«Взрывные работы в горных породах: Практическое руководство»

Пожалуйста, ознакомьтесь с примечаниями транскрибатора в конце этого текста.

Изображение на обложке было создано специально для этого текста и является общественным достоянием.

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ.

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ.

ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО СРЕДСТВАМ, ПРИМЕНЯЕМЫМ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕЛЯХ.

ДЖОРДЖ Г. АНДРЕ, член Геологического общества, ассоциированный член Института гражданских инженеров, горный инженер, член Общества инженеров.

ЛОНДОН: E. & F. N. SPON, 46, CHARING CROSS. НЬЮ-ЙОРК: 446, BROOME STREET. 1878.

ПРЕДИСЛОВИЕ.

За последнее десятилетие в системе и методах, применяемых при взрывных работах в промышленности, произошли многочисленные и значительные изменения. Внедрение механического бура естественным образом привело к этим важным переменам. Система, которая была пригодна для ручных работ, оказалась неэффективной в условиях машинного труда, а методы, считавшиеся наиболее подходящими в первом случае, оказались более или менее непригодными во втором. Более того, условия машинного бурения требуют более мощных взрывчатых веществ, чем обычный порох, использовавшийся до сих пор, а также более быстрых и эффективных средств их подрыва, чем обычный огнепроводный шнур. Такими более мощными средствами стали нитрохлопчатник и соединения нитроглицерина, а также обычный черный порох, улучшенный по составу и подрываемый детонацией; а более быстрым и эффективным средством подрыва стало удобное применение электричества. Именно поэтому произошли упомянутые изменения, и именно поэтому возникла потребность в такой работе, как настоящая, в которой предметы рассматриваются подробно с учетом новых аспектов, обусловленных изменившимися условиями.

ДЖОРДЖ Г. АНДРЕ.

Лондон, 17, Кинг-Уильям-стрит, Стрэнд, 1 января 1878 г.

СОДЕРЖАНИЕ.

CHAPTER I.

The Tools, Machines, and other Appliances used in Rock Blasting.

PAGE

Section I. Hand-boring Tools.—Drills. Hammers. Auxiliary Tools. Sets of Blasting Gear 1

Section II. Machine-boring Tools.—Machine Rock-drills. Borer-bits. Drill Carriages 23

Section III. Appliances for firing Blasting Charges.—Squibs. Safety Fuse. Electric Fuses. Cables. Detonators. Electric Firing-Machines 42

CHAPTER II.

Explosive Agents used in Rock Blasting.

Section I. Phenomena accompanying an Explosion.—Nature of an Explosion. Heat liberated by an Explosion. Gases generated by an Explosion. Force developed by an Explosion 64

Section II. Nature of Explosive Agents.—Mechanical Mixtures. Chemical Compounds 76

Section III. Relative Strength of the common Explosive Agents.—Force developed by Gunpowder. Relative Force developed by Gunpowder, Gun-cotton, and Nitro-Glycerine 88

Section IV. Means of firing the common Explosive Agents.—Action of Heat. Detonation 92

Section V. Some Properties of the common Explosive Agents.—Gunpowder, Gun-cotton, Dynamite. Firing Temperatures 97

Section VI. Some Varieties of the Nitro-Cellulose and the Nitro-Glycerine Compounds.—Nitrated Gun-cotton. Tonite, or Cotton-Powder. Schultze’s Powder. Lithofracteur. Brain’s Powder. Cellulose-Dynamite 103

CHAPTER III.

The Principles of Rock Blasting.

Line of least Resistance. Force required to cause Disruption. Conditions of Disruption. Example of a Heading. Economical Considerations. Tamping 106

CHAPTER IV.

The Operations of Rock Blasting.

Hand Boring.—Boring the Shot-holes. Charging the Shot-holes. Firing the Charges 128

Machine Boring.—Boring the Shot-holes. Charging and Firing. Removing the dislodged Rock. Division of Labour 142

Examples of Drivings.—The St. Gothard Tunnel. The Hoosac Tunnel. The Musconetcong Tunnel. Headings at Marihaye, Anzin, and Ronchamp 157

CHAPTER V.

Subaqueous Blasting.

Preparation of the Charge. Boring under Water. Submarine Rocks. Obstructions in Water-courses 164

ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ.

ГЛАВА I. ИНСТРУМЕНТЫ, МАШИНЫ И ДРУГИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ ВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ.

Раздел I. — Ручное бурение.

Буры.

— Операции по взрыванию состоят в бурении соответствующих шпуров в породе, подлежащей разрушению, в помещении заряда взрывчатого вещества в нижнюю часть этих шпуров, в заполнении, иногда, оставшейся части шпуров подходящим материалом и в подрыве заряда. Предметы, которые естественно первыми требуют рассмотрения, — это природа, форма и конструкция используемых инструментов, машин и других приспособлений. Из этих инструментов «бур» или «бурильщик» является основным. Чтобы ясно понять действие горного бура, мы должны рассмотреть природу вещества, которое необходимо перфорировать. Тот, кто изучал минеральный состав горных пород, признает невозможность их «резания» в обычном понимании этого термина, поскольку составляющие породы часто тверже материала инструментов, используемых для их проходки. Поскольку породу нельзя резать, единственный способ удаления ее частей — это разрушение или дезинтеграция ударом, наносимым с помощью подходящего инструмента. Каждый такой удар может отколоть небольшой фрагмент, и таким образом порода может постепенно разрушаться. Однако для осуществления этого скалывания используемый инструмент должен иметь лишь небольшую поверхность контакта с породой, чтобы сконцентрировать силу, и эта поверхность должна быть ограничена наклонными плоскостями или клиновидными гранями, чтобы вызвать боковое давление на частицы породы, находящиеся с ними в контакте. Другими словами, инструмент должен быть снабжен лезвием, подобным тому, которое имеет обычный режущий инструмент.

Условия, в которых работает инструмент, очевидно таковы, что это лезвие будет быстро изнашиваться от истирания твердой породой и от поломок. Чтобы противостоять этим разрушительным воздействиям, материал, из которого изготовлен инструмент, должен обладать двумя качествами: твердостью и вязкостью. Таким образом, существуют три важных условия, определяющих природу и форму режущего инструмента, используемого при бурении горных пород: 1) необходимость наличия режущей кромки; 2) необходимость частого восстановления этой кромки; и 3) необходимость наличия качеств твердости и вязкости у материала инструмента.

В очень твердой породе нескольких минут работы достаточно, чтобы разрушить режущую кромку, и тогда инструмент приходится возвращать в кузницу для переточки. Отсюда очевидно, что форма кромки не должна быть сложной в изготовлении, так как в противном случае на переточку уходило бы много времени. Опыт показал, что вышеуказанные условия наиболее полно удовлетворяются стальным стержнем, заканчивающимся простым долотообразным лезвием, которое сейчас повсеместно принято.

