&ŁY POLITECHNICZNE KRAKOW

ÖÖ

CD

■H

tT3

aa

‘O

o<\

'qęMh&;&'- J’~ï ùflf

Jiwwii %:.

••

VS^fâfca&

h%

É/^Jj

• ''

fW*

RR

i»ÂF4m'

•. ,iSM

Stóg

mm

s»!*-«

fs.r*U£Ui

â£i»

0%v5*

i V ^S

#àk 'm

i. .■% «ftl

M

S2§ä

pMp

JSu'-sSfe

£32«

■: "ip '    • 4Êl

^;vn

1*6 ‘w&Sv?

' T^.*' ■

gfle

ï-Æ*

r-

iÆ

!%l«

’i

•’

fcW

rfraÜK

if>]

Si

M;-

V .■i'*

SFi

h»;

?>r *

fi

Ht. «

mMmß:

<»M!«' * *

J9 #1

g» P«v

ri?ÿi

c~àl

VI

»5

il

tjm,

S"'

^»i

tm

**_ «wr *5ç

aSS^¹

■#-

ą ß'»M

•■    ---* • . A ■ Hl«7 .

PBte

/ .;T';

Ml

g!

*fj

mk;

•Jâ£S'

RR!

r%

PSi

Si

Wà

Biblioteka Politechniki Krakowskie]

’/»

91

100000294461

Vi

«pi

*r

/ ggg

i/ .•fipy

v*

*,

mm

Wmm

f-Ä

'Il

w.

k«l

'Mm

#»■

%SvW£äi

.ß ajgiflra    JÊBËÊIk

aSu

fi

PL

•; -

IÏ

ßpj

|||j||p|fj

pm,

•BsliN

Sb»«#jg

SÄ-

Iföi9&3£3«nft

E&J

ÂA

*■ ;,>v*

t % Vg»*

.Æ,

/'

kl

$ré,

Al

*«e*@

3N®**&

**

jäpl

li»j

jpf’v.

»i

lg

Jl

im¹

PH

mW*

:±8SMJm

SP

*sr.

%w~r

nt**' T,î9®*~^

1'

<3

Jpj

IN

$rsv

ÇSE*

ÎÂ

fg»

JÄ’

r*

^>4

9.

41

Sm

lisi

Mi

,

*

.

'

GÓRNICTWO

UŁOŻYŁ

Hieronim Kondratowicz

Magister Nauk Przyrodniczych

INŹENIER GÓRNICZY

TOM II.

Jan Kowerski

f N Ź. - G Ó R N I C Z Y

WYDANIE KASY POMOCY DLA OSÓB, PRACUJĄCYCH NA POLU NAUKOWEM, IMIENIA Dr. JÓZEFA MIANOWSKIEGO.

WARSZAWA

SKŁAD GŁÓWNY W KSIĘGARNI E. WENDE i Ska

^t0%\ -    fè

i—    ,

i- 'i?Ê9

^osBOJieno I]|eH3ypoK). BapmaBa, 27 Ceirrîiôpsi 1903 roua.

Jan Kow

Ni-e6RNiczY

SPIS PRZEDMIOTÓW.

ROZDZIAŁ VI.

Przewóz.

Str.

Wstęp.......*.........

Przewóz drogami naturaliiemi.

Przenoszenie na plecach..........

Przewłóczenie.............

Przewóz w taczkach..........

Przewóz drogami żelaznemi. Podkłady ....

Relsy.................

Szerokość toru.............

Promienie krzywych. Układanie kolejki .    .    .

Krzyżowanie się dróg, rozjazdy .......

Pomosty zwrotnicze...........

Wózki. Koła..............

Osie.................

Smarowanie kół i osi .    ..........

Skrzynki...............

Ogólne uwagi o budowie i wymiarach wózków

Spadek drogi żelaznej..........

Przejazd przez krzywe..........

Motory używane do przewozu. Przewóz ludźmi

Przewóz końmi.............

Przewóz maszynowy...........

Przewóz linowy. Przewóz zapomocą dwóch maszyn i dwóch lin .    .    32

Krążki nadające kierunek linom .    ...

Środki zabezpieczające wozy od wykolejania się

Zestawianie pociągów.........

Wózek dla konduktora.........

Urządzenia sygnałowe.........

Przewóz z chodników bocznych......

Przewóz zapomocą liny przedniej i tylnej Przewóz z chodników bocznych......

12

16

17

18

19

20

23

25

26

29

30

31

34

37

38

39

41

42

45

Sir.

Przewóz zapomocą (lwócli lin przednich i jednej tylnej Przewóz zapomoeą liny hez końca. Ogólne pojęcie .

Przyrządy do naprężania liny.........

Maszyny wprowadzające w ruch linę.......

Przewóz zapomocą liny bez końca przeprowadzonej nad wozami .    .    56

Przewóz zapomocą liny gładkiej...............

Przewóz z automatycznem odczepianiem wozów........

Odległość między wozami. Stacye pośrednie.......

Przejazd przez krzywe.................

Sposób Forstera przejazdu przez krzywe ..........

Przewóz z chodników, bocznych. Sposób zapomooą jednej wspólnej

i,ny......................

Sposób zapomocą oddzielnych lin.............

Przewóz bez automatycznego odczepiania wozów.......

Przewóz zapomocą liny z węzłami..............

Przewóz zapomocą liny przeprowadzonej pod wozami.....

Łączniki do przyczepiania pociągów............

Przewóz łańcuchowy. Przewóz zapomocą łańcucha przeprowadzonego nad Wózkami.............. . .

Prędkość biegu łańcucha................

Przewóz zapomocą łańcucha przeprowadzonego pod wozami .    .    .

Porównanie różnych sposobów przewozu..........

Przewóz lokomotywami.................

Lokomotywy systemu Lamm-Franeq’a .    .    . '........

Lokomotywy Hönigmann’a. Lokomotywy działające zgęszczonem

powietrzem ...................

Lokomotywy elektryczne................

Przewóz wodą....................

Przewóz po pochylniach................

Przewóz z górnego poziomu na dolny. Pochylnie dwustronne .    .

Pochylnie jednostronne..................

Przeciwwaga. Mechanizm hamulcowy ...........

Platformy......................

Ostrożności jakie należy zachowywać przy opuszczaniu wozów po pochylniach ....................

Zużycie nadmiaru siły podnoszącej wozy puste na pochylniach .    .

Przewóz z dolnego poziomu na górny. Spadochrony .    .    .    .

Przewóz po drogach wiszących. Sposób zapomocą jednej liny bez

końca .    .    ...................

Sposób zapomocą dwóch lin................

48

50

53

55

56

56

58

61

64

65

67

69

71

72

73

75

76

78

79

81

82

83

84

85

86

86

87

89

93

94

96

97

99

101

ROZDZIAŁ VII.

Wyciąganie.

W stęp...........

Maszyny wyciągowe. Winda ręczna

104

Maszyny parowe ........ .........

106

110

Liny. Roślinne i metaliczne-. .    .    .    .    .    .    .    .    .    .    . -

111

. 112 . 113

Liny zamknięte..................

Liny konopne i aloesowe..............

116

Wymiary lin aloesowych..............

. . 116 . . 118

Liny jednakowej wytrzymałości...........

Liny druciane. Wytrzymałość lin..........

Grubość drutów. Wymiary poprzecznego przekroju lin .    .

119

Porównanie lin żelaznych ze stalowemi.........

120

Konserwowanie lin................

121

124

Czyszczenie i smarowanie lin. Przyrząd Oppka.....

Środki ostrożności zwiększające trwałość liny......

125

Wady i zalety lin drucianych............

. 125

Przepisy dotyczące używania lin drucianych.......

127

Połączenie liny z naczyniami wyciągowemi.......

128

Koła linowe i wieże nadszybowe. Koło linowe......

129

Wieże nadszybowe.................

130

Bębny dla lin. Bębny cylindryczne.........

132

.    .    134

. . 135 . . 137

Bębny stożkowe..................

Bębny wężownicowe. Bobiny............

Zrównoważenie ciężaru lin zapoinocą przeciwwagi.....

Sposób wyciągania Koepe’go....... .    .    .    .    .

141

Wyciąganie zapomocą rozrzedzonego powietrza......

Naczynia wyciągowe i sposoby ich napełniania i wypróżniania .    .    .    141

142

144

146

Kubły i beczki Skrzynie na kółkach. Klatki Kierowniki. Kierowniki drewniane

149

Kierowniki żelazne......

150

Kierowniki linowe.......

153

Spadochrony. Spadochron Fontain’a Spadochrony klinowe. Spadochron do kierowników linowych .    .    .    154

157

Ogólne uwagi o spadochronach..............

158

Podszybia. Ich wymiary i obudowa............

161

Zatrzymywanie klatek na poziomie pomostu nadszybowego i na podszybiu .....................

162

Przyrząd z obracaj ącemi się podchwytami..........

163

Przyrząd z podchwytami hydraulicznemi Frantz’a.......

165

Przyrząd z podchwytami Stauss’a ....    .........

Przyrządy do zatrzymywania klatki na poziomie podszybia ....    168

Przyrządy zabezpieczające klatkę od uderzeń o koła nadszybowe .    .    169

171

Zamykanie szybu................

172

Zamykanie hermetyczne..............

173

Zamykanie szybów, podczas ich pogłębiania......

175

Wytaczanie wozów z klatek..............

176

Sygnały....................

. . 178

Wyładowanie i dalszy przewóz wydobytego minerału .    .

Wywroty...................

Sir.

Wywroty przenośne......    .

Składy węgla. Przewóz skał płonnych

. 182

183

ROZDZIAŁ VIII.

Urządzenia wjazdowe.

185

Ogólne pojęcie.........

Drabiny............

Sposób ustawiania drabin.....

Schody ruchome pojedyncze i podwójne Zjeżdżanie i wyjeżdżanie na linie Ostrożności, jakie należy zachować przy zjeżdżaniu na linie ....    192

186

187

188

191

ROZDZIAŁ IX.

Osuszanie kopalń.

194

W stęp.......................

Sposoby osuszania kopalń................

Zatamowanie przypływu wody. Filary ochronne.......

Tamy. Tamy stojące.................

Tamy leżące.....................

Tamy sferoidalne...................

Tamy murowe. Tamy z drzwiami............

Tamy w szybach...................

Ostrożności jakie należy przedsiębrać, prowadząc roboty górnicze

w blizkości starych wyrobisk............

Odprowadzanie wody nagromadzającej się w wyrobiskach ....    206

Odlew wody maszynami wyciągowemi Chodniki wodne.........

195

196

197

199

200 202

204

205

207 209

Odlew wody maszynami wodociągowemi. Pompy górnicze .    ;    .    .    210

Pompy podnoszące...................

Uszkodzenia pomp podnoszących.............

Pompy tłoczące....................

Porównanie pomp podnoszących z tłoczącemi.........

Urządzenie szybu wodnego...............

Rozdzielenie szybu na piętra i ustawienie na każdem piętrze oddzielnej pompy...................

Rury tłoczące........

Tłoki......

210

213

213

217

217

218

220

223

224

224

. 227

228

229

230

Przepustnice. Przepustnice klapowe.............

Przepustnice stożkowe..................

Przepustnice talerzykowe. Przepustnice kuliste.........

Przepustnice dwułożyskowe................

Przepustnice piramidalne pierścieniowe............

Przepustnice Riedler’a..................

Trzon główny. Trzon drewniany..............

Połączenie belek w trzonie................

Spadochrony dla trzonów.................

Połączenie trzonu głównego z trzonami tłokowymi.......

Trzony żelazne....................

Regulowanie ciężaru trzonów...............

Wahacz.......................

Regulatory powietrzne..................

Regulatory sprężynowe..................

Maszyny wodociągowe. Maszyny z trzonami i bez trzonów .    .    .    .

Maszyny o działaniu pojedynczem i podwój nem......-

Maszyny działające bezpośrednio na trzon główny......

Rozdział pary....................

Katarakta......................

Podnoszenie się i opadanie tłoka w cylindrze parowym.....

