineering.   Proceedings of the Association of Municipal and Sanitary Engineers and Surveyors, Vol. I., 1873-4, edited by Lewis Angell, Mem. Inst. C.E., F.R.I.B.A., etc., etc., 8vo, cloth 10  6   Ditto, Vol. II. 7  6   Sanitary Engineering.   A Series of Lectures given before the School of Engineering, Chatham. Division I. Air. Division II. Water. Division III. The Dwelling. Division IV. The Town and Village. Division V. The Disposal of Sewage. Copiously illustrated. By J. Bailey Denton, C.E., F.G.S., Honorary Member of the Agricultural Societies of Norway, Sweden, and Hanover, and Author of the ‘Farm Homesteads of England,’ ‘Storage of Water,’ etc., etc., royal 8vo, cloth 21  0   Sanitary Works Abroad.   Report of the Commission appointed to propose Measures for Remedying the Pollution of the Seine; with a Description of the Works in course of execution for the Sewerage of Berlin, and the Application of Sewage to Irrigation at Marienfelder and Falkenburg. Translated from the French by Robert Manning, M. Inst. C.E., Chief Engineer to Her Majesty’s Board of Public Works in Ireland, 8vo, sewed 2  0   Sewage.   A Handbook of Sewage Utilization, by Ulick Ralph Burke, Esq., Barrister-at-Law, crown 8vo, cloth 3  6 This work treats: I. Of the evils of the present System of Sewage Treatment, the Pollution of Water, and the Waste of Manure. II. Remedies, Privy, and Ash-pit; Eureka System; Milan, Goul, and Moule’s Systems. III. Treatment of Sewage by Chemical means; Experiments with Lime; Lime and Chloride of Iron; Sulphate of Ammonia; Holden’s Process; Sulphate of Alumina; Persalts of Iron; Blyth, Lenk, Phospate, A.B.C., Scott, and Hille Processes; Filtration. IV. Irrigation. With an Appendix, including the Law relating to Sewage Utilization.   Sewage.   The Sewage Question on the Treatment and Utilization of Sewage, the Preparation of Land for Irrigation, and for Intermittent Downward Filtration, by J. Bailey Denton, Mem. Inst. C.E., F.G.S., 8vo, sewed 2  0   Silver Mines.   Vazeeri Rupi, the Silver Country of the Vazeers, in Kulu: its Beauties, Antiquities, and Silver Mines, including a Trip over the lower Himalayah Range and Glaciers, by J. Calvert, F.G.S., Mem. Inst. C.E., illustrated with a map and coloured plates, 8vo, cloth 16  0   Slide Valve.   The Slide Valve practically considered, by N. P. Burgh, Engineer, seventh edition, containing 88 illustrations and 121 pages of letterpress, crown 8vo, cloth 5  0   Slide Valve. Designing Valve Gearing.   A Treatise on a Practical Method of Designing Slide Valve Gearing, by Simple Geometrical Construction, based upon the principles enunciated in Euclid’s Elements, and comprising the various forms of Plain Slide Valve and Expansion Gearing; together with Stephenson’s, Gooch’s, and Allan’s Link-Motions, as applied either to reversing or to variable expansion combinations, by Edward J. Cowling Welch, Memb. Inst. Mechanical Engineers, crown 8vo, cloth 6  0 The system described in this work enables any draughtsmen or foreman to “get out” in a few minutes, and with the greatest precision, all the details of a Slide Valve Gear, without recourse to models or other similar appliances.   Steam Boilers.   Practical Treatise on Steam Boilers and Boiler-making, by N. P. Burgh, Mem. Inst. Mec. Eng., illustrated by 1163 wood engravings and 50 large folding plates of working drawings, royal 4to, half-morocco £3  13  6   Steam Engine.   Modern Marine Engineering applied to Paddle and Screw Propulsion; consisting of 36 plates, 259 wood engravings, and 403 pages of descriptive matter, the whole being an exposition of the present practice of the following firms: Messrs. J. Penn and Sons; Maudslay, Sons, and Field; James Watt and Co.; J. and G. Rennie; R. Napier and Sons; J. and W. Dudgeon; Ravenhill and Hodgson; Humphreys and Tenant; Mr. J. F. Spencer; and Messrs. Forester and Co. By N. P. Burgh, Engineer, 4to, cloth £2  5  0   Steam Engine.   