При подземных взрывах как порох, так и бризантные взрывчатые вещества выделяют ядовитые газы, которые проникают в почву и, попадая в галерею в достаточных количествах, могут задушить минеров. Из этих газов окись углерода, выделяемая некоторыми бризантными веществами, является, пожалуй, наиболее опасной для человеческой жизни и при смешивании с надлежащей пропорцией воздуха образует взрывоопасную смесь, напоминающую в этом отношении рудничный газ угольных шахт. Будет ли он когда-либо удерживаться в почве в таких количествах, чтобы производить такой эффект при практических горных работах, еще предстоит увидеть.
Некоторые из бризантных взрывчатых веществ, с другой стороны, по-видимому, выделяют относительно небольшие количества ядовитых газов. Газы, выделяемые порохом, хотя и носят удушающий характер, имеют преимущество: их присутствие всегда можно узнать по запаху.
16. Для использования в усиленных минах, предназначенных для пролома галерей противника, бризантные взрывчатые вещества, благодаря сильному характеру их взрыва и явлениям, наблюдаемым при подводном минировании, обещают давать относительно большие радиусы разрушения, чем порох; однако недостаточно данных, чтобы утверждать это с уверенностью. 12
17. Помимо вышеупомянутых соображений, которые относятся к эффектам, производимым взрывчатым веществом при его подрыве, существуют другие, не менее важные, касающиеся безопасности и удобства транспортировки, обращения с взрывчатым веществом и его размещения в минах. Последние часто будут иметь больший вес, чем первые, при определении взрывчатого вещества, которое должно использоваться в любом конкретном случае, могущем возникнуть в практической деятельности по минированию. Из последних соображений одними из наиболее важных при решении вопроса об использовании пороха или бризантных взрывчатых веществ являются следующие:
Порох легко получить, и большинство рядовых более или менее знакомы с его свойствами.
Он взрывается при воспламенении от огня.
Обычно он не взрывается при ударе пули.
Он портится от сырости и уничтожается при полном промокании.
На него не влияют обычные изменения температуры.
Для получения хороших результатов требуется тщательная забивка.
Многие бризантные взрывчатые вещества не портятся от сырости, а некоторые нечувствительны к полному погружению в воду.
Они обычно горят без детонации при воспламенении пламенем.
Некоторые из них не взрываются при ударе пули. Более чувствительные взрываются.
Свойства некоторых из них существенно изменяются при замерзании.
Из-за их большей мощности те же эффекты могут быть произведены меньшими зарядами, требующими меньших камор и зарядов в оболочках.
В силу силы их действия они дают хорошие результаты даже при несовершенной забивке.
Последние два соображения, наряду с возможностью их использования во влажных местах без защиты от сырости, значительно сокращают время, необходимое для выемки грунта, снаряжения и забивки мины, и могут часто позволить тому, кто их использует, опередить противника, использующего порох, и тем самым обеспечить успех там, где использование пороха изменило бы ситуацию на противоположную. При минных работах и в руках экспертов бризантные взрывчатые вещества, в общем, по-видимому, вызывают меньше несчастных случаев, чем порох.
ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ДЕТАЛИ.
18. Инструменты и приспособления. — Различные минные работы выполняются с помощью кирок, лопат, ломов, пил, топоров, молотков (больших и малых), зубил, тачек и ручных носилок, воротов, веревок, деревянных или кожаных ведер, мерных палок, каменщиковых уровней (табл. XI, фиг. 4), отвесов, свечей, закрытых фонарей, жестяных труб, резиновых и брезентовых рукавов, брезента, гвоздей и т. д. общего назначения, а также следующих специальных инструментов и приспособлений:
Шахтерская кирка. Меньше и легче обычной кирки. Ни ее обух, ни рукоятка не превышают 2 футов в длину.
Шахтерская лопата. По форме похожа на обычную лопату, но длиной не более 2 футов.
Толкающая кирка (табл. XI, фиг. 5), которая имеет лезвие ланцетовидной формы шириной около 3½ дюймов и длиной около 6 дюймов, прикрепленное к рукоятке длиной около 2 футов.
Полевой уровень (табл. XI, фиг. 6), который состоит из трех деревянных полок размером примерно 2" × ½", расположенных так, как показано на рисунке. Планка A имеет длину 4 фута между центрами штифтов; B и C имеют длину 2 фута 9 15/16 дюйма; угол при a = 90°. В деталях C вставлен ватерпас и прикреплен отвес, как показано на рисунке. Отметки на A используются для пологих склонов, отметки на B — для крутых.
Другие стороны B и C разделены на градусы дуги, причем центр находится в средней точке внешнего края A.
Брусок для уклонов, представляющий собой деревянный куб, используемый в сочетании с каменщиковым уровнем для определения уклонов.