Maszyna z wahaczem..................

Regenerator Bochkoltz’a................

Maszyny o działaniu podwójnem bez kół zamachowych.....

Maszyny z kołami zamachowemi.............

Maszyny odwadniające podziemne. Wiadomości ogólne ....

Podział maszyn odwadniających podziemnych.....,    .    .

Pompy podziemne parowe................

Maszyny odwadniające podziemne bez koła zamachowego ....

Pompa Worthington’a.................

Maszyny odwadniające z kołami zamachowemi........

Głębokość, z której maszyny podziemne parowe mogą wodę odlewać

Pompy z motorem hydraulicznym.............

Pompa Davey’a....................

Pompa Kaselowsky’ego.................

Pompy z motorem elektrycznym.............

Pompa Erhardt’a i Sehmer’a...............

Pompa Riedler’a............. .....

Pompa Bergmann’a..................

Pompa Klein’a ....    ...............

Pompy odśrodkowe..................

Pompa systemu Rateau.................

Pompa Sultzer’a...............•    .    .    .    .

Zalety i wady pomp podziemnych z różnemi motorami.....

Pompy używane przy pogłębianiu szybów..........

Pompy wiszące....................

Pulsometry....................

232

233

234

234

235

236

238

239

239

240

241

242

242

243

244

244

245

245

246

ROZDZIAŁ X.

Przewietrzanie robót podziemnych.

Str.

299

W stęp.............,..........

Przyczyny psucia się powietrza w kopalniach i środki do wydalenia powietrza zepsutego i wprowadzenia na jego miejsce powietrza

świeżego....................

Przyczyny psucia się powietrza w kopalniach. Zmniejszenie się ilości tlenu....................

Temperatura powietrza w kopalniach...........

Tworzenie się pyłu..................

Wydzielanie się gazów. Dwutlenek węgla.........

Tlenek węgla................

Działanie tlenku węgla na organizm człowieka........

, Środki do rozpoznania obecności tlenku węgla ........

Ratowanie otrutych tlenkiem węgla............

Siarkowodór.....................

Kwas siarkawy. Węglowodór lekki (Metan).........

Zapalanie się gazu...................

Wydzielanie się gazu.................

Pontanny gazowe. Worki gazowe............

Ciśnienie pod jakiem gaz się w węglu znajduje.......

Wydzielanie się gazu ze starych wyrobisk..........

Oznaczenie ilości potrzebnego dla kopalni powietrza

Wytworzenie przewiewn..........

Ogólne pojęcie o przewietrzaniu.......

Ogólne pojęcie o ruchu gazów........

Manometry...............

Manometr Vaux..............

Manometr Gulbal’a.............

Manometr Maess’a............

300

300

301

303

304

306

307

308

309

309

310

312

313

315

316

317

321

323

324

327

327

328

329

330

331

332

Okoliczności, na które należy zwracać uwagę, posiłkując się manometrem ......................

Mierzenie strumienia powietrza.............

Mierzenie prędkości strumienia..............

Oznaczenie prędkości strumienia zapomocą czasu jaki powietrze potrzebuje na przebycie pewnej drogi..........

Oznaczenie prędkości zapomocą dymu prochowego......

Zapomocą lampy otwartej................

Mierzenie prędkości strumienia zapomocą anemometrów. Anemometr Dickinson’a...................

-1 --

334

334

335

335

335

Anemometr Biram’a . Anemometr Cassell’a .    •

336

Słr.

Sposób użycia anemometrów...............

Oznaczenie oporu, jaki strumień przepływającego powietrza musi przezwyciężać w kopalni..............

Opór jaki przezwycięża strumień przepływającego powietrza w chodnikach ....................

. 838

340

342

Oznaczenie współczynnika oporu kopalni K..........

Współczynnik oporu K, dla szybów.............

Przykłady na opory kopalń................

Temperament kopalni...................

Porównanie różnych kopalń pod względem ich temperamentów .    .    .

Opór właściwy każdej kopalni...............

Obliczenie siły niezbędnej dla przewietrzania kopalni......

Oznaczenie wymiarów wyrobisk niezbędnych do przepływu danej

ilości powietrza...................

Przewiew naturalny...................

Przewiew sztuczny....................

Różne rodzaje przewiewu sztucznego .    .    ...........

Piece przewietrzające............. .....

Zarownie............... .......

345

347

348

350

351

352

354

o t> lO

cc co

3B9

359

360

361

Piece podziemne...........

Nagrzewanie szybów parą..... .    .

Inżektor Kórtinga............

Maszyny przewietrzające. Wiadomości ogólne

Maszyny tłokowe............

Maszyna wiatrowa Nixon’a. Maszyna Struvego

Młynki powietrzne...........

Wentylator Pabry ............

Wentylator Lemielle’a .    ........

Wentylatory odśrodkowe........

Wentylator Guibal’a..........

Nowsze wentylatory o małych średnicach i większej ilości obrotów .    378

Wentylator Rateau...................

Wentylator Geislera .    .................

Wentylator Pelzera....................

Wentylator Mortier...................

Porównanie tłokowych maszyn powietrznych i młynków powietrznych

z wentylatorami odśrodkowemi ............

Dwa wentylatory pracujące jeden za drugim.........

Przewietrzanie ssące i tłoczące...............

Rozprowadzanie powietrza po kopalni............

Ilość powietrza i prędkość strumienia.............

Kierunek strumienia...................

Rozdział powietrza zawartego w głównym strumieniu na oddzielne strumienie....................

362

364

365

366

367

368

369

370

371

373

375

379

381

385

387

389

391

392

395

395

396

397

Nadanie kierunku strumieniowi powietrza przypływającego do kopalni 400 Sztuczne przegrody tamujące przypływ powietrza. Tamy ....    402

Drzwi z oknem

Przewietrzanie robót przygotowawczych

Przepierzenia ...........

Chodniki równoległe.........

Lutnie. Lutnie drewniane Lutnie blaszane

Lutnie płócienne........

Lutnie ssące i tłoczące........

Obliczenie modułu lutni.......

Przewietrzanie wyrobisk workowych zapomocą oddzielnej siły . . . 435

Przewietrzanie zapomocą powietrza zgęszczonego ......

Wentylatory ręczne. Wentylatory małe wprawiane w ruch siłą mechaniczną ....................

Nadzór za przewietrzaniem kopalni............

404

. . 405

407

418

419

421

422

424

427

428

• 431

435

438

439

ROZDZIAŁ XI.

Czynności i urządzenia dodatkowe.

Przyczyna powstawania tego rodzaju pożarów Środki zabezpieczające od pożarów.....

441

. 442

443

444

416

447

448

451

452

455

456

Gaszenie pożarów......

Tamy. Tama przenośna Wagnera Pożary w chodnikach ....

Przyrządy umożliwiające oddychanie w gazach duszących.....459

459

458

Przyrządy stałe...........

Przyrządy przenośne. Przyrząd Schwann'a Pneumatofor Walchera i Gärtnera .    .    •    .

460

461

464

Przyrząd Meyera........

Przyrząd Giersberga. Przyrząd Desgres Obwały. Obwały większych przestrzeni i obwały miejscowe .    .    .    468

469

466

Przyczyny obwałów...........

Dzwony................

Odbudowa minerałów na znacznych głębokościach

Warunki odbudowy na znacznych głębokościach

470

471

XI

Str.

Wysoka temperatura skał................

Wyciąganie z bardzo znacznych głębokości.........

Wieże nadszybowe. Liny.................

Zrównoważenie ciężaru lin ....    ....... .

Urządzenie podszybia i nadszybia.............

Maszyny wyciągowe dla szybów bardzo głębokich.......

•Granica głębokości, z której wyciąganie może się odbywać jedną maszyną .....................

Wyciąganie dwoma maszynami z poziomem pośrednim.....

473

478

480

484

488

492

492

ROZDZIAŁ VI.

~S

IM

CD

-O

IM

Minerały urabiane w przodkach muszą być wydane na powierzchnię ziemi. Przewóz takich ogromnych ilości minerału przedstawia zawsze wielkie trudonści i jest połączony z bardzo znacznemi kosztami, należy więc przede wszy stkiem organizować roboty w ten sposób, aby na powierzchnię były wydawane tylko te minerały, które są przedmiotem wydobycia, wszystkie zaś skały płonne, otrzymywane pobocznie, powinny być, o ile to jest mo-żebnem, pozostawiane w wyrobiskach.

Im w większych masach wydobywa się dany minerał i im cena jego jest niższą, tern przewóz powinien być tańszym. Najmniejsze zwiększenie kosztów przewozu, przy nizkiej cenie urabianego minerału, znacznie powiększa koszty własne produkcyi. Dlatego też w kopalniach węgla, którego cena jest stosunkowo nader nizką, środki przewozowe muszą być najlepsze. Na wielkich kopalniach węgla nawet najbardziej kosztowne urządzenia przewozowe, zawsze się sowicie opłacają, bo drobne oszczędności, otrzymane na przewozie każdego wózka, dają w ostatecznym rezultacie ogromne sumy, pokrywające w całości zrobione nakłady.

Urabiane minerały mogą być przewożone drogami naturalne-mi i drogami sztucznemi, to jest ulepszonemi. Drogami naturalne-mi urabiane minerały przewożą się: 1) za pomocą przenoszenia ich na plecach; 2) przewleczenia w sankach i 3) przewożenia w taczkach. Drogami ulepszonemi minerały przewożą się w wózkach poruszających się na relsach. Tu należy jeszcze odróżniać, prze-

Górnictwo. T II.

wóz po drogach poziomych, albo prawie poziomych i przewóz po pochylniach, to jest opuszczanie minerału z górnego poziomu na dolny lub odwrotnie.

Przewóz drogami naturalnemi.

Przenoszenie na plecach. Przenoszenie na plecach przedstawia najstarszy i najniedokładniejszy sposób przewozu, dziś już tylko bardzo rzadko zastosowywany. Używają go jeszcze w niewielkich kopalniach rud, przy odbudowie schodowej odwrotnej, dla przenoszenia minerału od przodka do komina, jak również i dla przenoszenia minerału w chodnikach, mających bardzo nieprawidłowy spąg, z dużemi nieregularnymi i nieprawidłowymi spadkami. Chodniki, w których minerał przenoszą na plecach, muszą mieć przynajmniej 1,50 metr. wysokości i 1 metr szerokości. Do przenoszenia używają worków, koszy i skrzynek na noszach. Wielkość ciężaru, jaki człowiek może w tych warunkach wziąć na siebie, wynosi od 40 do 70 kilogr., a przestrzeń, jaką może przejść w ciągu dniówki od 4000 do 6000 metrów. Czyli, że przy najlepszych warunkach, człowiek może przenieść, w ciągu dniówki, 300 kilogr. na odległość 1 kilometra, a jeżeli spadki dochodzą do 20°, tylko 190 kilogr. na odległość jednego kilometra. Pochyłość chodnika, w którym odbywa się przenoszenie, nie może być większą nad 45°, a już zaczynając od pochyłości 15", spodek chodnika powinien być wyrobionym w postaci schodów. Odległość, na którą robotnik przenosi ciężar, nie powinna być większą nad 60 do 80 metrów. Wogóle skuteczność pracy robotnika przy przenoszeniu jest bardzo małą.

Przewłóczenie. Do przewłóczenia służą sanki. Są to skrzynki drewniane, kosze, lub też kubły, złożone z klepek i osadzone na płozach (fig. 448 i 449). Sanki przedstawione na fig. 449 są jeszcze do dziś dnia używane w kopalniach węgla w zagłębiu Donieckiem, w południowej Rossyi. Przedstawiają one czworograniastą skrzynkę drewnianą, okutą cienkiem płaskiem żelazem i stale osadzoną na płozach. Zwykle dłuższe boki skrzynki idą poniżej dna i stanowią płozy. Każda z krótkich ścian opatrzoną jest Żelaznem uchem, za które zaczepia się hak od szelek, jakie robotnik przekłada przez ramiona i piersi i za pomocą których ciągnie sanki. Średnia objętość skrzynki około l¹/« korca.