Эта форма бура показана на рис. 1, который представляет обычный «ручной бур». Он состоит из стержня, заканчивающегося с обоих концов долотообразным лезвием, и имеющего утолщение, технически называемое «бусиной», между концами для придания ему веса. Бусина делит бур на две неравные части, каждая из которых представляет собой долотообразную коронку с хвостовиком или «стержнем». Более короткий стержень используется, пока шпур неглубокий, а более длинный — для продолжения его на большую глубину.

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

При использовании ручного бура удар получается от прямого воздействия падающего инструмента. Способ использования инструмента заключается в том, чтобы поднять его обеими руками на высоту около фута, а затем дать ему упасть. При подъеме бура стараются частично повернуть его, чтобы лезвие не падало дважды в одно и то же место. Таким образом, лезвие наиболее эффективно скалывает породу, а шпур получается достаточно круглым. Пока шпуры требуется бурить вертикально вниз, ручной бур является удобным и очень эффективным инструментом, и поэтому при открытых карьерных работах он применяется очень часто. Но в горном деле шпуры чаще требуется бурить в другом направлении или, как говорят, «под углом»; то есть под углом к вертикали. Или может потребоваться бурение шпура вертикально вверх. Очевидно, что в любом из этих направлений ручной бур бесполезен. Чтобы удовлетворить требованиям таких случаев, прибегают к молоту, которым наносят удар, и бур конструируют для использования с молотом. Мы получаем подходящую форму инструмента для применения таким образом, если уберем бусину ручного бура и оставим концы плоскими для ударной поверхности, как показано на рис. 2 и 3. Форма двух полученных таким образом долот является той, что принята для обычного горного бура.

Из этих описаний будет понятно, что горный бур состоит из долотообразного лезвия или коронки, стержня и ударной поверхности. Раньше буры делали из кованого железа, а на каждом конце приваривали сталь для формирования коронки и ударной поверхности. Теперь их обычно делают из литой стали, которая поставляется для этой цели в виде восьмигранных прутков требуемого диаметра. Преимущества, предлагаемые стальными стержнями, многочисленны. Превосходная плотность текстуры этого материала позволяет ему передавать силу удара более эффективно, чем железо. Будучи прочнее последнего материала, достаточно меньшего диаметра стержня и, следовательно, меньшего веса. Это обстоятельство также способствует увеличению эффекта удара за счет уменьшения массы, через которую он передается. С другой стороны, стальной стержень легче сломать, чем железный.

Режущая кромка бура требует тщательного рассмотрения. Чтобы инструмент мог легко освобождаться в шпуре, а также чтобы избежать введения лишнего веса в стержень, коронка делается шире последнего; разница в ширине может достигать 1 дюйма. Очевидно, что в твердой породе вероятность разрушения кромки увеличивается с увеличением разницы в ширине. Лезвие бура может быть прямым или слегка изогнутым. Прямое лезвие режет несколько свободнее, чем изогнутое, но оно слабее по углам, чем последнее, что делает его менее подходящим для очень твердой породы. Его также немного труднее ковать. Ширина коронки варьируется в зависимости от требуемого размера шпура от 1 дюйма до 2 1/2 дюймов. Рис. 4, 5 и 6 показывают прямые и изогнутые коронки, а также углы режущих кромок для использования в породе.

Рис. 4.

Рис. 5.

Рис. 6.

Стержень имеет восьмигранное сечение; он изготавливается длиной от 20 до 42 дюймов. Чем короче стержень, тем эффективнее он передает силу удара, поэтому его делают как можно короче. По этой причине при бурении шпура используется несколько длин: самая короткая — в начале шпура, более длинная — для продолжения глубины, и еще более длинная — иногда для завершения. Чтобы обеспечить свободную работу более длинных буров в шпуре, ширина коронки должна быть очень незначительно уменьшена в каждой длине. Уже было отмечено, что диаметр стержня меньше ширины коронки; эта разница может быть больше у угольных буров, чем у горных или «каменных» буров; обычная разница у последних составляет 3/8 дюйма для более длинных. Следующие пропорции можно считать принятыми в среднем:

Width

of the

Bit. Diameter

of the

Stock.

1 inch 5⁄8 inch

1 1⁄8 „ 3⁄4 „

1 1⁄4 „ 7⁄8 „

1 1⁄2 „ 1 „

1 3⁄4 „ 1 1⁄8 „

2 inches 1 3⁄8 „

2 1⁄4 „ 1 1⁄2 „

2 1⁄2 „ 1 5⁄8 „

Ударная поверхность бура должна быть плоской. Диаметр поверхности меньше диаметра стержня во всех размерах, кроме самых маленьких, причем разница достигается путем сужения ударного конца. Величина уменьшения больше для самых больших диаметров; диаметр ударной поверхности редко превышает одну восьмую дюйма.

Изготовление и переточка горных буров составляют чрезвычайно важную часть работы шахтного кузнеца. Частое использование бура и его быстрый износ требуют ежедневного объема работы немалых размеров, а суждение и мастерство, необходимые для правильной закалки, делают определенную степень интеллекта у рабочего обязательной; действительно, так много зависит от кузнеца, в чьи обязанности входит ремонт инструментов шахтеров, что не следует жалеть усилий, чтобы найти человека, способного выполнять эту обязанность наиболее эффективным образом.

Когда стальные прутки для буров поступают к кузнецу, он нарезает их по мере необходимости на нужные длины. Чтобы сформировать коронку, конец прутка нагревают и сплющивают молотом до ширины, немного превышающей диаметр шпура, который предстоит бурить. Затем режущую кромку выковывают легким молотком под нужным углом, а углы подбивают, чтобы получить точный диаметр предполагаемого шпура. Поскольку буры изготавливаются комплектами, более длинные стержни будут иметь коронку немного уже, чем более короткие, по причинам, уже указанным. Кромка впоследствии подправляется напильником. При выполнении этих операций следует избегать тяжелых ударов, а также сильного нагрева, и при нагреве следует следить за тем, чтобы сталь была хорошо покрыта углем и находилась достаточно далеко от фурмы, чтобы быть защищенной от «сырого» воздуха. Перегретая или «сожженная» сталь склонна к скалыванию, и такие поврежденные буры бесполезны, пока сожженная часть не будет отрезана.

Рис. 7.

Рис. 8.

Рис. 9.

Как при изготовлении, так и при переточке буров требуется большая осторожность, чтобы сформировать режущую кромку ровно, с полной формой и размерами. Если углы забиваются внутрь, как показано на рис. 7, говорят, что они «защемлены», и инструмент не будет свободно работать при резке. Когда происходит прогиб прямой или изогнутой линии, образующей кромку, как показано на рис. 8, говорят, что коронка «отстает», а когда один из углов слишком сильно отведен назад, как на рис. 9, говорят, что она «неравномерная». Когда существует любой из этих дефектов — а они, к сожалению, распространены — не только коронка работает менее эффективно по породе, но и сила удара приходится только на часть кромки, которая, будучи тем самым перенапряженной, склонна к разрушению.