Угловые шаблоны (табл. XI, фиг. 7), задающие определенный угол, используемые при разбивке галерей.
Шахтерская тележка или вагонетка. Небольшая четырехколесная тележка с фиксированными осями и очень короткой колесной базой; внешние размеры примерно 20 дюймов в ширину, от 18 до 20 дюймов в высоту и 30 дюймов в длину. Используется для перевозки земли по галереям и обычно поднимается наверх по шахте и высыпается наружу, заменяя ведра, используемые при проходке шахты.
Шахтерский мех (табл. XI, фиг. 8). Кожаный мешок с деревянным верхом и низом, снабженный впускным и выпускным клапанами, из последнего из которых воздух отводится по трубам или рукавам. При использовании меха минер встает на нижние рукоятки и работает мехом руками за верхние.
Он часто заменяется обычным кузнечным мехом или роторным нагнетателем от переносного горна; а иногда — самодельным воздушным насосом, состоящим из большой открытой бочки, наполненной водой, и другой, меньшей, с одной снятой крышкой и другой, снабженной выпускным и впускным клапанами и воздушной трубкой, перевернутой над большой бочкой, поддерживаемой пружинящим шестом и приводимой в движение вверх и вниз вручную в воде нижней бочки.
Шахтерский подсвечник (табл. XI, фиг. 9), который удерживает свечу и может быть забит в стену или дно галереи.
Шахтерские лампы (табл. XI, фиг. 10) могут использоваться только при хорошей вентиляции, так как они выделяют больше дыма, чем свечи.
Когда имеется установка электрического освещения, для горных работ будут использоваться лампы накаливания.
Земляные буры, подобные тем, которые используются для бурения ям под столбы, но разных диаметров, иногда используются для размещения камофлетов. Их стержни выполнены короткими отрезками, которые можно соединять вместе, чтобы позволить бурить глубокую скважину из узкой шахты или галереи.
ГАЛЕРЕИ И ШАХТЫ.
19. Размеры галерей и шахт определяются их назначением, необходимостью вентиляции и минимальным пространством, в котором может работать человек.
Они обычно имеют следующие размеры:
Height,
feet. Width,
feet.
1. Great or grand galleries 6 7
2. Common galleries 6 3½
3. Half galleries 4½ 3
4. Branches 3½ 2½
5. Small branches (rameaux de combat). 2½ 2
Шахты варьируются по размеру — от самых маленьких, в которых может работать человек (около 2' × 4'), до любого размера, который может потребоваться, редко превышающего 10' × 10'.
Большие галереи используются для спуска в ров и когда требуется провести через них орудия. 13
Обыкновенные галереи используются для спуска в ров и для сообщения. Войска могут проходить через них «по два».
Полугалереи подходят для общих целей атаки. Они позволяют минеру свободно работать в различных положениях, не стесняя движений, но достаточно малы, чтобы допускать быструю проходку. Ветви и малые ветви проводятся от галерей к минным каморам и т. д. Они могут прокладываться быстро на небольшие расстояния (от 10 до 20 футов); но при большей длине земля удаляется из них с трудом, они плохо вентилируются и слишком малы для использования в качестве путей сообщения.
20. Крепление шахт и галерей. — В очень устойчивом грунте иногда целесообразно проходить небольшие шахты и галереи на короткие расстояния без крепления; но если они должны простоять какое-то время, всегда существует опасность их обрушения, особенно если их сотрясают взрывы мин поблизости. Однако, когда их использование считается безопасным, шахты должны быть эллиптическими в плане, а своды галерей должны быть стрельчатыми арками. Как правило, однако, и шахты, и галереи должны иметь крепление. Те из них, которые имеют постоянный характер — как главные галереи контрмины постоянного сооружения, — крепят кладкой. Кратная крепи может быть из кирпичных, каменных или бетонных стен и арок. Меньшие галереи, сооружаемые во время осады, и все шахты и галереи атаки крепятся деревом. Деревянные крепи бывают двух основных типов, известных как венцы, а также рамы и затяжка.
21. Венцы (табл. XI, фиг. 11 и 12) изготавливаются из досок шириной от 6 до 12 дюймов, причем каждый венец состоит из верхняка, лежня и двух стоек. Верхняк и лежень обрезаются по длине, равной чистой ширине шахты или галереи плюс удвоенная толщина стоек; на каждом конце вырезается прямоугольный паз для приема соответствующего шипа, вырезанного на стойке. Длина стоек между заплечиками равна чистой длине шахты или высоте галереи. Длина шипов обычно равна толщине верхняка и лежня (обычно 2 дюйма), а их ширина — около трех дюймов. В боках всех деталей венца вырезаны пазы, как показано на рисунке, для удобства обращения с ними.