Przewóz w sankach jest o wiele korzystniejszym od przenoszenia na plecach, daje się on zastosować tam, gdzie spodek cho-

dnika jest równy i pochyłość nie mniejsza nad 8 do 9°. Najłatwiej robota przewłóczenia wykonywa się przy spadku chodnika od 15 do 25$, gdy spadek dochodzi 40$, przewłóczenie w sankach staje się już niemożebnem. W razie jeżeli spodek chodnika jest nierówny, kładą na nim 2 deski, do których przybijają łaty, służące jako kierowniki dla sanek.

W chodnikach, wysokość których nie przenosi jednego metra, w sanki można naładować od GO do 80 kilogr., w wyższych chodnikach od 120 do 160 kilogr. Średnio według Callon’a¹) robot-

Eig. 448.

Eig. 449.

nik pracujący w dosyć wysokim chodniku i przy dobrej drodze, może w ciągu dnia przewieźć w sankach 120 kilogr., na odległość 6000 metrów, to jest od 700 do 800 kilogr. na odległość jednego kilometra; w chodnikach zaś nizkich i po złej drodze, tylko 250 do 300 kilogr. na odległość jednego kilometra.

W kopalniach żeleziaków gliniastych i sferosyderytów, zalegających w plastycznych jurajskich glinach, w okolicach Częstochowy, wydobytą rudę przewożą od przodków do szybu w tych samych kubłach, w których ją wyciągają na powierzchnię ziemi. W tym celu wzdłuż chodników przewozowych, na ich spodku, układają, w kierunku osi chodnika, dosyć grube okrągłe żerdzie, tworzące jedną ciągłą linją, a u spodu kubła robią odpowiednie półokrągłe wycięcie. Postawiwszy kubło na żerdź tak, aby okrąglak wchodził w rowek, przewłóczą po nim kubło aż do szybu.

Przewóz w taczkach. Przewóz w taczkach dosyć często zastosowywa się na powierzchni ziemi i tylko bardzo rzadko w kopalniach. Skuteczność pracy robotnika przy przewożeniu w taczkach jest o wiele większą, aniżeli przy przewłóczeniu w sankach. Zwykle taczki robią z desek, czasami jednak wyrabiają je z grubej

blachy żelaznej. Pojemność taczki zależy od ciężaru właściwego masy, jaka ma być przewożoną. Przy robotach ziemnych taczki mają najczęściej 0,04 do 0,06 metr., koła często robią drewniane, okute żelazem, chociaż daleko lepsze są koła stalowe. Średnica koła - wynosi od 0,30 do 0,50 metr., im średnica koła jest większą? tern przewóz jest łatwiejszym.

Taczkarz popycha taczkę przed sobą, aby zaś zmniejszyć ciężar działający na ręce, przyczepia do rękojeści taczek szelkę lub

taśmę, którą przekłada przez ramiona i kark. Tym sposobem część ciężaru niesie na sobie, a druga część spoczywa na kole taczki.

Hi®

■ —-    g?

mm HF⁵

Fig. 450.

Na figurach 450 i 451

przedstawione są dwa rodzaje taczek. Taczka przedstawia drąg jednoramienny, dla równowagi więc musi być moment siły równy

momentowi oporu. Jeżeli wTa-P gę taczki wraz z ciężarem na

niej złożonym nazwiemy przez <ÿ, siłę potrzebną do uniesienia taczki przez P, odległość od osi taczki do punktu przyczepienia siły, to jest do tego miejsca w którym taczkarz trzyma za rękojeść, przez a (fig. 451) i odległość od osi do środka ciężkości naładowanej taczki, to jest do punktu przyczepienia oporu przez b, to Pa = Qb, czyli

PU

VQ

Fig. 451.

P=-Q. a

Oczywdście, że im mniejszą jest wartość —, tern P jest mniejsze,

to jest im środek ciężkości naładowanej taczki leży bliżej osi, tern mniejszą może być siła potrzebna dla podniesienia taczki i jeżeli

przypuścimy, że — = o, to jest, że środek ciężkości leży nad osią,

CC

wtedy i P — o, czyli, że dla uniesienia taczki nie będzie potrzeba żadnej siły, a dla wprowadzenia jej w bieg potrzeba tylko przezwyciężyć opór, jaki przedstawia tarcie obwodu koła o drogę i tarcie osi o piastę koła, a opór ten jest bardzo nieznacznym. Widzimy

więc, że przybliżając środek ciężkości naładowanej taczki do osi koła, zmniejszamy ciężar działający na ręce robotnika, ale zwiększamy obciążenie koła, które wtedy wrzyna się głębiej w ziemię, przez co przewóz po nierównej drodze bardzo się utrudnia. Prócz tego, gdy środek ciężkości leży nad osią, taczka znajduje się w stanie równowagi niestałej i robi się nadzwyczaj wywrotną. Dla utrzymania jej w równowadze, środek ciężkości musi się ciągle znajdować na linii pionowej, przechodzącej przez płaszczyznę koła taczki, przy najmniejszem więc odchyleniu, taczka się przewróci. Z tego powodu przybliżanie środka ciężkości do osi taczki może być tylko wtedy korzystnem, gdy przewóz w taczkach odbywa się po równej drodze, wyłożonej deskami. Zwykle długość ramienia oporu, do długości ramienia siły robią jak 1 : 3 lub nawet 1 : 4, to

jest — = ¹/₃ lub V4. W taczkę przedstawioną na figurze 450 można

CL

ładować od 60 do 70 kilogr., a w taczkę fig. 451 od 90 do 100 kilogr. a nawet i więcej. W kopalniach przewóz w taczkach używa się tylko w wązkich, nizkich i nieprawidłowych chodnikach, gdy się ma do przewożenia niewielkie ilości minerału, na nieznaczną odległość i gdy rozkruszanie, jakiemu podlega minerał przy wywracaniu taczek, nie zmniejsza jego wartości.

Taczkarz przewożąc w małych taczkach naładowanych 60 kilogr. i popychanych po spodku chodnika, z łatwością przewozi w ciągu dniówki (8 do 10 godzin) 500 kilogr. na odległość jednego kilometra. Jeżeli spodek chodnika jest nierówny, tylko 300 kilogr. Jeżeli zaś droga jest równa i wysłana deskami, skuteczność pracy taczkarza wzrasta do 1000, a nawet i 1100 kilogr. na 1 kilometr.

Przewóz w taczkach może mieć miejsce tylko w chodnikach, spadek których nie przenosi kilku stopni.

Przewóz drogami żelaznemi.

Pierwsze drogi żelazne były zbudowane w kopalniach, a dopiero następnie, gdy potrafiono zużytkować prężność pary jako siłę poruszającą, zaczęto budować koleje żelazne na powierzchni ziemi. Droga żelazna składa się z dwóch głównych części, podkładów i relsów.

Podkłady. Podkłady przedstawiają belki drewniane lub żelazne, ułożone w poprzek relsów i służące do ich przymocowania. Najlepsze podkłady drewniane są dębowe, z iglastych zaś drzew należy oddawać pierwszeństwo tym, które są najbardziej smoliste. W kopalniach najczęściej używają na podkłady połowice lub okrąglaki; te ostatnie ściosują z jednej lub z dwuch stron górnej i dolnej. Wybór materyału na podkłady zależy od chodnika, w jakim droga ma być ułożoną. Na pochylniach i w chodnikach pierwszorzędnych, w których przewożą się bardzo znaczne ilości urabianego minerału, na podkłady biorą zwykle okrąglaki obciosane z dwóch stron, nie mniej jak 20 ctm. grube. W chodnikach drugorzędnych podkłady robią z połowic, mających od 20 do 24 ctm. szerokości i od 10 do 12 ctm. wysokości. Nareszcie w chodnikach trzeciorzędnych na podkłady biorą kawałki starych stempli, wyjętych przy naprawie obudowy, lub też inne odpadki drzewa.

Długość podkładów powinna być taką, aby odległość od końca podkładu do pięty relsa wynosiła 12 do 14 ctm. Odległość między podkładami także zależy od ilości przewozu. W chodnikach głównych i na pochylniach, podkłady układają w odległości od 50 do 60 ctm., licząc od środka do środka podkładu, w chodnikach zaś drugorzędnych, gdzie ruch jest mniejszy, od 60 do 80 ctm. i nawet do 1 metra.

Oznaczyć czas, w ciągu którego świeżo ułożone podkłady zdatne są do użytku, bardzo trudno, bo to zależy od ilości przewozu, a przy danej ilości przewozu, od miejscowych warunków. Na pochylniach mokrych, po spodku których sączy się woda, w których przewóz nie odbywa się końmi i przez które przechodzi świeże powietrze, podkłady trwają 5 do 6-ciu lat i muszą być zmieniane tylko wskutek dziurawienia ich hakami, przy naprawach drogi. W pochylniach suchych butwieją już po 2-ch latach. W chodnikach wilgotnych dobrze przewietrzanych, w których przewóz odbywa się końmi, podkłady mogą służyć do 3-ch lat. W suchych, gdzie jest złe powietrze, zaledwie pół roku. Nareszcie w chodnikach źle przewietrzanych od 2 do 4 miesięcy.

Zamiast drewnianych, używają się także i żelazne podkłady, których dzisiaj jest już bardzo dużo systemów. O tych podkładach wspomniane będzie dalej, gdy poznamy różne typy używanych dzisiaj relsów.

Relsy. Najprostsze relsy są to sztaby żelaza płaskiego, mające w poprzecznem przecięciu kształt prostokąta. Na relsy takie używają żelaza mającego od 52 do 70 mm szerokości i od 13 do 15, a czasami i 18 mm. grubości, co zależy od ciężaru wózków, jakie mają być po relsach przewożone. Takie relsy umocowywują klinami w wycięciach zrobionych w podkładach, jak to wskazują figury 452 i 453. Wycięcia w podkładach powinny być tak zrobione, aby kliny mogły być zabite wewnątrz toru między relsami, to jest jak najdalej od końca podkładu, a nie na zewnętrznej stronie relsów, inaczej podkłady bardzoby się osłabiały. Wycięcie w podkładach jest 35 mm. głębokie. W ten sposób ułożone kolejki mają te zalety, że są tanie, układają się łatwo i prędko i z równą łatwością mogą być rozebrane i przeniesione w inne miejsce. Takie kolejki są do-

SS

'' - V- •"

Fig. 452.

Fig. 453.

godne w kopalniach rud z niewielką produkcyą; dla kopalni węgla z większą produkcyą już są nieodpowiednie, ponieważ koła wózków zużywają się na nich daleko prędzej, aniżeli na szerokich relsach.

W kopalniach z większą produkcyą szczególnie też w kopalniach węgla, dla podziemnych kolejek, używają relsów tego samego kształtu, co i relsy na wielkich kolejach żelaznych. Najczęściej uży-

Kl'>

MOTS

Fig. 456.

Fig. 454.

Fig. 455.

wane są relsy typu Vignol’a (fig. 454), które są przymocowane do podkładów specyalnymi hakami. W chodnikach drugo i trzeciorzędnych końce relsów tylko się z sobą stykają, na pochylniach zaś i w chodnikach głównych łączą się za pomocą nakładek czyli tak zwanych lasż i śrub (fig. 455 i 456). Styki relsów powinny przypadać nie na samym podkładzie, lecz w przerwie między podkładami, przyczem odległość między podkładami, podpierającemi końce stykających się relsów, powinna być mniejszą, aniżeli między podkładami pośredniemi. Jeżeli styki relsów przypadają na samym podkładzie, to przy wbijaniu haków, koniec relsa odgina się i skrzywia, a za nim idzie i hak. Odległość między końcami relsów powinna wynosić od 2 do 3 mm. Relsy wyrabiają dziś wyłącznie ze stali, wprawdzie stalowe relsy są droższe od żelaznych, ale o wiele trwalsze; zważywszy zaś, że relsy stalowe mogą być lżejsze, różnica w cenie metra bieżącego nie jest tak znaczną. Relsy stalowe oprócz tego, że są trwalsze, zużywają się daleko więcej równomiernie i nie łuszczą się, nareszcie wartość zużytych relsów stalowych jest o wiele większą od wartości starych relsów żelaznych.