Закалка и отпуск стали — это вопрос, требующий тщательного изучения и наблюдения. Хорошо известно, что внезапное и сильное снижение температуры вызывает заметное увеличение твердости металла. Причина этого явления не изучена, но несомненно, что оно каким-то образом зависит от присутствия углерода. Степень твердости, придаваемая стали этим способом, зависит от величины снижения температуры и доли углерода, присутствующего в металле, причем высокоуглеродистая сталь способна закаляться до более высокой степени при тех же условиях, чем сталь, содержащая меньше углерода. Таким образом, для стали одного и того же качества, чем шире диапазон температур, тем выше степень твердости. Но здесь мы сталкиваемся с другим условием, которое ограничивает практически достижимую степень твердости.

Изменение, которое происходит среди молекул металла вследствие изменения температуры, вызывает внутренние напряжения и тем самым приводит части в состояние неравномерного натяжения. Это состояние делает напряженные части склонными к разрушению, когда при использовании инструмента на них оказывается дополнительная нагрузка; другими словами, хрупкость стали увеличивается с ее твердостью. Здесь снова вступает в игру доля присутствующего углерода, и следует помнить, что при равных степенях твердости сталь, содержащая меньше всего углерода, будет наиболее хрупкой. При закалке стали для буров, которая должна сочетать, насколько это возможно, качества твердости и вязкости, этот вопрос заслуживает тщательного внимания. Примечательным фактом, имеющим значительную практическую ценность, является то, что когда в качестве охлаждающей среды вместо воды используется масло, вязкость стали чрезвычайно увеличивается.

Отпуск стали, который является явлением, сходным по характеру с закалкой, также требует тщательного рассмотрения. Когда блестящая поверхность стали подвергается нагреву, образуется ряд цветов, которые следуют друг за другом в регулярном порядке по мере повышения температуры. Этот порядок следующий: бледно-желтый, соломенно-желтый, золотисто-желтый, коричневый, смесь коричневого и пурпурного, пурпурный, светло-синий, ярко-синий и темно-синий. Опыт показал, что какой-то один из этих цветов более подходит, чем остальные, для определенных видов инструментов и определенных условий работы.

Выбор правильного цвета является предметом проявления суждения и мастерства со стороны кузнеца. Для горных буров соломенный цвет обычно наиболее подходит при работе в очень твердой породе, а светло-синий — когда порода умеренной твердости.

Процессы закалки и отпуска буров следующие: когда кромка коронки сформирована описанным выше способом, от 3 до 4 дюймов конца нагревают до вишнево-красного цвета и погружают в холодную воду на глубину около дюйма, чтобы закалить ее. Во время нахождения в воде коронку следует слегка перемещать вверх и вниз, ибо, если этим пренебречь, твердость закончится резко, и коронка будет очень склонна к разрушению вдоль линии, соответствующей поверхности воды. В холодную погоду воду следует слегка подогреть, погрузив в нее кусок горячего железа, прежде чем погружать сталь. Когда достигнута достаточная степень твердости, остальная горячая часть погружается до тех пор, пока температура не снизится достаточно для отпуска. На этой стадии ее вынимают и внимательно следят за цветами. Тепло, оставшееся в стержне, перейдет к кромке коронки, и по мере повышения температуры в этой части цвета будут появляться в регулярной последовательности на очищенной поверхности кромки. Когда появляется нужный оттенок, весь бур погружают в воду и оставляют там до остывания, после чего отпуск завершен. Когда кромка изогнута или «выгнута», цвета достигнут углов раньше, чем середины коронки. Эту тенденцию необходимо сдерживать, погружая углы в воду, иначе кромка не будет иметь одинаковой твердости по всей длине. Поскольку цвет лучше всего наблюдать в темноте, хороший план — затемнить ту часть кузницы, в которой производится отпуск.

Требуемая степень отпуска зависит от качества стали и характера выполняемой работы. Чем больше доля углерода в металле, тем ниже должен быть отпуск. Также состояние затупленных кромок, будь то помятые или сломанные, покажет, какую степень твердости желательно получить. Из-за невнимания к этим вопросам хорошая сталь нередко признается непригодной.

Чтобы сформировать ударную поверхность, конец стержня нагревают до тускло-красного цвета и вытягивают молотом, чтобы сформировать коническую головку. Затем конечность сплющивают, чтобы сформировать поверхность диаметром от 1/2 дюйма до 1 дюйма. Затем эту головку отжигают до степени, которая сочетает значительную вязкость с твердостью. Постоянные удары, которым подвергается головка, имеют тенденцию очень быстро изнашивать ее. Существует большая разница в долговечности стали в этом отношении; некоторые буры изнашиваются быстрее на ударном конце, чем на конце с коронкой.

Кузнец с помощью молотобойца заточит и закалит около тридцати одноручных буров среднего размера за час, или двадцать двуручных буров среднего размера за то же время. Конечно, многое будет зависеть от степени затупления режущей кромки; но если предположить, что буры присылаются только умеренно затупленными, это можно считать справедливым средним показателем работы двух человек.

Из вышеприведенных замечаний будет очевидно, что для того, чтобы бур работал должным образом, он должен быть изготовлен из хорошего материала, быть искусно закаленным в кузнице и снабжен режущей кромкой, имеющей угол и форму, соответствующие характеру породы, в которой он используется. К этим условиям можно добавить еще одно, а именно: правильное обращение; ибо если бур небрежно поворачивать в шпуре так, чтобы вся работа приходилась только на часть режущей кромки, или неумело ударять кувалдой, это быстро приведет к поломке или затуплению. Неправильное обращение часто разрушает кромку в первые пять минут использования.

Буры, как было отмечено ранее, используются комплектами разной длины. Комплекты могут предназначаться для использования одним человеком или двумя. В первом случае комплекты описываются как «одноручные», и они содержат молоток для ударов по бурам; во втором случае комплекты называются «двуручными», и они содержат кувалду вместо молотка для ударов. На первый взгляд может показаться, что использование двух человек, или, как говорят, двойного комплекта, является пустой тратой сил, так как два человека не могут бурить в два раза быстрее, чем один. Однако такой скорости можно достичь, и это объясняется не столько большей эффективностью удара, сколько тем фактом, что два человека могут, постоянно меняясь местами друг с другом, поддерживать почти без перерыва последовательность ударов в течение неопределенного времени; тогда как при использовании одного комплекта человек постоянно вынужден останавливаться для отдыха.

Молотки.