В больших галереях шипы в верхней части стоек обычно короче толщины верхняка, а шипы внизу, равно как и гнезда в лежне, опускаются. Стойки удерживаются от сдвига брусками, прибитыми к лежням. Эти бруски имеют толщину 2 дюйма и ширину (около 9 дюймов), достаточную для того, чтобы направлять колеса лафета так, чтобы ось не ударяла по стойкам.
В венцах для меньших галерей шипы в нижней части стоек также иногда опускаются, гнезда в лежнях вырезаются на дюйм или два глубже, а стойки удерживаются от сдвига клиньями, забитыми в гнезда (табл. XI, фиг. 13).
22. Рамы шахт и галерей (табл. XI, фиг. 14, 15 и 16) изготавливаются из брусков, соединенных вполдерева на концах, как показано на рисунках. Затяжка изготавливается из досок или пластей необходимой толщины, распиленных на нужные длины и скошенных на концах. Когда пиломатериалы недоступны, рамы могут изготавливаться из молодняка, а в некоторых случаях для затяжки могут использоваться жерди.
Середина каждого верхняка и лежня, как в рамах, так и в венцах, отчетливо отмечена неглубоким пропилом или иным способом.
23. Следующая таблица дает размеры в дюймах, обычно принимаемые для деталей венцов, рам и затяжки для галерей различных размеров, а именно:
Cases. Frames and Sheeting.
Ground-sill. Stanchions. Cap-sill. Ground-sill. Stanchions. Cap-sill. Sheeting.
In. In. In. In. In. In. In.
Great galleries 3 4 5 6 × 4 6 × 6 6 × 9 2
Common galleries 2 2 2 6 × 3 6 × 6 6 × 8 1½
Half galleries 2 2 2 5 × 3 5 × 5 5 × 7 1½
Branches 1½ or 2 1½ or 2 1½ or 2 4 × 3 4 × 4 4 × 5 1 or 1½
Small branches 1 to 2 1 to 2 1 to 2 3 × 3 3 × 3 3 × 4 1
Венцы ветвей и малых ветвей иногда делаются очень прочными с целью противостоять разрушению от взрыва соседних мин. Для этой цели используются венцы из дубовых досок толщиной 4 дюйма, а ветвь возле ее конца плотно забивается брусками, снабженными веревочными петлями на концах для их извлечения после подрыва мины. Однако эта забивка сомнительной полезности, так как сжатие венца, достаточное для включения сопротивления забивки, очень часто приводит к остаточной деформации венцов, что заклинит бруски и помешает их удалению. Для удобства использования детали венцов должны быть одинаковой ширины.
24. Относительные преимущества венцов, а также рам и затяжки. — В благоприятном грунте венцы, когда их можно получить, позволяют достигать большего прогресса и дают крепление с гладкой внутренней поверхностью. В очень плохом грунте они не могут использоваться для больших галерей.
Рамы и затяжка могут использоваться во всех грунтах, допускающих ведение горных работ, и обычно могут быть изготовлены на месте из материалов, найденных поблизости.
25. Проходка шахты рамами и затяжкой. — Размер и положение шахты обычно определяются характером и направлением галереи, которая должна начинаться из нее. Очевидно (табл. XI, фиг. 17), что чистая ширина шахты должна быть настолько больше внешней ширины галереи, чтобы боковая затяжка галереи могла свободно вставляться снаружи рам галереи и изнутри рам шахты; кроме того, рамы шахты должны быть расположены на таком расстоянии друг от друга, чтобы внизу оставалось свободное пространство для галереи. Это пространство должно быть равно чистой высоте галереи, увеличенной на толщину верхняка, затяжки и одного-двух дюймов для удобства работы. Если вычесть это и толщину одной рамы из глубины шахты, то оставшуюся часть можно разделить на ряд равных или неравных частей, называемых интервалами шахты. Чтобы затяжка не прогибалась под давлением грунта, эти интервалы редко превышают 4 фута.
Длина шахты должна быть достаточно большой, чтобы позволить минерам свободно работать и вставлять затяжку для первого интервала галереи.
Затяжка как для шахт, так и для галерей нарезается на длины примерно на 1 фут превышающие интервал между центрами рам.
26. После того как размер и положение шахты определены, верхняя рама (табл. XI, фиг. 15) устанавливается на место и закрепляется колышками, а направление ее оси точно фиксируется метками-пропилами посредине концевых деталей. Боковые и торцевые детали этой рамы примерно на 3 фута длиннее таковых у остальных рам и соединены вполдерева так, что на их концах образуются четыре выступающих рога длиной 1½ фута, которые удерживают раму на месте во время выемки грунта первого интервала.