U nas w zagłębiu Dąbrowskiem wyrabiają 6 typów relsów małego kalibru. Nr. 1—waga metra bieżącego 4V₂ kilogr. szerokość podstawy 38 milim., główki 20 mm., szyjki 5 mm., wysokość relsa 45 mm. Nr. 2—waga metra bieżącego 6 kilogr., szerokość podstawy 45 mm., główki 23, szyjki 6, wysokość relsu 52 mm. Nr 3— waga metra bieżącego 8 kilogr., szerokość podstawy 52 mm., główki 26 mm., szyjki 6l/₂ mm., wysokość relsu 64 mm. Nr. 4 — waga metra bieżącego 10 kilogr., szorokość podstawy 60 mm., główki 28 mm., szyjki 6y₂ mm., wysokość relsu 75 mm. Nr. 5—waga metra bieżącego 12 kilogr.; szerokość podstawy 70 mm., główki 36 mm , szyjki 77₂ mm., wysokość relsu 90 mm. Nr. 6—waga metra bieżące 204 kilogr., szerokość podstawy 824 mm., główki 44§ mm., szyjki 10 mm , wysokość relsu 95¹,/₄ mm.

W kopalniach używają przeważnie Nr. 3 i 4 rzadziej Nr. 2 i 5. Na pochylniach i w głównych chodnikach układają relsy Nr. 4, rzadziej Nr. 5, w chodnikach drugorzędnych Nr. 3 rzadziej Nr. 2. Relsy Nr. 6 używają się tylko dla kolei wązkotorow^ych, na których przewóz odbywa się lokomotywami. Długość relsów od 5 do 7 metrów.

Fig. 457.

Kopalniane relsy robią jeszcze z podwójną główką (fig. 457). Relsy te są bardzo dogodne wygitym względem, że lepiej i łatwiej się pod nają na krzywych; na drogach jednak prostolinijnych relsy z pojedynczą główką są lepsze, ponieważ relsy z dwoma główkami umo-cowywują się na podkładkach tylko klinami, które się często osłabiają, wskutek czego droga się rozluźnia.

Szerokość toru, to jest odległość między relsami na kolejkach w kopalniach zmienia się od 500 do 780 mm., zwykle wynosi około 600 mm. W wązkich i krzywych chodnikach szerokość toru zmniejszają do 420 mra., w Anglii zaś w niektórych kopalniach szerokość toru robią 1,20 metr. Na krzywych szerokość toru. kolejki powinna być o 5 i do 10 mm. większą. Wogóle można powiedzieć, że na torze szerokim wózek stoi daleko pewniej, ale przejazd przez krzywe jest bardzo trudny.

Promienie krzywych. Na kolejkach podziemnych krzywe o małych promieniach nadzwyczajnie utrudniają przewóz. Dawniej bardzo mało na to zwracano uwagi, robiąc krzywe o promieniu 2 metr. nawet i przy szerokości toru 0,80 metr. Dziś starają się, aby, przy szerokości toru 0,50 metr., jeżeli przewóz odbywa się ludźmi, nie było krzywych o promieniu mniejszym nad 2,50 metr., a jeżeli przewóz odbywa się końmi, to przy szerokości toru 0,50 metr., promień krzywej nie powinien być mniejszym nad 5 metr.

Układanie kolejki. Jeżeli droga ma być ułożoną na powierzchni ziemi, to przedewszystkiem należy wytknąć oś drogi. Oś drogi wytykają za pomocą kołków, które wbijają co 100 metr. jeżeli droga idzie w kierunku linii prostej, i co 25 metr. na zakrzywieniach. Grłówki wbitych kołków powinny jak najdokładniej wskazywać poziom górnej powierzchni relsów. Prócz tego wbijają jeszcze kołki cokolwiek wyższe w tych miejscach, gdzie się zaczynają i kończą łuki, a także gdzie się zaczynają i kończą odchylenia drogi od poziomu. W kopalniach gdzie spodek chodników jest twardy, kołków nie ma potrzeby wbijać, bo oś chodnika wskazuje kierunek kolejki, zniwelowawszy więc spodek chodnika i wyrównawszy go należycie, układają na nim podkłady. Przedewszystkiem układają podkłady pod końce relsów, podkłady te powinny być ułożone bardzo starannie i w ściśle oznaczonych miejscach, ich kładą cokolwiek wyżej aniżeli podkłady pośrednie. Następnie sprawdzają położenie rels za pomocą poziomnicy i podnosząc lub opuszczając jeden z podkładów, dają drodze taki spadek jaki mieć powinna. Podkłady pośrednie powinny być ułożone w równych odstępach, położenie ich sprawdzają za pomocą łaty, długość której równa się długości relsa i na której są oznaczone miejsca dla podkładów. Dlatego, aby szerokość toru wszędzie była jednakową, odległość między relsami ciągle sprawdzają za pomocą żelaznej linijki, przedstawionej na figurze -158. Jeżeli kolej układa się na powierzchni ziemi, odległość między końcami stykających się relsów regulują stosownie do pory roku i temperatury, w której droga się układa. Haki przed ich użyciem powinny być wysmarowane tłustością, toż samo i śruby do przymocowania łasz.

W chodnikach drugorzędnych podkłady układają wprost na spodku chodnika, a puste przestrzenie między niemi zasypują żużlem z pod kotłów. W chodnikach głównych i przecznicach, wzdłuż których idzie kanał odpływowy, podkłady jednym końcem układają na spodku, a drugim na legarze, czyli tak zwanym podciągu położonym wzdłuż kanału odpływowego (fig. 459). Przestrzeń między podkładami wypełniają szabrem i żużlem z pod kotłów. U nas w zagłębiu Dąbrowskiem puste przestrzenie między podkła-

Sr

Przewóz z chodników bocznych. Jeżeli

ta

;iâl

i\

TTTf

Osuszanie kopalni.

li 111

Q

Pompy odśrodkowe.

Oznaczenie ilości potrzebnego dla kopalni powietrza.

Opór właściwy każdej kopalni. Zrównania Nr. 5 li = zQ-,

Nowsze wentylatory o małych średnicach i z większą ilością

Y = (VY3l + VYa2)2 - (KÖ4356 + VO^mAf = 0,72657.

Przewietrzanie zapomocą powietrza zgęszczonego.

M/ (W / ) g rat

¹

Callon. Coui-s d’exploitation des mines. Paris 1874, t. 2, str. 74.

iJL

Eig. 458.

Sr

Eig. 459.

darni często wypełniają drzewem, jakie się otrzymuje ze starych stempli, wyjętych przy naprawach obudowy. Stemple albo układają jeden około drugiego w poprzek relsów i przysypują żużlem z pod kotłów, albo też, co jest daleko lepiej, piłują stemple na krótkie kawałki i układają je na sztorc, zupełnie tak samo jak bruk drewniany. Sposób ten jest droższy, ale daje doskonałe rezultaty. Za wyłożenie jednego bieżącego metra drogi leżącymi stemplami płaci się około 20 kop. Za wyłożenie zaś stemplami postawionymi na sztorc 40 kop. W jednym i drugim razie po wierzch drzewa nasypują warstwę żużla z pod kotłów, co okazało się bardzo pra-ktycznem, raz dlatego, że w chodnikach, w których przewóz odbywa się końmi, warstwa żużla zabezpiecza drzewo od uderzeń kopytami, a powtóre, że droga jest mniej śliską.

Na pochylniach podkłady układają na podłużnych legarach, tak zwanych ryglach, w których porobione są w pewnych ściśle oznaczonych odstępach wycięcia. W te wycięcia wpuszczają podkłady, a przestrzeń między podkładami wysypują drobnemi kamieniami i żużlem.

Jeżeli upad pokładu często się zmienia, rygli na pochylni położyć nie można, w takim więc razie podkłady zapuszczają w gniazda wyżłobione w bokach pochylni. Ten jednak sposób jest droższy i gorszy, bo przy wykolejaniu się wózków podkłady często zostają wybite z gniazd.

W chodnikach, w których spodek jest słaby, podkłady należy nkładać nawarstwię balastu. Jako balast w chodnikach wilgotnych bardzo jest dobry żużel z pod kotłów, a także żużel z wielkich pieców. W suchych chodnikach jako balast można używać glinę. W bardzo suchych chodnikach drogę należy polewać.

W chodnikach idących w kierunku rozciągłości pokładu nader często wypada drogę prowadzić po linii krzywej; w tych razach należy zwracać baczną uwagę na to, aby relsy były prawidłowo wygięte, szczególnie należy uważać na połączenie relsów na stykach, jak najstaranniej unikając wszelkiego rodzaju załamań, które byłyby potem przyczyną ciągłego wykolejania się wózków. Na lukach, jak wyżej powiedziano, szerokość toru powinna być o 5 do 10 mm. większą.

W kopalniach węgla w zagłębiu Dąbrowskiem koszty ułożenia jednego metra bieżącego kolejki podziemnej są mniej więcej następujące:

a) w chodnikach głównych, z relsów laszowanych, metr bieżący których waży 10 kilogr.:

240 kop. 108 „

relsy.............

podkłady............

lasze .............

śruby do łasz..........

OT to

haki średnie...........

koszt ułożenia z dostawą materyałów .

433 kop.

b) w chodnikach drugorzędnych relsów, metr bieżący których waży 8 kilogr. bez łasz.:

192 kop. 10 „

relsy..........

podkłady ze starego drzewa .    .

8 „ 25 „

haki małe.    ........

koszt ułożenia.......

235 kop.

Wyżej powiedzieliśmy, że zamiast drewnianych, używane są także podkłady żelazne. Figura 460 przedstawia podkład żelazny systemu Legrand’a. Relsy w takich podkładach umocowują drewnianeni klinami.

Figury 461 i 462 przedstawiają podkłady systemu Matieu. W podkładzie jest zrobione wycięcie, w kształcie jaskółczego ogona, w które wstawia się rels i wpędza klin a. Podkłady te są lepsze od podkładów Lengrand’a, bo są dosyć wysokie, tak, że między nimi można nasypać grubą warstwę balastu. Relsy układają się w nich prędko i łatwo, a same podkłady leżą na ziemi twardo.

Fig. 461.

Fig. 460.

Nareszcie są jeszcze podkłady mające kształt _Q_, do których relsy przymocowują się z jednej strony śrubami, a z drugiej są podtrzymywane przez wystającą część podkładu (fig. 463 i 464).

fW

ULiiL-L- y

■r

.1

'    ¹    ~i

Fig. 463.

Fig. 462.

Krzyżowanie się dróg, rozjazdy. Jeżeli dwie drogi spotykają się z sobą, w takim razie mogą być 2 wypadki: jedna droga przecina drugą, ale się z nią nie łączy, tak, że wózki z jednej drogi nie potrzebują przechodzić na drugą, albo też dwie drogi krzyżujące .się łączą się z sobą, tak, że wózki z jednej drogi muszą przechodzić

fm

>f

Fig. 464.

Fig. 465.

na drugą i odwrotnie. W pierwszym wypadku rozjazd urządzają w ten sposób, że w kątach czworokąta, powstałego z przecięcia się dwóch dróg, przecinające się z sobą relsy lutują pod takim kątem, pod jakim się one przecinają (fig. 465), a między tymi kątami wsta-

wiają krótkie kawałki relsów a, takiej długości, aby między zlutowanymi relsami i wstawionym kawałkiem pozostała się przerwa, dostatecznie szeroka dla przejścia obrzeża koła. Podobne jednak urządzenie działa dobrze tylko wtedy, jeżeli kąt, pod którym się drogi przecinają, jest zbliżonym do prostego. Jeżeli zaś drogi przecinają się pod kątem ostrym, w takim razie wózki łatwo się mogą wykolejać, ponieważ obrzeże przedniego lewego koła, gdy wózek idzie w kierunku od A do B (fig. 465), zamiast w przerwę s, łatwo

Fig. 466.

może trafić w przerwę?’. Ażeby tego uniknąć, gdy drogi przecinają się pod bardzo ostrym kątem, układają przeciw-relsy (fig. 466). W każdym jednak razie podobne urządzenie nawet i z przeciw-relsami nie zupełnie zabezpiecza wózki od wykolejania się, dlatego też krzyżowania dróg pod bardzo ostremi kątami należy unikać.

i/i

71

Fig. 467.