— Для нанесения удара по горному буру используются молотки и кувалды. Различие между молотком и кувалдой основано только на размерах: молоток предназначен для использования одной рукой, делается сравнительно легким и снабжен короткой рукояткой, тогда как кувалда, предназначенная для использования обеими руками, снабжена гораздо более длинной рукояткой и делается тяжелее. Ударная поверхность кувалды для взрывных работ должна быть плоской, чтобы позволить молотобойцу наносить прямой удар с уверенностью по головке бура; и для облегчения направления удара, а также для увеличения его эффекта, масса металла, составляющая головку, должна быть сконцентрирована на короткой длине. Чтобы кувалда отлетала от головки бура в случае нанесения ложного удара и тем самым предотвращала удар по руке человека, который держит бур, края ударной поверхности должны быть скошены или сняты фаской до тех пор, пока диаметр не уменьшится почти наполовину. Это требование, однако, выполняется редко.

Рис. 10.

Рис. 11.

Рис. 12.

Рис. 13.

Головка кувалды железная; она состоит из пробитой центральной части, называемой «проушиной», и двух хвостовиков или «пеньков», закаленные концы которых образуют ударные поверхности или «бойки». Форма головки варьируется в разных местностях, но каковы бы ни были вариации, форму можно классифицировать по одному из четырех типов или «шаблонов». Очень распространенная форма — та, что показана на рис. 10 и известна как шаблон «bully». Изменяя ширину, как показано на рис. 11, мы получаем «широкий bully», причем первый для отличия называется «узким» bully. Другая распространенная форма — шаблон «pointing», представленный на рис. 12. Форма, показанная на рис. 13, обозначается как шаблон «bloat»; а та, что дана на рис. 14, — шаблон «plug». Каждая из этих форм обладает особыми достоинствами, которые делают ее более подходящей для определенных целей, чем другие. Те же формы используются для молотков. Проушина обычно делается овальной формы, но иногда, особенно с шаблоном bloat, она делается круглой, как показано на рис. 13. Вес головки кувалды может варьироваться от 5 до 10 фунтов, но обычный и удобный вес — 7 фунтов. Длина рукоятки варьируется от 20 до 30 дюймов; обычная длина для кувалд для взрывных работ — 24 дюйма. Средний вес головок молотков составляет около 3 фунтов, а средняя длина рукоятки — 10 дюймов.

Рис. 14.

Рис. 15.

Рис. 15 представляет кувалду для взрывных работ, используемую в Южном Уэльсе. Пеньки имеют восьмигранное сечение и отходят от квадратного блока в центре. Бойки или ударные поверхности, однако, круглые и плоские. Длина головки составляет 8 3/4 дюйма, а рукоятки — 27 дюймов, а вес инструмента в сборе — 7 фунтов.

Рис. 16.

Рис. 16 представляет кувалду для взрывных работ, используемую в Северном Уэльсе. Центральный блок имеет сечение в виде неправильного восьмиугольника, образованного легким снятием фасок с углов квадратного сечения, а пеньки скошены, чтобы сформировать правильный восьмиугольник у бойков, которые являются плоскими. Длина головки составляет 7 3/4 дюйма, а рукоятки — 22 дюйма, а вес инструмента в сборе — 6 фунтов 7 унций.

Рис. 17.

Кувалды, используемые на севере Англии, имеют более короткие головки и легче, чем вышеуказанные. Рис. 17 представляет одну из таких кувалд для взрывных работ. Головка почти квадратная в сечении в центре, а бойки плоские. Длина головки составляет 5 дюймов, а рукоятки — 24 1/2 дюйма, а вес кувалды в сборе — 4 фунта 14 унций.

Вспомогательные инструменты.

— Помимо бура и молотка, при подготовке шпура для взрывного заряда требуются другие инструменты. Если шпур наклонен вниз, обломки или «буровая мука», создаваемая буром, остаются на дне шпура, где они превращаются в грязь или «шлам» из-за присутствующей там воды. Этот шлам необходимо удалять по мере продвижения работы, чтобы порода оставалась открытой для действия бура. Удаление шлама осуществляется с помощью простого инструмента, называемого «скребок». Он состоит из железного стержня диаметром от 1/4 до 1/2 дюйма и достаточной длины, чтобы достичь дна шпура. Один конец стержня сплющивается на наковальне и делается круглой формы, а затем загибается под прямым углом к стержню. Полученный таким образом диск должен быть меньше диаметра шпура, чтобы он мог легко проходить вниз. При вставке в шпур скребок поворачивают, прижимая ко дну; при извлечении инструмента шлам выносится на диске. Операции, повторенной два или три раза, достаточно, чтобы очистить шпур. Другой конец скребка иногда делается заканчивающимся кольцом для удобства обращения, как показано на рис. 18. Однако вместо кольца на одном конце диск может быть сделан на каждом конце, как показано на рис. 19, причем диски в этом случае имеют разный диаметр, чтобы сделать скребок подходящим для шпуров разного размера. Иногда скребок делается заканчивающимся спиральным крючком или «драг-твистом», как представлено на рис. 20. Использование драга заключается в тщательной очистке шпура перед вставкой заряда. Пучок сена проталкивается вниз по шпуру, а конец скребка с драгом вводится после него и поворачивается до тех пор, пока он не запутается прочно. Извлечение сена с помощью драга вытирает шпур насухо. Вместо витого драга часто используется «петлевой» драг. Он состоит из петли или проушины, через которую пропускается кусок тряпки или пакли. Тряпка или пакля используются для той же цели, что и сено, а именно для тщательной очистки и сушки шпура перед введением заряда. Очень часто вместо скребка для очистки шпура используется «тамповочная палка». Это просто еловый стержень, размочаленный на одном конце ударами молотка до тех пор, пока волокна не разделятся, образуя своего рода коренастую щетку или «тампон». Когда его проталкивают вниз по шпуру, шлам проходит вверх вокруг и между волокнами, которые затем раздвигаются при прижатии ко дну шпура. При извлечении тампона шлам выносится вместе с ним.

Рис. 18.

Рис. 19.

Рис. 20.

Когда заряд помещен в шпур и к нему подведен запал, шпур необходимо забить, то есть часть над зарядом должна быть заполнена каким-либо подходящим веществом. Для этой цели требуется «трамбовка», «стеммер» или «забойник», как по-разному называют этот инструмент. Этот инструмент проиллюстрирован на рис. 21. Он состоит из металлического стержня, забойный конец которого имеет паз для размещения запала, лежащего вдоль стороны шпура. Другой конец плоский, чтобы обеспечить поверхность для нажатия рукой или ударную поверхность для молотка, когда последний необходим. Чтобы предотвратить опасность случайного воспламенения от искр, вызванных трением металла о кремнистые вещества, использование железных забойников было запрещено законом. Они обычно изготавливаются из меди или фосфористой бронзы, причем последнее вещество более стойкое, чем первое.

Рис. 21.

Рис. 22.

Рис. 23.