Modern Compound Engines, being a Supplement to Modern Marine Engineering, by N. P. Burgh, Mem. Inst. Mech. Eng., numerous large plates of working drawings, 4to, cloth 18  0 The following Firms have contributed Working Drawings of their best and most modern examples of Engines fitted in the Royal and Mercantile Navies: Messrs. Maudslay, Rennie, Watt, Dudgeon, Humphreys, Ravenhill, Jackson, Perkins, Napier, Elder, Laird, Day, Allibon.   Steam Engine.   Practical Treatise on the Condensation of Steam: contained in 262 pages of letterpress, and illustrated with 212 engravings, by N. P. Burgh, Engineer, super-royal 8vo, cloth £1  5  0   Steam Engine.   A Pocket-Book of Practical Rules for the Proportions of Modern Engines and Boilers for Land and Marine purposes, by N. P. Burgh, fifth edition, revised, with Appendix, royal 32mo, roan 4  6 Details of High-Pressure Engine, Beam Engine, Condensing, Marine Screw Engines, Oscillating Engines, Valves, etc., Land and Marine Boilers, Proportions of Engines produced by the rules, Proportions of Boilers, etc.   Steep Gradients on Railways.   A Treatise on the Improved Method for overcoming Steep Gradients on Railways, whereby an ordinary locomotive capable of hauling a given load up a gradient 1 in 80, can take the same up 1 in 8, by Henry Handyside, 8vo, sewed 1  0   Strength of Beams.   On the Strength of Beams, Columns, and Arches, considered with a view to deriving methods of ascertaining the practical strength of any given section of Beam, Column, or Arch, in Cast-iron, Wrought-iron, or Steel, by B. Baker, numerous cuts, crown 8vo, cloth 9  0   Strength of Beams.   New Formulas for the loads and Deflections of Solid Beams and Girders, by William Donaldson, M.A., Assoc. Inst. C.E., 8vo, cloth 4  6   Sugar.   The Practical Sugar Planter; a complete account of the cultivation and manufacture of the sugar-cane, according to the latest and most improved processes, describing and comparing the different systems pursued in the East and West Indies, and the Straits of Malacca, and the relative expenses and advantages attendant upon each, being the result of sixteen years’ experience of a sugar planter in those countries, by Leonard Wray, Esq., with numerous illustrations, 8vo, cloth 10  6   Short Logarithms.   Short Logarithmic and other Tables, intended to facilitate Practical Calculation, and for solving Arithmetical Problems in class, by Professor W. C. Unwin, 8vo, cloth 2  0   Sulphuric Acid.   The Chemistry of Sulphuric Acid Manufacture, by Henry Arthur Smith, cuts, crown 8vo, cloth 4  6   Surveying.   The Principles and Practice of Engineering, Trigonometrical, Subterraneous, and Marine Surveying, by Charles Bourne, C.E., third edition, numerous plates and woodcuts, 8vo, cloth 5  0   Surveying.   A Practical Treatise on the Science of Land and Engineering Surveying, Levelling, Estimating Quantities, etc., with a general description of the several Instruments required for Surveying, Levelling, Plotting, etc., by H. S. Merrett, 41 fine plates, with illustrations and tables, royal 8vo, cloth, second edition 12  6   Table of Logarithms.   Table of Logarithms of the Natural Numbers, from 1 to 108,000, by Charles Babbage, Esq., M.A., stereotyped edition, royal 8vo, cloth 7  6   Tables of Squares and Cubes.   Barlow’s Tables of Squares, Cubes, Square Roots, Cube Roots, Reciprocals of all Integer Numbers up to 10,000, post 8vo, cloth 6  0   Teeth of Wheels.   Camus (M.) Treatise on the Teeth of Wheels, demonstrating the best forms which can be given to them for the purposes of Machinery, such as Mill-work and Clock-work, and the art of finding their numbers, translated from the French, third edition, carefully revised and enlarged, with details of the present practice of Millwrights, Engine Makers, and other Machinists, by Isaac Hawkins, illustrated by 18 plates, 8vo, cloth 5  0   Telegraphy.   Journal of the Society of Telegraph Engineers, including original Communications on Telegraphy and Electrical Science, edited by Major Frank Bolton and G. E. Preece, Parts I. to XII., demy 8vo, sewed, with wood engravings, each 5  0   To be continued quarterly.   Torpedo Warfare.   