Эта рама обычно устанавливается так, чтобы ее верх был вровень с поверхностью земли. Минер приступает к выемке шахты киркою и лопатою, делая ее в плане достаточно большой для размещения затяжки снаружи рамы. Обычно первый интервал может быть выкопан без поддержки грунта по бокам, которые делаются вертикальными или слегка поднутренными, так что внизу интервала шахта будет достаточно большой для размещения второй рамы, затяжки первого интервала и системы клиньев, которые удерживают эту затяжку на расстоянии от второй рамы, несколько превышающем толщину затяжки второго интервала. Вертикальность боков определяется отвесом, а размер шахты — двумя мерными палками, обрезанными соответственно по внешней длине и ширине выемки и отчетливо отмеченными по их центрам.
Во избежание неудобств работы под верхней рамой первый интервал часто размечается и выкапывается до того, как рама будет закреплена на своем месте.
Когда шахта становится достаточно глубокой, вторая рама устанавливается на место и сколачивается; пазы на концах боковых деталей повернуты вверх, а пазы торцевых деталей — вниз. Верхняя и вторая рамы соединяются прибиванием к ним четырех планок надлежащей длины (по две с каждой стороны), которые подвешивают вторую раму от верхней рамы на установленном интервале. Вторая рама устанавливается вертикально под верхней рамой с помощью отвеса и меток на рамах.
Затяжка вставляется снаружи верхней рамы, сначала скошенным концом, скосом наружу, и продвигается вниз до тех пор, пока ее верх не окажется вровень с верхней рамой. Нижний конец затяжки удерживается на расстоянии от нижней рамы с помощью подходящих клиньев, и начинается выемка второго интервала.
В обычном грунте борта шахты теперь потребуют поддержки. Поэтому вставляется затяжка и продвигается вниз по мере продвижения выемки, а ранее установленные клинья удаляются, чтобы освободить место для затяжки.
27. Если давление земли становится настолько большим, что доски затяжки выгибаются внутрь, вводится вспомогательная рама. Это рама, аналогичная рамам шахты, но имеющая внешние размеры на 4–6 дюймов больше.
Затяжка опирается непосредственно на внешнюю сторону этой рамы и таким образом удерживается на достаточном расстоянии, чтобы можно было установить третью раму и вставить клинья, как и прежде.
Затем вспомогательная рама удаляется и используется на следующем интервале.
28. Последовательные рамы устанавливаются таким же образом до тех пор, пока не будет достигнута рама, находящаяся непосредственно над галереей. При этом уделяется большое внимание тому, чтобы установить эту раму на абсолютно правильной высоте, после чего шахта продолжается до требуемой глубины. Внизу устанавливается рама так, чтобы ее верх находился на уровне пола галереи, а затяжке дают возможность опираться непосредственно на внешнюю сторону этой рамы. Когда грунт позволяет, затяжка полностью или частично опускается над той частью шахты, которая должна образовать вход в галерею.
29. Меры предосторожности. — При проходке шахт следует проявлять особую осторожность, чтобы выемка была не больше, чем требуется для установки крепи, поскольку, если за крепью останется свободное пространство, борта шахты могут податься на всю свою высоту и обрушиться на крепь с ударом, который раздавит ее.
Это часто является причиной несчастных со смертельным исходом случаев как в шахтах, так и в галереях.
30. Частично закрепленные шахты, то есть те, в которых доски затяжки отделены друг от друга большими или меньшими интервалами, должны использоваться только на небольших глубинах и тогда, когда предполагается, что они простоят очень короткое время.
Они представляют постоянную угрозу для минеров из-за опасности их обвала и, в гораздо большей степени, из-за вероятности падения камней и т. д. с незащищенных частей и нанесения серьезных травм или гибели людей внизу.
31. Проходка галереи рамами и затяжкой. — Направление галереи уже отмечено пропилами на рамах шахты; но оно должно быть проверено отвесами, и два малых колышка должны быть забиты на линии ее оси, которая точно определяется небольшими гвоздями, забитыми по одному в голову каждого колышка.
Подготавливаются две мерные рейки, дающие предельную высоту и ширину выемки, то есть высоту рамы плюс две толщины верхней затяжки и ширину рамы плюс четыре толщины боковой затяжки. Середина каждой мерной рейки также четко отмечена.
Рама галереи устанавливается у борта шахты (табл. XI, фиг. 17), ее лежень находится вровень с нижней рамой шахты; или ее стойки могут опираться на раму шахты как на лежень.
Рама галереи тщательно выставляется и закрепляется в нужном положении планками и распорками. Затем затяжка шахты форсируется вниз на два-три дюйма с помощью лома, и вставляется верхняя затяжка галереи, которая забивается до тех пор, пока ее конец не будет поддерживаться грунтом. Ей придается правильный уклон вверх с помощью бруска, уложенного поперек нее и закрепленного на рамах шахты. Затяжка шахты продвигается дальше вниз, грунт сверху вынимается, а верхняя затяжка галереи подается вперед. По мере продвижения этой работы доски боковой затяжки поочередно вставляются и продвигаются вперед.