Иногда во влажном грунте становится необходимым отсечь воду от шпура перед введением заряда пороха. Это очень часто случается при проходке шахтных стволов. Метод, применяемый в таких случаях, заключается в вдавливании глины в промежутки, через которые поступает вода. Инструмент, используемый для этой цели, — «глиняный лом» или «бык», представленный на рис. 22. Он состоит из круглого железного стержня, называемого стержнем или валом, немного меньшего диаметра, чем шпур, и более толстой части, называемой головкой или обухом, заканчивающейся ударной поверхностью. Нижний конец вала заострен, чтобы позволить ему проникать в глину, а головка пробита отверстием диаметром около дюйма для приема рычага. После того как глина в пластичном состоянии была помещена в шпур, «бык» вставляется и забивается ударами кувалды. По мере того как вал пробивает себе путь вниз, глина вдавливается в стыки и трещины породы со всех сторон. Чтобы извлечь «быка», железный стержень помещается в проушину и используется как рычаг, чтобы повернуть его и ослабить; затем стержень берется обеими руками, и «бык» вынимается. Чтобы «быка» можно было извлечь легче, вал должен быть сделан с небольшим конусом и содержаться в идеальной гладкости. Поскольку «бык» подвергается сильным ударам по головке, последняя часть должна быть сделана прочной. Этот инструмент, который следует рассматривать скорее как дополнительный, чем как неотъемлемую часть комплекта для взрывных работ, является очень полезным и всегда должен быть под рукой во влажном грунте при использовании рассыпного пороха.

Другим инструментом такого вспомогательного характера является «beche», рис. 23, используемый для извлечения сломанного бура. Он состоит из железного стержня почти диаметром со шпур, полого на нижнем конце. Форма отверстия слегка коническая, так что нижний конец может легко пройти над сломанным стержнем бура и, будучи прижат с некоторой силой, может захватить стержень в верхней части отверстия с достаточной прочностью, чтобы позволить поднять их вместе. Когда в шпуре остается только часть коронки, ее часто можно извлечь с помощью драг-твиста скребка, или тамповочную палку можно забить на сломанную часть, а последнюю извлечь вместе с тампоном.

Комплекты взрывного снаряжения.

— На таблицах I, II и III можно найти три комплекта взрывного снаряжения: комплект снаряжения для взрывных работ в угольных шахтах; комплект одноручного снаряжения для взрывных работ в камне; и комплект двуручного снаряжения для взрывных работ в камне. В первом комплекте бур, показанный на рис. 1, имеет длину 22 дюйма; режущая кромка прямая и шириной 1 1/2 дюйма, а вес составляет 2 1/2 фунта. Другой бур, рис. 2, имеет длину 42 дюйма; он имеет прямую режущую кромку шириной 1 7/16 дюйма и весит 4 фунта 10 унций. Молоток, используемый в этом комплекте и показанный на рис. 3, весит 2 фунта 14 унций; длина головки составляет 4 1/2 дюйма, а рукоятки — 7 3/4 дюйма. Во втором или одноручном каменном комплекте более короткий бур, рис. 6, таблица II, имеет длину 22 дюйма; режущая кромка сильно изогнута и имеет ширину 1 1/2 дюйма, а вес составляет 3 фунта 10 унций. Более длинный бур, рис. 7, имеет длину 36 дюймов; ширина режущей кромки, которая изогнута, как и у более короткого бура, составляет 1 7/16 дюйма, а вес — 6 фунтов 5 унций. Молоток, используемый с этим комплектом и представленный на рис. 8, весит 3 фунта 6 унций; длина головки составляет 5 дюймов, а рукоятки — 10 дюймов. В третьем или двуручном каменном комплекте, таблица III, первый или самый короткий бур, рис. 12, имеет длину 18 дюймов, ширину режущей кромки 1 3/4 дюйма и весит 4 1/4 фунта. Второй бур, рис. 13, имеет длину 27 дюймов, ширину режущей кромки 1 11/16 дюйма и весит 6 фунтов. Третий или самый длинный бур, рис. 14, имеет длину 40 дюймов, ширину режущей кромки 1 5/8 дюйма и весит 9 1/4 фунта. Режущие кромки всех этих буров сильно изогнуты, как и в предыдущем комплекте. Кувалда, используемая с этим комплектом и представленная на рис. 15, весит около 5 фунтов.

Раздел II. — Машинное бурение.

Машинные горные буры.

— Самый примечательный прогресс, который в недавние, или, возможно, в любые времена был достигнут в практике горного дела, состоит в замене ручного труда машинным при бурении горных пород. Важность этой перемены очевидна и очень велика. Шахтер не только освобождается этим от труда по бурению, но и скорость, с которой могут буриться шпуры, увеличивается в сто раз. Этот выигрыш в скорости дает много практических преимуществ. Способность быстро пройти шахтный ствол или провести выработку может обеспечить успех предприятия и косвенно сэкономить расходы больших сумм денег; и во всех случаях это позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на подготовительные работы. Действительно, трудно переоценить величину преимущества, проистекающего из повышенной скорости продвижения благодаря замене машинной силой ручного труда, и в будущем мы можем ожидать, что его применение будет значительно расширено. При осуществлении этой замены пришлось преодолеть многочисленные трудности, и при столкновении с ними пришлось зафиксировать много неудач. Но теперь даже самыми предубежденными должно быть признано, что машины для бурения горных пород успешно прошли через то, что можно описать как пробную стадию своего существования, и заняли передовое место среди механических приспособлений, которые, как показал опыт, способны эффективно выполнять требуемую от них работу. В работе автора «Горная инженерия» требования к горному буру подробно обсуждаются, а принципы и конструкция наиболее важных машин, используемых в настоящее время, тщательно объяснены и описаны. В настоящей работе можно привести только один пример.

Машинные буры проникают в породу так же, как и обычные ручные буры, уже описанные, а именно посредством ударного действия. Режущий инструмент в большинстве случаев прикреплен непосредственно к штоку поршня, с которым он, следовательно, совершает возвратно-поступательное движение. Таким образом, поршень со своим штоком составляет часть режущего инструмента, и удар наносится прямым действием пара или сжатого воздуха на инструмент. Поскольку обратный ход поршня не совершает работы по породе, площадь передней стороны уменьшается до размеров, необходимых только для подъема поршня и преодоления сопротивления, обусловленного трением инструмента в шпуре. Поршень заставляет впускать пар или воздух в цилиндр, отсекать подачу и открывать выхлоп, как требуется, с помощью тарельчатых клапанов или других подходящих устройств; и предусмотрена возможность, в определенных пределах, изменения длины хода. Во время части хода приводятся в действие средства, заставляющие поршень вращаться в некоторой степени для целей, которые уже были объяснены. Чтобы удерживать режущую кромку инструмента в работе, вся машина перемещается вперед по мере того, как порода срезается. Это движение вперед или «подача» обычно осуществляется вручную, но в некоторых случаях оно передается автоматически. Машина поддерживается на стойке или раме, форма которой варьируется в зависимости от ситуации, в которой она должна использоваться. Эта опора во всех случаях сконструирована так, чтобы позволить происходить движению подачи, а также направлять режущий инструмент под любым углом. Опора для горного бура составляет незаменимое и очень важное дополнение к машине, ибо от пригодности ее формы, материала и конструкции в значительной степени будет зависеть эффективность машины.