W drugim wypadku, gdy droga A, spotkawszy drogę B (fig. 467), łączy się z nią, tak, że obie drogi mają dalej tworzyć tylko jedną, wspólną, drogę Ć, z której można byłoby puszczać wózki tak dobrze na drogę A, jak i na drogę B, urządzają tak zwaną zwrotnicę, co się uskutecznia następującym sposobem. Krzyżujące się w punkcie O (fig 467) relsy przecinają i końce odciętych dwóch relsów, lutują, robiąc tak zwaną krzyżownicę, a drugie dwa końce odginają (fig. 468). Następnie w punktach m n (fig. 467) końce relsów ścinają ukośnie, aby dobrze przystawały do relsów drogi C i tak dopasowane kawałki relsów, czyli tak zwane igły zwrotnicze, osadzają na pionowych osiach, aby stosownie do potrzeby mogły być przysuwane lub odsuwane od relsów głównych (fig. 469). Tak

__jS

r/

"i

Im

fF

Eig. 469.

Eig. 468.

np. jeżeli wózek przechodzi z drogi C na drogę A (fig. 469), w takim razie igła a musi być odsuniętą a igła b przysuniętą do relsa głównego, jak wskazuje figura. Dla dogodności igły a b łączą z sobą za pomocą pręta żelaznego, aby mogły być przesuwane jedno-

Eig. 470.

cześnie. Zamiast dwóch igieł ruchomych można urządzić zwrotnicę tylko z jedną igłą ruchomą (fig. 470), lub też wcale nie robić igieł, a tylko przestrzeń między relsami wysłać płytami z żelaza lanego lub żelaza zlewnego (fig. 471).

Figura 472 przedstawia zwrotnicę, w której igły a b przytwierdzone są nieruchomo. Przybliżając się do tego rodzaju zwrotnicy od strony P, wozak, zależnie od tego czy clice skierować wózek na tor ß, lub tor S, naciska go w stronę prawego lub le

wego relsa.

W punkcie gdzie się łączą z sobą trzy tory kolei urządzają zwrotnicę przedstawioną na figarze 473.

CL

Fig. 471.

Fig. 472.

Aby zwrotnica dobrze działała, punkt, w którym się relsy krzyżują a także i kąt pod jakim się krzyżują, muszą być dokładnie oznaczone, co uskutecznia się następującym sposobem: Jeżeli dro

it

JQ1

s 111    1

TT

ii

i,

nr

Fig. 473.

ga M (fig. 474) ma połączyć się z drogą N i utworzyć wspólną drogę P, w takim razie mając daną długość promienia krzywej wewnętrznego relsu na drodze N i odległość między relsami, to jest szerokość toru drogi A, kreślą kwadrat A B C D, bok którego jest

równym długości promienia krzywej. Położenie punktu O przecięcia się relsów oznaczają z trójkąta A O D, w którym O D = VÄ0² — AD²~

Jeżeli promień krzywej, to jest A D, równa się 5,70 metr., a szerokość toru 0,60 metr., to jest A O — 5,70 -f 0,60, to

O D = V (6,30)² — (5,70)² = 2,683 metr.

= 2,1244

stycz a =

5,70 2,683

a = 64° 47' 28" dopeł. a = 25° 12' 32".

->

5m₁₀

4cp

Fig. 474.

Pomosty zwrotnicze. W miejscach gdzie się krzyżuje kilka dróg, jak np. na przecięciu się chodników poprzecznych z podłużnymi i podłużnych z pochylniami, a także na podszybiach i wo-góle tam, gdzie ruch jest wielki i drogi krzyżują się w różnych kierunkach, układają pomosty z płyt zwrotniczych Płyty zwrotnicze mogą być z żelaza lanego i wtedy odlewają je z krawędziami, wy-stającemi po nad powierzchnię płyty, które służą do nadania kierunku kołom wózka (fig. 475 i 476). Grubość takich płyt, jeżeli -pod całą płytą jest dobry fundament cementowy, wynosi od 18 do 20 mm , jeżeli fundament jest słabszy, to od 25 do 30 mm.

Często płyty robią z grubej blachy żelaznej lub stalowej, żelazne jednak płyty są mniej dogodne, bo się prędko ścierają i robią się

ITf~^

Fig. 475.

Wr

r --------|~i

Fig. 476.

gładkie. Płyty zwrotnicze powinny być chropowate, a jeżeli po nich mają chodzić konie, to nawet prążkowane.

O-

NI

Każdy wózek składa się z trzech głównych części: kół, osi

i skrzynki.

Koła. Koła wprzód wyrabiali z żelaza lanego, a dla zmniejszenia ich wagi. odlewali je często ze szprychami z żelaza kutego, dziś przeważnie używają kół stalowych, są one droższe, ale lepsze i lżejsze.

Obwód koła powinien być zlekka stożkowy i mieć wystające obrzeże (fig. 477). Średnica koła zmienia się od 26 do 40 ctm , u nas w zagłębiu Dąbrowskiem najczęściej używają koła, średnica obwodu których ma 339 milim., a średnica obrzeża 382 milim. Wózki z kołami o zbyt małej średnicy są niedogodne, ponieważ dla ich Fig. 447. przewozu potrzebna jest większa siła, a prócz tego oś znajduje się zbyt blizko spodka chodnika, wskutek czego kurz i błoto łatwo dostają się do wnętrza piasty, przez co tarcie koła o oś bardzo się zwiększa. Nareszcie tam, gdzie wózki ciągną konie, im średnica koła jest mniejszą, tern hak, za pomocą którego koń przyprzęga się do wózka, jest przyczepiony niżej, wskutek czego

Górnictwo. T. II.

koń unosi wózek do góry, a to powoduje częste wykolejanie się wózków.

Szerokość obwodu koła razem z obrzeżem robią 111 mm. a grubość wystającego obrzeża około 15 mm. Koła powinny być osadzone na osi w takiej od siebie odległości, aby, gdy wózek stoi na relsacb, między obrzeżem koła a relsem pozostawało, z każdej strony koła, 5 mm. pustej przestrzeni.

Osie. Osie mogą być żelazne lub stalowe; przytwierdzone stale do wózka, albo też ruchome. Osie przytwierdzone stale są kwadratowe 4X4 ctm., umocowują się pod skrzynką nieruchomo, a koło obraca się na osi. Końce tego rodzaju osi robią zawsze ze stali i obtaczają w ten sposób, aby miały formę cokolwiek stożkową. Średnica końca osi 35 mm. Osie ruchome są okrągłe, od 4 do 5 ctm. w średnicy, koła przytwierdzają się na nich nieruchomo, a oś obraca się w rurze, przytwierdzonej pod skrzynką.

Koła ruchome osadzone na osiach nieruchomych są wogóle tańsze, a prócz tego, ponieważ każde z dwóch kół osadzonych na osi, ma ruch niezależny, więc przejazd wózka przez krzywe jest łatwiejszy. Niedogodność jednak tych kół pochodzi stąd, że po pewnym czasie, gdy wskutek zużycia osi i piasty, szpara między osią i wewnętrzną powierzchnią koła zrobi się cokolwiek większą, koło, przy toczeniu się wózka, zaczyna się chwiać na osi, wychodzi z płaszczyzny pionowej, w jakiej ciągle znajdować się powinno i wózek łatwo się wykoleja. Jeżeli zaś koła*są umocowane na osiach nieruchomo, w takim razie obydwa koła i oś tworzą jedną całość, jakby były wycięte z jednego i tego samego walca, położenie więc takich kół na osiach będzie zawsze jednakowe i zawsze pionowe, bez względu na to czy oś i piasta, w której się obraca, będzie mniej lub więcej zużytą. Wózek toczący się na takich kołach, stoi na relsach pewniej i bardzo rzadko się wykoleja. Wszystko to jednak ma miejsce tylko w takim razie, jeżeli wózek toczy się w kierunku linii prostej, na krzywych zaś koła te są bardzo niedogodne. Wogóle można powiedzieć, że jeżeli droga, po której odbywa się przewóz, idzie w kierunku linii prostej, jest dobrze utrzymaną i przewóz odbywa się na znaczne odległości, wtedy należy oddać pierwszeństwo osiom ruchomym z kołami osadzonemi na nich nieruchomo. Jeżeli zaś drogi często się zakrzywiają, są źle utrzymane, odległość przewozu jest nieznaczną i z wózkami potrzeba robić dużo manewrów na pomostach zwrotniczych, w takim razie lepiej używać koła ruchome, osadzone na osiach przymocowanych nieruchomo.

Smarowanie kół i osi. Im lepiej koła są nasmarowane, tem wózek lżej idzie po relsach i tern mniejszej potrzeba siły do poruszenia go z miejsca, na dobre więc smarowanie wózków powinna być zwrócona szczególniejsza uwaga. Wózki mające osie nieruchome a koła ruchome, zwykle smarują ręcznie. Wózek przewracają i jeżeli smar jest gęsty, koło zdejmują i oś smarują pędzlem, jeżeli zaś jako smar używa się olej, w takim razie koła nie zdejmują, a tylko olej nalewają w szparę między osią i piastą koła, przyczem koło szybko obracają. Przy pierwszym sposobie smaru wychodzi mniej, ale smarowanie zajmuje dużo czasu. Próbowali

Fig. 479.

Fig. 478.

gUj!»

także wewnątrz piasty urządzać puszkę ze smarem (fig. 478), tak aby smarowanie odbywało się automatycznie, ale nie otrzymano dobrych rezultatów, ponieważ takie koła kosztują drogo i są bardzo ciężkie.

Fig. 480.

Smarowanie osi ruchomych odbywa się zawsze automatycznie, do czego służą puszki Evrard¹ a, najczęściej u nas w zagłębiu Dąbrowskiem używane (fig. 479 i 480). Oś obraca się w mufie z lanego żelaza, napełnionej smarem. Smar używa się gęsty i wprowadza się do mufy za pomocą szprycy, przez otwór zrobiony w boku mufy (fig. 480), który się zatyka śrubą. Na jedno nasmarowanie obudwóch osi wychodzi około jednego funta smaru, wózek smaruje się mniej więcej co 2 tygodnie. W tych kopalniach, w któ-

rych wózki często bywają, wywracane na bok, jak to ma miejsce przy robotach z podsadzką, smarowanie odbywa się częściej, co 10 a nawet i co 8 dni, bo przy wywracaniu wózka zawsze się część smaru wylewa. "W chodnikach gdzie jest bardzo mokro, smar wypłukuje się wodą.

Skrzynki. Skrzynki do wózków robią drewniane, żelazne i stalowe. Drewniane skrzynki robią zwykle dla wózków, pojemność których nie przewyższa pięciu korcy; przy większej pojemności oddają pierwszeństwo żelaznym. Skrzynki drewniane najczęściej robią czworograniaste, w poprzecznem przecięciu prostokątne. Taką formę mają skrzynki wózków używanych w naszych kopalniach węgla w zagłębiu Dąbrowskiem. Przygotowują je z desek 35 mm. grubych, a na dno, które od uderzeń przy ładowaniu węgla bardziej się psuje, biorą deski od 40 do 44 mm. grube. Zwykłe wymiary skrzynki (fig. 481 i 482) : długość 1,20 metr., szerokość 0,80 m., głębokość 0,60 m. Skrzynkę okuwają pasami

Wfl

lg.....

c ii!

ii-iii......

sWj

WÊi

j gl_ ^    ___________iJ... __

Fig. 482.

Fig. 481.