A Treatise on Coast Defence; based on the experience gained by Officers of the Corps of Engineers of the Army of the Confederate States, and compiled from Official Reports of Officers of the Navy of the United States, made during the North American War from 1861 to 1865, by Von Scheliha, Lieutenant-Colonel and Chief Engineer of the Department of the Gulf of Mexico, of the Army of the late Confederate States of America; with numerous fine plates, imperial 8vo, cloth, top edge gilt 15  0   Trevithick.   The Life of Richard Trevithick (Inventor of the High-pressure Steam-engine), with an account of his Inventions, by Francis Trevithick, C.E., 2 vols., medium 8vo, cloth, illustrated by a steel portrait, lithographs, and numerous beautiful wood engravings, including many accurate illustrations of Cornwall, its Mines, and Mining Machinery, reduced to 12  6   Turbine.   A Practical Treatise on the Construction of Horizontal and Vertical Waterwheels, with 11 plates, specially designed for the use of operative Mechanics, by William Cullen, Millwright and Engineer, second edition, revised and enlarged, small 4to, cloth 12  6   Turning.   The Practice of Hand-turning in Wood, Ivory, Shell, etc., with Instructions for Turning such work in Metal as may be required in the Practice of Turning in Wood, Ivory, etc.; also an Appendix on Ornamental Turning, by Francis Campin, second edition, with wood engravings, crown 8vo, cloth (a book for beginners) 6  0   Valve-Gears.   Treatise on Valve-Gears, with special consideration of the Link-Motions of Locomotive Engines, by Dr. Gustav Zeuner, third edition, revised and enlarged, translated from the German, with the special permission of the author, by Moritz Müller, plates, 8vo, cloth 12  6   Ventilation.   Health and Comfort in House Building, or Ventilation with Warm Air by Self-acting Suction Powder, with Review of the mode of Calculating the Draught in Hot-air Flues, and with some actual Experiments, by J. Drysdale, M.D., and J. W. Hayward, M.D., second edition, with Supplement, demy 8vo, with plates, cloth 7  6   The Supplement separate 0  6   Weight of Iron.   Tabulated Weights of Angle, T, Bulb, and Flat Iron, for the use of Naval Architects and Shipbuilders, by Charles H. Jordan, M.I.N.A., 18mo, sewed, second edition 1  6   Wood-working Factories.   On the Arrangement, Care, and Operation of Wood-working Factories and Machinery, forming a complete Operators’ Handbook, by J. Richards, Mechanical Engineer, woodcuts, crown 8vo, cloth 5  0   Wood-working Machines.   A Treatise on the Construction and Operation of Wood-working Machines, including a History of the Origin and Progress and Manufacture of Wood-working Machinery, by J. Richards, Mechanical Engineer, 25 folding plates and nearly 100 full-page illustrations of English, French, and American Wood-working Machines in modern use, selected from the designs of prominent Engineers, 4to, cloth £1  5  0   Workshop Receipts.   Workshop Receipts for the Use of Manufacturers, Machinists, and Scientific Amateurs, by Ernest Spon, crown 8vo, cloth 5  0 Королевский формат 8vo, в переплете, 7 шиллингов 6 пенсов. Иллюстрированная книга цен на машины, инструменты, металлоконструкции и подрядные материалы инженеров и подрядчиков Spon. E. & F. N. SPON: ЛОНДОН И НЬЮ-ЙОРК     Примечание транскрибатора: Для удобства читателя добавлено оглавление. Там, где требуется больше деталей, предоставлены увеличенные изображения. Дефисы приведены к единообразию, за исключением случаев, когда это могло повлиять на смысл. Metre и centimetre изменены на mètre и centimètre для единообразия; вся остальная акцентуация оставлена без изменений. Оригинальное написание сохранено, за исключением «guage», которое было изменено на «gauge»; Parimaribo изменено на Paramaribo; filteration изменено на filtration; homogenous изменено на homogeneous. Всасывающая «порошковая» (powder) мощность, по-видимому, является опечаткой для «power» (мощность), и не была изменена. «P. S. Reed» упоминается в нескольких местах и, вероятно, является опечаткой для «Reid»; см. библиотеку NEIMME. H. S. Merritt изменено на H. S. Merrett.   back back back back back back back back back back back back back back back back back back back back back