Вышеизложенное является общим описанием конструкции и способа действия ударных горных буров. Многочисленные разновидности, используемые в настоящее время, отличаются друг от друга скорее деталями своей конструкции, чем принципами своего действия, и важность различия, конечно, зависит от важности деталей. Справедливо будет заметить здесь, что первое действительно практическое решение проблемы бурения горных пород принадлежит М. Соммейе, чья машина использовалась при проходке туннеля Мон-Сени.

Бур Дарлингтона.

— Машина, которая в Англии наиболее удовлетворительно выдержала испытание опытом и которая, следовательно, уверенно завоевывает всеобщее признание в этой стране, а также в некоторых важных горнодобывающих районах континента, является изобретением Джона Дарлингтона и известна как «бур Дарлингтона». Этот бур примечателен как достижение высочайшей степени простоты частей, возможной в машине. Клапанный механизм машинного бура особенно подвержен расстройству. Он обязательно должен состоять из нескольких частей, и эти части столь же обязательно должны быть несколько хрупкого характера. Кроме того, при приведении в действие поршнем через посредство толкателей, сила удара, наносимого при каждом ходе, такова, что быстро разрушает части. В некоторых машинах сила этих ударов и их разрушительная тенденция были сведены к минимуму; но когда были использованы все средства исправления зла, остается большое количество неизбежного износа, и вероятность отказа из-за поломки или смещения существует в большей или меньшей степени. Более того, поскольку эти эффекты значительно усиливаются при увеличении скорости поршня, становится по крайней мере нежелательным использовать высокую скорость поршня. Чтобы исправить эти дефекты, присущие системе, Дарлингтон предложил полностью устранить необходимость в клапанном механизме путем радикального изменения способа подачи рабочей жидкости в цилиндр. Это предложение он реализовал в машине, которая проиллюстрирована на таблице IV.

Горный бур Дарлингтона состоит, по сути, только из двух частей: цилиндра А, рис. 20 и 21, с его крышкой; и поршня В, с его штоком. Крышка, когда она привинчена, образует часть цилиндра; шток поршня отлит заодно с поршнем и сделан достаточно большим на своем внешнем конце, чтобы принять инструмент. Эти две части составляют двигатель, и с менее чем одной неподвижной и одной движущейся частью очевидно невозможно развить мощность в машине действием упругой жидкости. Сам поршень выполняет работу клапана следующим образом: кольцевое пространство, обеспечивающее площадь для давления на переднюю часть поршня, дает гораздо меньшую степень поверхности, чем та, что обеспечивается диаметром цилиндра, как показано на чертеже; и очевидно, что путем увеличения или уменьшения диаметра штока поршня площадь для давления на одну сторону поршня может быть сделана в любой желаемой пропорции к площади на другой стороне. Впускное отверстие, или порт С, находясь в постоянном сообщении с внутренней частью цилиндра, давление жидкости всегда действует на переднюю часть поршня, следовательно, когда нет давления на другой стороне, поршень будет выталкиваться назад в цилиндре. Во время этого обратного движения поршень сначала закрывает выхлопной порт D, а затем открывает уравнительный порт Е, посредством которого устанавливается сообщение между передним и задним концами цилиндра, и, следовательно, жидкость заставляется действовать на обе стороны поршня. Площадь задней грани поршня, будучи больше площади передней грани на величину, занимаемую штоком поршня, давление на первую сначала действует, чтобы остановить обратное движение поршня, который, благодаря своему значительному весу и высокой скорости, приобрел большой импульс, а затем произвести движение вперед, причем движущая сила зависит по своей величине от разницы площадей на двух сторонах поршня. Когда поршень проходит вниз, он отсекает пар от задней части цилиндра и открывает выхлоп. Длина или толщина поршня такова, что выхлопной порт D никогда не открыт для его передней стороны, но при прямом ходе он открывается почти сразу после того, как уравнительный порт закрыт, и почти во время нанесения удара. Будет замечено, что количество израсходованной жидкости — это только то, что проходит на заднюю грань поршня, поскольку та, что используется для осуществления обратного хода, не выпускается.

Средства, используемые для придания вращательного движения инструменту, заслуживают особого внимания, так как они просты по конструкции, эффективны в действии и хорошо расположены внутри цилиндра. Эти средства состоят из спирального или нарезного стержня Н, имеющего три канавки и снабженного на своей головке храповым колесом G, утопленным в крышку цилиндра. Две собачки J, J, рис. 22, также утопленные в крышку, заставляются падать в зубья храпового колеса с помощью спиральных пружин. Эти пружины могут в случае поломки быть немедленно заменены без снятия крышки. Будет замечено, что это расположение колеса и собачек позволяет спиральному стержню Н свободно вращаться в одном направлении, в то время как оно предотвращает его вращение в противоположном направлении. Спиральный стержень опускается в длинную выемку в поршне, которая снабжена стальной гайкой, точно подогнанной к канавкам спирали. Следовательно, поршень во время своего хода внутрь вынужден вращаться на стержне; но во время своего хода наружу он вращает стержень, причем последний свободен двигаться в направлении, в котором прямой ход поршня наружу стремится вращать его. Таким образом, поршень, а вместе с ним и инструмент, принимает новое положение после каждого хода.

Способ крепления режущего инструмента к штоку поршня — вопрос, заслуживающий некоторого внимания. Поскольку инструмент приходится менять более одного раза во время проходки шпура, важно, чтобы замена была выполнена за как можно более короткое время; и поскольку вибрация машины и нагрузка на инструмент обязательно велики, одинаково важно, чтобы инструмент был прочно закреплен. Также желательно, чтобы способ крепления инструмента не требовал заплечика на последнем, паза в нем или какой-либо особенности формы, трудной для изготовления в кузнице. Машина Дарлингтона наиболее удовлетворительно выполняет требования быстроты крепления, прочности удержания и простоты формы. Средства и метод следующие: внешний конец стержня или держателя сначала сплющивается, чтобы обеспечить седло для гайки, как показано на рис. 21 и 25. Затем прорезается паз и плотно подгоняется куском стали К, выкованным требуемой формы для зажима, а держатель впоследствии рассверливается, чтобы принять инструмент, пока зажим находится на месте. Этот зажим К затем вынимается, его посадочные места немного ослабляются, а его конец нарезается резьбой и снабжается гайкой. При возвращении на свое место в держателе зажим, вследствие ослабления, может быть легко затянут плотно против инструмента, благодаря чему он прочно удерживается в положении. Хвостовик инструмента обтачивается, чтобы легко входить в отверстие, а его конец делается полусферическим, чтобы соответствовать дну шпура, на которое принимается сила реакции удара.