żelaznymi. Na wierzchy skrzynki na okucie biorą pasy 32 mm. szerokie i 3 mm. grabe, na boki pasj^ 45 mm. szerokie i 6 mm. grube, na rogach i wewnątrz 50 mm. szerokie i 7 mm. grube. Skrzynka wmieszcza około 5 centnarów metrycznych (500 kilogr.) węgla; długość i szerokość skrzynek w różnych kopalniach, zależnie od miejscowych warunków, bywa rozmaitą, pojemność ich jednak mniej więcej jest jedna i taż sama.

ma

Skrzynka przytwierdza się do platformy na kółkach, sama zaś platforma składa się z 2-ch podłużnych belek a a (fig. 482) 13x20 ctm., do których są przymocowane osie, połączone trze-poprzecznemi b b 10x10 ctm. Na platformie pod skrzynką przytwierdza się pas żelazny c, zakończony dwoma uchami, służą-

Podłużne belki a zawsze powinny

cemi do zczepiania wózków być dłuższe od skrzynki i wystawać z każdej strony wózka przynaj -mniej na kilka centymetrów, aby przy spotkaniu się wózków uderzenia otrzymywały belki, a nie skrzynki, któreby się od tego bar

dzo prędko niszczyły. Skrzynka powinna być szerszą od platformy, na której jest przymocowaną, aby całkowicie przykrywała koła i osie. Jest to niezbędnem dlatego, aby zaoszczędzić, od uderzeń, koła i osie, którycli cena jest znacznie wyższą od skrzynki.

Wszystkie mutry i główki śrub, któremi jest przymocowane okucie, powinny się znajdować na zewnątrz skrzynki, w przeciwnym razie wózki bardzo prędko się zanieczyszczają wilgotnym miałem przewożonego minerału. Na to należy zwracać szczególną uwagę tam, gdzie jedne i też same wózki służą do przewożenia urabianego minerału i skał płonnych, jak np. w kopalniach węgla, w których do odbudowy zastosowany jest system robót z podsadzką.

W wózkach służących do przewozu rud jeden z krótszych boków skrzynki zwykle umocowują na zawiasach, tak, że po odsunięciu zasuwy może być otwierany. Wyładowanie takich wózków odbywa się prędko i tanio, są one jednak pod tym względem niedogodne, że otwierający się bok nigdy się dobrze nie zamyka, wskutek czego, podczas przewozu, część minerału się wysypuje i bezpowrotnie traci, a prócz tego i droga bardzo się zanieczyszcza. Nareszcie i same wózki są mniej trwałe.

tli

%m.

-j

W niektórych kopalniach we Francyi i Belgii skrzynki osadzają nie na platformie, lecz na osiach, między kołami, sama zaś skrzynka ku górze się rozszerza (fig. 483).

Eig. 483.

Pojemność takich wózków może być większą, bo wygrywa się przestrzeń między kołami, a prócz tego, ponieważ przy tego rodzaju wózkach, można zwiększyć średnicę kół, a przez to ułatwić pracę wozaka, wymiary więc skrzynki mogą być większe. Z drugiej jednak strony tego rodzaju skrzynki, przy spotykaniu się wózków, są narażone na ciągłe uderzenia, muszą więc być zrobione z desek grubszych i cięższych, okucie musi

Być także grubsze i cięższe, materyału wychodzi więcej i wogóle cała budowa jest droższą.

Skrzynia żelazne wyrabiają z blachy żelaznej od 3 do 4 milim. grubej, dno jednak prawie zawsze dają drewniane, ponieważ żelazne, od uderzeń przy ładowaniu wózka, bardzo się prędko zużywa. Na górnej krawędzi skrzynki zwykle robią opaskę z żelaza grubego.

Najczęściej wózkom żela-f znym dają kształt przedstawiony na figurze 484.

mm

fSD

'S

Fig. 484.

Wózki żelazne są lżejsze od drewnianych, co ma M szczególnie ważne znaczenie w kopalniach bardzo wilgotnych, w których skrzynki drewniane nasiąkają wo-I dą i robią się bardzo ciężkie. Co się zaś tyczy ich trwałości, to w praktyce okazało się, że wózki żelazne wtedy tylko dłużej służą od drewnianych, jeżeli są zabezpieczone od uderzeń, bo blacha żelazna, będąc często uderzaną, prędzej i łatwiej się uszkadza aniżeli deska. Z tego powodu tam, gdzie urabiany minerał musi być opuszczanym po pochylniach, na których wózki najbardziej się psują, wózki żelazne przedstawione na fig. 484 mało się nadają. W podobnym wypadku skrzynka żelazna musi być tak samo jak i w wózkach drewnianych, osadzona na belkaclł/'końce których wystają po za krótkie boki skrzynki, h    ttixh,

Naprawa wózków żelaznych jest daleko trudniejszą i kosztowniejszą aniżeli drewnianych, zastosowanie więc ich może mieć miejsce tylko tam, gdzie obok kopalni znajdują się warsztaty, które je prędko i tanio naprawiają. Prócz tego w kopalniach mających wody kwaśne, a szczególnie też w kopalniach gdzie woda zawiera w roztworze sól kuchenną, wózki żelazne zużywają się już po upły: wie 3 do 5 lat. W tych miejscach, dla zabezpieczenia ich od gryzącego działania wody kwaśnej lub słonej, całą skrzynię wewnątrz i na zewnątrz smarują smołą z węgla kamiennego, do której dodają trochę asfaltu. Dlatego zaś, aby smoła lepiej przystawała, wózek przed nasmarowaniem zlekka nagrzewają nad palącemi się wiórami.

Oprócz w}⁷żej opisanych wozów, często się jeszcze używają wozy specyalnej budowy, do których należą wozy wywrotne, czyli

‘23

koleby i platformy do przewożenia drzewa. Koleba jest w ten sposób zbudowaną, że skrzynka jej może się obracać około poziomego czopa bez podnoszenia kół i tym sposobem wyładowanie wózka

I7ł    -

ibL

i.

/jj

mi

Ł --

fi ■

Fig. 484.

Fig. 485.

odbywa się łatwo i prędko (fig. 484 i 485). Fig. 486 przedstawia wóz wywrotny, używany do przewozu rudy i koksu przy wielkich piecach. Fig. 487 przedstawia platformę do przewozu drzewa.

■Â

Fig. 486.

Fig. 487.

Ogólne uwagi o budowie i wymiarach, wózków. Kształt wózków zależą od wymiarów chodników, av których się

i wymiary

przewóz odbywa i od ciężaru właściwego minerału, jaki się w wózkach przewozi. Oczywiście, że przy danej wadze minerału, jakim wózek ma być naładowany, pojemność wózka dla węgla brunatnego lub kamiennego musi być większą, aniżeli pojemność wózka

przeznaczonego do przewożenia rudy. Jak również przy jednakowej wadze ładunku, wózek musi być tem dłuższy i węższy, im wysokość i szerokość chodnika, w którym się przewóz odbywa, są

mniejsze.

Projektując wózki, należy mieć na uwadze nietylko siłę, jaka jest potrzebną do poruszenia danego wózka z miejsca, ale także i siłę potrzebną do podniesienia wózka i postawienia go na relsy, w razie jeżeli się on wykolei.

W wielu kopalniach przewóz odbywa się tylko ludźmi, a tam gdzie się odbywa końmi także nie może się nigdy obejść bez pomocy robotnika. Jako więc zasadę należy przyjąć, aby wózków nigdy nie naładowywać większym ciężarem aniżeli ten, jaki jeden robotnik może bez zbyt wielkiego wysiłku z miejsca poruszyć. Opierając się na tem, częściej oddają pierwszeństwo wózkom małej objętości, w których waga przewożonego minerału nie przewyższa 500 kilogr. Takie wózki mogą być używane na chodnikach ciasnych i wązkich, a nawet mogą dochodzić do samych przodków, wskutek czego unika się przeładowania, co jest niezmiernie ważnem w kopalniach węgla. Dlatego zaś, aby ułatwić postawienie na relsy wykolejonego wózka, osie umieszczają o ile można jak najbliżej środka skrzynki, w ten sposób, aby odległość między niemi była nie wiele większą od średnicy koła danego wózka. Wózki większe i cięższe mogą być używane tylko w tych kopalniach, w których drogi są bardzo dobre i bardzo dobrze utrzymane, a to nie zawsze się zdarza.

Stosunek ciężaru pożytecznego do ciężaru martwego wózka zmienia się, w zależności od ciężaru właściwego przewożonego minerału, a przy danym minerale i od warunków w jakich się przewóz odbywa. W kopalniach węgla stosunek ten wyraża się mniej więcej następuj ącemi cyframi: Oznaczywszy przez P = ciężar skrzynki, p — ciężar platformy z kołami,

P, = ciężar pożyteczny, to P p = ciężar wózka próżnego,

P + p + Px — ciężar wózka naładowanego,

P + p = 0,50 Px p = 0,25 {P + p) - 0,125 P,

P = 0,575 Py P + p + Pi = 1,50 Pv

Wózki najbardziej się psują na pochylniach, bo przy manę-

wrach na pomostach zwrotniczych są narażone na ciągłe wstrząśnie-nia i uderzenia, powodujące częste wykolejanie się, a prócz tego podczas samego opuszczania wózka na pochylni, jeden z jego wąz-kich boków, wskutek nachylenia wozu, musi wytrzymywać ciężar znacznie większy, aniżeli bok drugi. Tam więc gdzie wózki często są opuszczane po pochylniach, budowa ich musi być mocniejszą i trwalszą, a co za tern idzie ich ciężar martwy musi być większy. Zmniejszając zaś ich ciężar martwy, zwiększymy koszty naprawy.

wa

Wogóle dobry wózek powinien odpowiadać następującym

runkom:

1)    przy dostatecznej trwałości powinien być jak najlżejszym;

2)    ciężar martwy i kształt wózka powinny być takie, aby w razie wykolejenia wózek naładowany mógł być łatwo postawiony na relsy;

3)    powinien przedstawiać jak najmniejsze tarcie, co się osiąga robiąc średnicę osi jak najmniejszą, a średnicę koła jak największą;

4) nie powinien być zbyt wysokim, aby robotnik mógł go bez trudności naładowywać i nie zbyt nizkim, aby robotnik, popychając go, nie potrzebował się zbytecznie nachylać. Najodpowiedniejsza wysokość jest 80 ctm.

Spadek drogi żelaznej. Jeżeli relsy są ułożone poziomo, droga utrzymana w zupełnym porządku i wózek dobrze nasmarowany, to siła potrzebna do poruszenia wózka z miejsca i toczenia po relsach wynosi zaledwie jedną setną wagi toczącego się wózka. Najmniejsze jednak odchylenie relsów od poziomu, zupełnie zmienia warunki przewozu, robiąc go bez porównania trudniejszym, jeżeli droga się wznosi i znacznie łatwiejszym, jeżeli droga się zniża. Nareszcie przy pewnym spadku drogi, wózek może się toczyć po relsach sam przez się, bez pomocy wozaka.

Spadek, przy którym wózek, będąc poruszanym z miejsca, może się toczyć dalej sam przez się, nazywa się spadkiem równowagi. Spadek ten jest mniejszym dla wózków napełnionych aniżeli dla wózków pustych, on musi być większym na krzywych i tem większym im promień krzywej jest mniejszym. W średnim można przyjąć, że spadek równowagi = 0,01, to jest jeden centymetr na metr bieżący. Przy takim spadku wózek naładowany, będąc poruszonym z miejsca, toczy się dalej sam przez się i wozak, popychając go, nie potrzebuje przezwyciężać żadnego oporu, lecz tenże wozak

2G

musi wykonywać pewną robotę, gdy wraca, po tej samej drodze, z pustym wózkiem.