Казалось бы, невозможно достичь более высокой степени простоты формы или сконструировать машину с меньшим количеством частей. Отсутствие клапана или ударного механизма любого рода обеспечивает максимально достижимую степень долговечности и позволяет использовать высокую скорость поршня без риска или повреждения. Поскольку поршень контролирует свое собственное движение, нет опасности удара о крышку цилиндра. Ход может варьироваться по длине от половины дюйма до четырех дюймов, и поскольку машина будет эффективно работать при давлении от 10 фунтов на дюйм, шпуры могут начинаться с величайшей легкостью. При давлении 40 фунтов машина делает 1000 ударов в минуту, скорость, которая может быть достигнута без вызова чрезмерных напряжений или вибрации. Одно это составляет очень большое преимущество. Действительно, должно быть признано, что непредубежденное рассмотрение достоинств этого бура показывает, что он превосходно приспособлен к требуемой от него работе.

Коронки буров.

Форма и размеры режущих инструментов, которые по-разному называют «бурами», «сверлами» и «коронками», используемых в механических перфораторах для горных пород, имеют большое практическое значение. Размеры определяются главным образом двумя условиями: необходимостью обеспечения достаточной прочности хвостовика инструмента и необходимостью наличия достаточного пространства между хвостовиком и стенками шпура для выхода буровой мелочи. Опыт показал, что последнее условие лучше всего выполняется, когда расстояние между стенками шпура и хвостовиком инструмента составляет от 3/16 до 1/4 дюйма, с учетом первого условия.

Форма режущей кромки определяется несколькими условиями, некоторые из которых уже обсуждались применительно к ручным бурам. Первой принятой формой, естественно, стала форма ручного бура, а именно — долотообразная кромка. Для увеличения полезного эффекта удара режущую кромку впоследствии удвоили, сформировав коронку из двух долотообразных кромок, пересекающихся под прямым углом. Было обнаружено, что эта коронка, которую из-за ее формы назвали «крестовой», проникает в породу быстрее, чем прямая или долотообразная. Прирост скорости был весьма заметен в начале бурения шпура, но постепенно уменьшался по мере увеличения глубины шпура из-за трудностей с удалением буровой мелочи. Чтобы устранить этот недостаток, режущие кромки стали располагать под углом друг к другу, чтобы они образовывали букву X. Таким образом, две долотообразные кромки были сохранены, а ширина коронки значительно уменьшена. Эта форма, описанная как X-образная коронка, очищала шпур гораздо эффективнее, чем крестовая, но не вполне удовлетворительно. Поэтому была сделана еще одна модификация формы, и на этот раз была принята Z-образная, верхняя и нижняя части которой представляли собой дуги окружностей, проведенные из центра коронки в направлении, противоположном направлению вращения.

Такая форма инструмента, известная как Z-образная коронка, легко очищалась от буровой мелочи. Но помимо этого преимущества, было обнаружено, что она обладает и другими важными характеристиками. У долотообразных коронок углы быстро стирались из-за трения о стенки шпура. При Z-образной форме этот износ больше не происходил из-за большой поверхности, подверженной трению. Еще одно преимущество Z-образной коронки заключается в ее способности бурить шпур строго круглой формы. В целом можно сказать, что эта форма наиболее полно удовлетворяет определяющим условиям. Однако форма коронки, наиболее подходящая в конкретном случае, будет в некоторой степени определяться частными обстоятельствами. Из них природа и характер породы будут сильнее всего влиять на выбор. Так, крестовая коронка обычно оказывается наиболее подходящей в трещиноватых породах, в то время как одинарную долотообразную кромку можно с преимуществом использовать в очень твердых и плотных породах. Действительно, успех механического бурения в значительной степени зависит от разумного выбора наиболее подходящей формы режущей кромки. Долотообразная, крестовая, X-образная и Z-образная коронки показаны на рис. 24–27.

Рис. 24.

Рис. 25.

Рис. 26.

Рис. 27.

Заточка коронок формы, отличной от долотообразной, производится с помощью «обжимок». Закалка осуществляется способом, уже описанным применительно к ручным бурам. Как и в последнем случае, степень закалки должна соответствовать твердости пород, которые предстоит бурить. Как правило, соломенный цвет побежалости оказывается наиболее подходящим. Примечательным фактом является то, что износ режущей кромки машинного бура на заданную длину бурения в пять-шесть раз меньше, чем у ручного бура. Всегда следует использовать сталь самого высокого качества.

Как и в случае с ручным бурением, каждый последующий бур должен иметь немного меньшую ширину режущей кромки; уменьшение примерно на 1/32 дюйма можно считать достаточным. Однако следует позаботиться о том, чтобы кромке были приданы надлежащие размеры, и будет полезно иметь под рукой точный калибр, через который инструмент можно пропустить перед его закреплением в машине. Важно, чтобы инструмент был правильно «отцентрован», то есть центры кромки коронки, хвостовика и штока поршня должны идеально совпадать.

Опоры для перфораторов.

— Машинный перфоратор может отвечать всем требованиям, и все же из-за несовершенства опоры, к которой он прикреплен, он может оказаться непригодным для требуемой работы. Поэтому желательно тщательно изучить конструкцию опоры бура и рассмотреть требования, которым она должна удовлетворять. Исходя из необходимости высокой прочности и жесткости опоры, основным условием является то, что она должна позволять легко устанавливать машину под любым углом, чтобы шпуры можно было бурить в требуемом направлении и с требуемым наклоном. Когда это требование не выполняется, машина в этом отношении оказывается в крайне невыгодном положении по сравнению с ручным трудом. Если бы машинный бур не был способен бурить в любом положении и в любом направлении, пришлось бы использовать ручной труд в сочетании с ним, и такая неполнота в работе машины стала бы серьезным возражением против ее внедрения.

Помимо обеспечения желаемой регулировки машины, сама опора должна быть приспособлена к неровной поверхности. Забой шахты, которая углубляется, или бока, кровля и почва выработки, которая проводится, имеют большие неровности поверхности, и, поскольку опора в большинстве случаев должна быть закреплена на них, очевидно, что ее конструкция должна позволять легко приспосабливаться к этим неровностям. Средства, с помощью которых осуществляется регулировка, должны быть немногочисленными и простыми, поскольку простота деталей важна как в опоре, так и в машине, и по тем же причинам. Большая часть времени, в течение которого используется машинный бур, уходит на его перемещение из одного положения или места в другое; это время в пропорциональной степени снижает превосходство машинного труда над ручным в отношении скорости выполнения работ, и очевидно, что его желательно максимально сократить. Отсюда необходимость использования средств регулировки, которые должны быть немногочисленными, быстрыми в действии и простыми в управлении.