Spadek przy którym wozak musi pracować z jednakowem natężeniem, popychając wózek napełniony w kierunku spadku, jak również i popychając wózek pusty w kierunku odwrotnym, to jest w kierunku wzniesienia drogi, nazywa się spadkiem jednakowego oporu. Taki spadek dają najczęściej w kopalniach na dobrze urządzonych kolejkach. Wielkość tego spadku zależy od mniej lub więcej dobrego urządzenia drogi, od mniej lub więcej dobrego smarowania wózków i nareszcie od stosunku średnicy osi do średnicy obwodu koła. Jeżeli przez d oznaczymy średnicę osi, a przez D średnicę obwodu koła, to im ułamek jest mniejszy, tern wózek łatwiej się toczy po relsach. Wogóle można przyjąć, że spadek jednakowego oporu wynosi od 4 do 6 na 1000, to jest średnio = = 0,005.

Jakikolwiek spadek byłby przyjętym na danej kopalni, potrzeba zwracać pilną uwagę na to, aby on był jednostajnym na całej długości drogi, inaczej przewóz robi się bardzo uciążliwym.

W kopalniach węgla, w których odbudowa pokładów prowadzi się z podsadzką, kolejki, po których w jedną stronę przewozi się węgiel, a w drugą podsadzka, powinny być ułożone zupełnie poziomo, bez żadnego spadku.

Przejazd przez krzywe. Przy toczeniu się wmzka po relsach bieg jego będzie tylko w takim razie prawidłowym, jeżeli osie wózka są prostopadłe do relsów.

Jeżeli relsy są ułożone w kierunku linii prostej, osie mają położenie prawidłowe, lecz jak tylko wózek wejdzie na krzywą, osie natychmiast przyjmują położenie nieprawidłowe, bo przestają być prostopadłe do relsów. Dlatego aby na krzywej oś była prostopadłą do relsów, musiałaby przyjąć kierunek promienia krzywej, co jest niemożebnem, ponieważ osie są do siebie równoległe. Z drugiej strony jeżeli oś wózka nie jest prostopadłą do relsów, płaszczyzny kół wózka tworzą z relsami pewien kąt i obrzeża kół przyjmują położenie cięciwy łuku a b (fig. 488), wskutek czego tarcie obrzeża o rels znacznie się zwiększa i koło daleko więcej się zużywa. Szczególnie tarcie się zwiększa w punktach a i d, w których obrzeże stara się przeskoczyć przez rels. Niezależnie od tego tarcie obrzeża o rels zwiększa się jeszcze i wskutek siły odśrodkowej, pod

działaniem której wózek zostaje odepchniętym w stronę relsa zewnętrznego, tak że obrzeże przyciska się do relsa. Działanie zaś siły odśrodkowej tem jest większe, im promień krzywej mniejszy i prędkość ruchu większa, tak że przy większej prędkości, wózek może się nawet wykoleić.

Fig. 488.

Nareszcie, ponieważ rels zewnętrzny jest dłuższy aniżeli wewnętrzny, więc koło toczące się po nim musi w jednym i tym samym czasie przejść drogę dłuższą, aniżeli koło toczące się po relsie wewnętrznym, to jest musi w jednym i tym samym czasie zrobić większą liczbę obrotów około osi. W tych więc wózkach, w których osie są ruchome, a koła osadzone na nich nieruchomo, gdy wózek przechodzi przez krzywą, koła przestają się obracać i tylko ślizgają się po relsach, wskutek czego tarcie obwodu koła o relsy znacznie się zwiększa i przewóz staje się daleko trudniejszym.

iy

(R

Oznaczywszy kąt w środku krzywej przez a (fig. 489), średni promień krzywej przez R i odległość między relsami prżez 2 ?; długość drogi jaką koło przechodzi po relsie zewnętrznym wyrazi się przez (ß -f I) a, długość zaś drogi, jaką koło przechodzi po relsie wewnętrznym l) a, różnica zaś długości tych dróg (R + l) a — (R — l) a — 2 l a.

Skąd wypada, że przy danym kącie a różnica długości drogi będzie tem większą, im większą jest odległość między relsami.

Fig. 489.

Wszystkie te niedogodności mogą być w znacznej części usunięte następującym sposobem:

1.    Im osie wózka leżą bliżej siebie, tem położenie ich będzie bardziej zbliżonem do kierunku promienia krzywej, przez którą przechodzi wózek. Należy więc osie umocowywać jak najbliżej siebie, tak aby odległość między niemi była nie wiele co większą od średnicy koła wózka.

2.    Podnosząc cokolwiek zewnętrzny rels, przeszkadzanry wykolejeniu się wózka zależącemu od działania siły odśrodkowej, ponieważ wózek, przechodząc przez krzywą, nachyli się w stronę relsa wewnętrznego. Wysokość na jaką należy podnosić zewnętrzny rels, zależy od prędkości rncliu wózka, ponieważ zaś w kopalniach prędkość ruchu jest wogóle nieznaczną, zewnętrznego więc relsa zwykle nie podnoszą. Tam jednak gdzie jest przewóz maszynowy, zewnętrzny rels podnoszą na 2 do 3 ctm. wyżej.

3. Nareszcie niedogodności wypływające z różnicy długości, jaką musi przejść koło toczące się po relsie zewnętrznym i wewnętrznym zmniejszają.

a) Robiąc szerokość toru kolei jak najmniejszą, chociaż z drugiej strony odległość między relsami nie może być mniejszą nad 45 ctm., ponieważ wózki musiałyby być bardzo wązkie i bardzo długie, a więc przy osiach osadzonych blizko siebie bardzo wywrotne.

b)    Na każdej z dwóch osi osadza się jedno koło nieruchomo a drugie ruchomo, tak że każde ma ruch niezależny, a więc każde może zrobić inną ilość obrotów.

c)    Robiąc obwód koła cokolwiek stożkowy. Jak wyżej wspomnieliśmy, wskutek działania siły odśrodkowej, wózek stara się

zbliżyć do relsa zewnętrznego (fig. 490); je-\\ żeli więc obwód koła będzie miał formę stoż-I    11    ka, to w miarę tego jak wózek będzie się

p|    In    zbliżał do relsa zewnętrznego, średnica toczą

II

Fig. 490.

cego się po tym relsie koła będzie się zwiększać, a jednocześnie średnica koła toczącego się po relsie wewnętrznym będzie się zmniejszać. Tym więc sposobem, nawet i przy jednakowej ilości obrotów, jakie te koła zrobią, droga przebyta przez koło zewnętrzne będzie dłuższą od drogi przebytej przez koło wewnętrzne. Wózki z kołami stożkowemi rzadziej się wykolejają i na drogach prostolinijnych, bo jeżeliby wskutek jakiejkolwiek przyczyny, wózek zanadto by się zbliżył, np. do lewego relsa, promień lewego koła za-razby się zwiększył, a promień prawego koła zmniejszył, lewe koło musiałoby wtedy przechodzić drogę dłuższą, a ponieważ, będąc osadzone na osi nieruchomo, ono nie ma ruchu niezależnego, wózek więc sam przez się musiałby się przesunąć na środek drogi.

Przy kołach stożkowych relsy muszą być umocowane w ten sposób, aby główka była nachylona ku środkowi drogi tak, aby obwód koła przylegał do niej całą swoją powierzchnią.

Motory używane do przewozu. Przewóz ludźmi. Przewóz ludźmi odbywa się zwykle tylko w nizkicli chodnikach i na małe odległości. Skuteczność pracy wrozaka, to jest ilość centnarów metrycznych minerału, jaką on może przewieźć w ciągu dniówki, na daną odległość, na różnych kopalniach, a nawet w jednej i tej samej kopalni, bywa bardzo rozmaitą. Zmienia się ona, w dosyć szerokich granicach, zależnie od odległości, na jaką wozak dany minerał przewozi, zależnie od stanu, w jakim się droga i wózki znajdują, od profilu drogi, nareszcie od wymiarów i formy poprzecznego przecięcia chodnika, temperatury powietrza w danym chodniku i mniej lub więcej dobrej wentylacyi chodnika.

Jako bardzo zadawalniający rezultat należy uważać 50 centnarów metrycznych przewiezionych przez wozaka na odległość 1-go kilometra. U nas w kopalniach węgla w Dąbrowie jeżeli praca wozaka dochodzi do 4 ton-kilometrów, uważa się za bardzo dobrą. Dla naładowania wózka węgla o pojemności 5 centnarów metrycznych, potrzeba około 15 minut, a na wypróżnienie 3 minuty.

Na skuteczność pracy wozaka ma jeszcze znaczny wpływ i sposób, w jaki się używa jego siłę. Przedewszystkiem, aby otrzymać maximum skuteczności pracy, nie należy nigdy zmuszać robotnika wytężać swe siły aż do wyczerpania. Skąd wypada, że długość przewozu nie powinna być nigdy zbyt wielką. Jeżeli więc odległość, na którą odbywa się przewóz, jest znaczną, należy drogę rozdzielić na kilka równych części i w końcu każdej urządzić stacyę, tak aby wozak pchał pełny wóz tylko jedną część drogi, a przyszedłszy do stacyi, mógł oddać swrój wóz innemu i wrócić z próżnym. Na Szląsku dla ładowaczy oznaczoną jest odległość 77 metrów, dla wozaków 165 metr., a dla koni 455 metr.

Przy przewozie ludźmi bardzo ważną rolę odgrywają lata i siła fizyczna wozaka. Po dobrej drodze wózki z węglem o pojemności 5-ciu centnarów metrycznych z łatwością popychają wyrostki mające po lat 16. Wózki większej pojemności, szczególnie jeżeli droga ma niejednakowe spadki, mogą być popychane tylko przez silnych młodych ludzi.

Najtrudniejszym jest przewóz po drogach z bardzo dużym spadkiem, jakiemi często są połączone przodki z chodnikiem głównym. W tych razach wozak, opuszczając pełny wózek, hamuje koła, całą zaś siłę wytęża wracając z pustym wózkiem pod górę.

Odległość przewozu nie powinna być wtedy większą nad 50 metrów, a spadek nie powinien przenosić 10°. Zaczynając od 10° należy już urządzać pochylnie z hamulcem.

Przewóz końmi. Chodniki, w których się odbywa przewóz końmi muszą mieć co najmniej 2 metry wysokości i 1,80 metr. szerokości. Spodek chodnika musi być twardy, ale nie gładki, bo inaczej konie się bardzo ślizgają, przez co skuteczność ich pracy znacznie się zmniejsza. Z tych powodów podłoga ułożona z drewnianych bali nie jest odpowiednią, nawet i wtedy, gdy na niej są przybite poprzeczne żerdzie. Znacznie lepsze są drogi szosowane, a najlepsze wybrukowane drewnianemi kostkami, ułożonemi na sztorc. Kostki takie otrzymują rozpiłowując, na kawałki odpowiedniej długości, stare połamane stemple, wyjęte przy naprawach obudowy, o czem było wspomniane wyżej, przy opisaniu sposobów układania podziemnych kolei żelaznych.

Po dobrej drodze, w chodnikach głównych i przecznicach, koń ciągnie naraz 8 wózków, o pojemności 500 kilogr., po gorszej drodze tylko 6, a nawet i mniej. Nareszcie na bardzo dobrze urządzonych drogach liczbę wozów można zwiększyć do 10-ciu a nawet i więcej. Wozy łączą z sobą za pomocą spinek w jeden pociąg

(L

C.

Eig. 491.

i przy każdym pociągu jest jeden robotnik, tak zwany koniarz. Spinka do łączenia wozów przedstawioną jest na figurze 491. Składa się ona z dwóch haków, połączonych kółkiem, w każdym zaś z haków jest zrobiony otwór a, przez który przechodzi małe kółeczko, zamykające hak. Spinki te są pod tym względem dobre, że wózek nie może się nigdy odczepić od pociągu, co jest bardzo ważne mianowicie na pochylniach, mają jednak tę niedogodność, że kółkami zamykającemi haki, robotnicy przyciskają sobie palce i nieraz nawet dosyć ciężko je kaleczą.

Stajnie dla koni pracujących w kopalni mogą być urządzone na powierzchni ziemi, lub w samej kopalni. Jeżeli stajnia jest na powierzchni, codzienne opuszczanie i podnoszenie koni zajmuje dużo czasu, a prócz tego zauważono, że w zimie spocone konie, podniesione na powierzchnię ziemi po całodziennej pracy, wracając do stajni, bardzo łatwo się zaziębiają. Stajnie podziemne powinny być bardzo dobrze urządzone i bardzo starannie utrzymywane.