По причинам, аналогичным вышеизложенным, опора бура должна иметь небольшие размеры и быть достаточно легкой, чтобы ее можно было легко переносить. Ограниченное пространство, в котором используются перфораторы, делает это условие, как и в случае с самой машиной, очень важным. Необходимо помнить, что после каждого взрыва отбитую породу нужно убирать, и быстрота выполнения работ требует, чтобы операции по уборке проводились без помех. Опора бура, занимающая значительную часть свободного пространства в шахте или выработке, является причиной неудобств и источником серьезных задержек. Более того, поскольку ее приходится постоянно перемещать с места на место, она должна быть достаточно легкой, чтобы ее можно было без труда поднять или переместить. В подземных выработках ручная сила, как правило, является единственно доступной, и поэтому желательно, чтобы и машина, и ее опора имели такой вес, чтобы каждый из них мог поднять один человек. Конечно, при любой попытке уменьшить вес опоры необходимо помнить о необходимости большой прочности и жесткости.

В просторных выработках, таких как те, что проводятся при строительстве железнодорожных тоннелей, могут использоваться опоры специального типа. В этих условиях условия работы отличаются от тех, что существуют в шахтах. Пространство менее ограничено, выработка начинается с поверхности, а на почве проложены рельсовые пути и разъезды. В таком случае опора может состоять из более массивной конструкции, установленной на колеса для движения по рельсам. Эта опора будет нести несколько машин, и чтобы убрать ее с пути, когда возникает необходимость, ее будут откатывать на разъезд; но для обычных горных работ такая опора не подходит.

Распорная колонка.

— Простейшим видом опоры является «распорная колонка». Она по существу состоит из штанги, сконструированной таким образом, что ее можно удлинять или укорачивать по желанию с помощью винта. Она фиксируется в нужном положении путем приведения концов в плотный контакт с боками или с кровлей и почвой выработки. Машина крепится к этой штанге с помощью зажима, который при ослаблении скользит вдоль штанги и позволяет установить бур в требуемое положение и направить его под требуемым углом. Штанга, показанная на рис. 26, табл. V, — это та, что используется с буром Дарлингтона; в ней легкость и жесткость сочетаются в максимально возможной степени благодаря использованию полого профиля. Способ установки штанги в выработке показан на чертеже; концевые захваты устанавливаются против деревянных прокладок на почве и кровле и затягиваются поворотом винта с помощью обычного лома.

Простая распорная колонка часто используется в узких выработках и в шахтах малого диаметра. Но более удовлетворительная опора в выработках обеспечивается штангой, соответствующим образом установленной на каретке, предназначенной для движения по рельсам. Каретка состоит просто из тележки, к передней части которой штанга обычно крепится с помощью какого-либо шарнирного соединения. Очевидно, что детали конструкции этой опоры могут сильно варьироваться, и было представлено и принято множество конструкций. На рис. 27 и 28, табл. VI, показана опора такого типа, разработанная Дж. Дарлингтоном. Одиночная вертикальная штанга установлена на передней части тележки и закреплена обычными средствами против центра кровли. Эта вертикальная штанга несет кронштейн, который способен поворачиваться на ней, как на оси, и перемещаться вверх и вниз. Этот кронштейн несет бур. После того как центральная штанга установлена в нужном положении, кронштейн сдвигается в самое верхнее требуемое положение и закрепляется против бока выработки. Затем с этого кронштейна бурится ряд шпуров. Когда они закончены, кронштейн опускается на необходимое расстояние, и бурится еще один ряд шпуров. Это продолжается до тех пор, пока все шпуры не будут пробурены на одной половине забоя. Затем кронштейн поворачивается и закрепляется против другого бока выработки, и шпуры бурятся на этой половине забоя аналогичным образом. Таким образом, одна половина выработки остается свободной, чтобы операции по уборке отбитой породы могли проводиться одновременно. При желании можно использовать два кронштейна. Такое устройство, несомненно, дает большие удобства для работы бура и оставляет выработку сравнительно свободной.

При проходке шахт используется та же опора, слегка модифицированная, без тележки. Устройство, принятое в этом случае, показано на рис. 29, табл. VII. Центральная штанга прочно удерживается в своем положении поперечной распорной штангой, установленной против боков шахты. Кронштейны сделаны вращающимися на этой штанге, чтобы позволить бурить шпуры в требуемых положениях. Когда все шпуры пробурены, опора вместе с машинами вытягивается с помощью цепи, прикрепленной к центральной штанге, в сторону от места взрыва. С этой опорой время на установку, подъем и опускание сводится к минимуму; в то время как легкость, с которой машины могут перемещаться вдоль кронштейна и закрепляться на нем, а также возможность изменения положения последнего позволяют вести бурение быстро.

Для открытых работ, например, при разработке карьеров, где нельзя использовать распорную колонку, применяется тренога.

Каретка Дюбуа-Франсуа.

— Опора, обычно используемая во Франции и Бельгии, состоит из своего рода каретки, несущей штанги, на которых установлены буры. Эта каретка используется в выработках всех видов; но она особенно подходит для тоннельных работ. Она была принята, лишь с небольшими модификациями, в тоннеле Сен-Готард и в ряде других важных работ аналогичного характера.

Модификация каретки показана на рис. 30 и 31. Будучи предназначенной для обычных горных работ, она несет только две машины; но легко заметить, что путем увеличения количества вертикальных винтов та же опора может быть сделана несущей большее количество. Она по существу состоит из вертикальной рамы из полосового железа a b c d, длиной 8 футов и высотой 4 фута 9 дюймов над рельсами, задняя часть которой опирается на чугунную плиту e f g h, установленную на двух колесах; на ней закреплены две стойки l, l', которые, будучи связанными с верхней частью поперечной штангой m m', образуют каркас, служащий опорой для двух вертикальных винтов p', q'. Передний каркас образован двумя продольными балками b c и b' c', стойками a, a' и вертикальными винтами p, q, которые соединены с верхней частью единой деталью a d. Этот каркас опирается снизу на небольшую тележку с четырьмя колесами, соединенную с двумя продольными балками каркаса с помощью поворотного болта n Т-образной формы, причем стержень Т вставлен в удлиненные отверстия o, прорезанные посередине изогнутой части продольных балок. Чугунная плита сзади, использование которой служит лишь для придания устойчивости каретке, несет над собой с помощью двух изогнутых деталей h, h' плиту V из кованого железа, на которой хранятся мелкие инструменты, необходимые для ремонта. Два винта s, s', установленные на проушинах, отлитых на задней стороне плиты, служат для фиксации каретки путем их опускания на рельсы, при этом каретка слегка приподнимается винтами.