Podłoga powinna być wybrukowana, lub wyłożona cegłami i mieć spadek, aby nieczystości łatwo spływały. Stajnia powinna być dobrze przewietrzana, jak najstaranniej oczyszczana z nawozu i do stajni powinna być doprowadzona woda zdatna do picia. Podłogę należy od czasu do czasu dobrze zlewać wodą, a dla oczyszczania stajni od uryny, dobrze jest używać proszku torfu, który nasiąka uryną i pochłania cuchnące gazy.

Powietrze wychodzące ze stajni nie powinno być wpuszczane do żadnych robót, a tylko wychodzić najkrótszą drogą wprost do szybu wentylacyjnego.

Przewóz maszynowy.

Pierwsze próby przewozu maszynami były zrobione w połowie zeszłego stulecia, w kopalniach węgla w Anglii, gdzie, wskutek wyjątkowo prawidłowego zalegania pokładów, dały zupełnie zada walni aj ące rezultaty. Na kontynencie jednak, gdzie pokłady zalegają daleko mniej prawidłowo, przewóz maszynowy, jeszcze przed dwudziestu kilkoma laty, należał do rzadkości; ponieważ nie potrafiono go zastosować w chodnikach mających zakrzywienia. Dziś, gdy zbudowano przyrządy pozwalające przewozić pociągi na krzywych nawet o najmniejszych promieniach, przewóz maszynowy wszedł na kopalniach w powszechne użycie.

Przewóz maszynowy jest tańszy od przewozu końmi, ruch wozów jest przy nim więcej prawidłowy i regularny, drogi przewozowe mniej się zużywają i wymagają mniej naprawy, a to wszystko znacznie obniża koszty produkcyi. Szczególnie wielkie usługi oddaje przewóz maszynowy w kopalniach węgla, w których zachodzi potrzeba przewożenia ogromnej masy minerału, mającego stosunkowo bardzo nieznaczną wartość.

Zastosowanie przewozu maszynowego ma oprócz tego bardzo wielki wpływ na polepszenie wentylacyi, bo usuwając konie z kopalni i zmniejszając liczbę wozaków w chodnikach, można znacznie zmniejszyć ilość świeżego powietrza jaka się bez potrzeby zużywała w kopalni. Ponieważ każdy koń zużywa w kopalni co najmniej 1 metr sześcienny powietrza na minutę, przy zastosowaniu więc przewozu maszynowego zaoszczędza się, w przeciągu każdej minuty, tyle metrów sześciennych powietrza, ile koni było zatrudnionych w kopalni i cała ta ilość powietrza może być doprowadzoną do przodków i użyta na ich odświeżenie. Oczywiście więc, że wentylacya kopalni znacznie się polepszy. Okoliczność ta ma bardzo wielkie znaczenie u nas w zagłębiu Dąbrowskiem, gdzie wskutek wielkiej twardości węgla, jesteśmy zmuszeni używać bardzo znacznych ilości matrya-łów wybuchowych, silnie zanieczyszczających powietrze kopalniane.

Dziś powszechnie przyjmują, że w każdej kopalni, w której przy przewozie zajętych jest 7 koni, przewóz końmi może być już z korzyścią zastąpiony przewozem maszynowym.

Różne sposoby przewozu maszynowego mogą być sprowadzone do trzech następujących:

1)    przewóz linowy;

2)    przewóz łańcuchowy —i

3)    przewóz lokomotywami.

Przewóz linowy.

Przewóz linowy polega na tern, że wózki przyczepione do liny drucianej, ciągnie maszyna stale ustawiona w samej kopalni, w blizkości głównej stacyi przewozowej. Może się on odbywać różnymi sposobami, między którymi odróżniają:

a)    przewóz za pomocą dwóch maszyn i dwóch lin;

b)    przewóz za pomocą liny przedniej i tylnej;

c)    przewóz za pomocą dwóch lin przednich i jedntvj tylnej—i

d)    przewóz za pomocą liny bez końca.

Przewóz za pomocą dwóch maszyn i dwóch lin. Ten sposób przewozu znany jest w Niemczech pod nazwą przewozu za pomocą liny i przeciwliny (Förderung mit Seil und Gegenseil); przedstawiony on jest na figurze 492. W końcach chodnika .4 /?, po którym przewóz ma się odbywać, ustawiają dwie maszyny, z któ-

il»

l'ig. 492.

rych jedna dla przewozu wózków naładowanych, czyli, jak mówią, maszyna dla liny, a druga dla przewozu pociągów z wozami pustymi, to jest maszyna dla przeciwliny. Na całej długości chodnika ułożony jest pojedynczy tor relsów, na końcach jednak chodnika, gdzie są urządzone stacyę, na których się zestawiają pociągi, musi być ułożony tor podwójny, ponieważ pociąg wozów próżnych musi być przygotowany do odejścia wprzódy, aniżeli nadejdzie pociąg z wozami naładowanymi. Przed stacyami, gdzie tor się rozdwaja, urządzone są zwrotnice, pozwalające puszczać pociąg na jeden lub drugi tor kolei.

Wzdłuż chodnika, między relsami, są ułożone krążki, nadające kierunek linii, które ją jednocześnie zabezpieczają od ścierania się o spodek chodnika.

Maszyny mogą być postawione w końcach chodnika, albo też z boku chodnika, w tym ostatnim jednak razie lina idąca do bębna musi owijać koło linowe, nadające jej kierunek. Obydwie maszyny są zupełnie jednakowe i każda z nich opatrzona jest bębnem takiej średnicy, aby na niego mogła się nawinąć nietylko cała lina ciągnąca pociąg, ale jeszcze i kilka zwojów zapasowych.

W każdej maszynie połączenie bębna z wałem musi być zrobione w ten sposób, aby bęben z łatwością mógł być zluzowany, to jest aby się mógł obracać wtedy, gdy maszyna znajduje się w spoczynku.

Jeżeli na stacyi A jest maszyna, która ciągnie wózki naładowane, to jest maszyna dla liny, a na stacyi B jest maszyna, która ciągnie wózki próżne, to jest maszyna dla przeciw liny, to gdy pociąg ma odejść w kierunku od B do A, lina przyczepiona do bębna A jest rozwiniętą i leży na krążkach, wzdłuż chodnika, a przeciw-lina jest nawiniętą na bęben. Przed odejściem pociągu, wprzódy aniżeli się ma puścić w ruch maszynę A, należy bęben maszyny B zluzować; gdy pociąg ruszy, lina, koniec której jest przyczepiony do pierwszego wózka, zacznie się nawijać na wał maszyny A, a przeciw-lina, koniec której jest przyczepiony do ostatniego wózka pociągu, zacznie się rozwijać z wału maszyny B, przyczem luźno osadzony bęben maszyny B będzie się obracać.

Wozy próżne na stacyi A muszą być zestawione w pociąg wprzódy, aniżeli nadejdą pełne, aby mogły być zabrane zaraz po przyjściu pociągu. Po przyjściu pociągu na stacyę, linę odczepia od wozu robotnik obsługujący stacyę, albo też odczepia się ona automatycznie, o czem będzie wspomniane dalej.

Maszynista prowadzący maszynę musi być dokładnie obznaj-miony ze wszystkiemi nieprawidłowościami chodnika przewozowego, znać dobrze wszystkie zakrzywienia, jak również i miejsca gdzie są większe lub mniejsze spadki. Prócz tego maszynista zawsze musi być dokładnie poinformowanym: w którym miejscu chodnika, w danej chwili, pociąg się znajduje, aby, dla zapobieżenia wykolejania się pociągu, mógł we właściwych miejscach, prędkość biegu maszyny zwalniać, lub zwiększać. W tym celu w komorze maszynowej, naprzeciwko maszynisty, umieszcza się przyrząd, wprowadzany w ruch przez samą maszynę, który mu wskazuje, w każdej chwili, położenie pociągu biegnącego wzdłuż chodnika. Przyrząd ten składa się z deski, ustawionej pionowo i przedstawiającej w małej skali przecięcie podłużne chodnika, po tej desce przesuwa się, między kierownikami, strzałka, wyobrażająca pociąg. Strzałka jest przytwierdzoną do sznurka, przechodzącego przez krążek, umieszczony na wierzchołku deski, drugi zaś koniec sznurka jest przytwierdzony do walca, otrzymującego ruch od maszyny. Sznurek nawijając się na walec, lub rozwijając się z niego, podnosi lub opuszcza strzałkę, która tym sposobem wskazuje miejsce znajdowania się pociągu w chodniku.

Relsy w chodnikach, w których jest urządzony przewóz maszynowy, muszą być cięższe od relsów używanych do przewozu ręcznego. Zwykle do przewozu maszynowego używają relsy mające 75 do 80 mm. wysokości, z główką od 30 do 35 mm. grubą, a szerokość ich pięty wynosi 60—65 mm. Relsy żelazne są mniej trwałe i prędzej się zużywają od stalowych, są jednak dogodniejsze do przewozu maszynowego pod tym względem, że się mniej łamią przy uderzeniach. Podkłady używają zwykle dębowe, 100 mm. grube i 120 do 150 mm. szerokie, ułożone w odległości od 80 ctm. do 1,00 m. Podkłady powinny dobrze przystawać, całą swoją powierzchnią, do spodka chodnika.

Na stacyach, odległość pomiędzy jednym torem kolejki a drugim, powinna być taką, aby między wózkami było swobodne przejście.

Krążki nadające kierunek linom umieszczają po środku toru kolejki, między relsami, a na stacyach, gdzie tor jest podwójny, pomiędzy jednym a drugim torem.

W chodnikach idących w kierunku linii prostej, krążki, po których przesuwa się lina, wytrzymują tylko ciśnienie z góry, które jest zależne z jednej strony od wagi liny, a z drugiej od jej naprężenia. Ciśnienie to, w miejscach gdzie spodek chodnika ma wypukłości, jest największe, a na wklęśnięciach—najmniejsze.

Krążki używane do nadania należytego kierunku linie, są przedstawione na figurach 493 i 494. Jest to krążek z lanego że-

laza o średnicy 200 do 280 mm., szerokość obwodu którego wynosi 150 do 200 mm., grubość osi 20 do 25 mm. Oś przytwierdza się nieruchomo do podłużnych belek, przybitych do podkładów, równolegle do relsów, a krążek obraca się około osi. Oś powinna być

äLr

gu»

Si

Fig. 494.

Fig. 493.

cokolwiek dłuższą od szerokości obwodu krążka, ponieważ podczas biegu pociągu, szczególnie gdy pociąg biegnie z większą prędkością, pierwszy i ostatni wózek zawsze się kołysze, gdy więc lina do niego przyczepiona zacznie się bujać, krążek musi się cokolwiek po osi przesuwać.

Używają także krążki, osie których obracają się w łożyskach, a krążki są osadzone na nich nieruchomo. Te krążki są lepsze, ale znacznie droższe, a prócz tego mają jeszcze tę wadę, że przy naj-mniejszem skrzywieniu łożyska, które przy ciągłych wstrząśnie-niach, łatwo może nastąpić, krążek przestaje się obracać, co się zdarza z krążkami obracającymi się na osi daleko rzadziej.

Ponieważ lina, przez ciągłe tarcie o krążki z lanego żelaza, zużywa się prędzej, dla zapobieżenia więc temu, używają jeszcze krążki drewniane, które otrzymują obtaczając kawałki klocków bukowych odpowiedniej długości i grubości. Dlatego zaś aby wnętrze krążka drewnianego, przez tarcie o oś żelazną, nie tak prędko się zużywało, w obtoczony kloc wstawiają rurę z lanego żelaza, a dopiero w tę rurę oś krążka. Krążki drewniane z obu stron okuwają pasami żelaznymi. Same jednak krążki drewniane rzadko się używają, zwykle co 3, lub co 4 krążki drewniane, ustawiają jeden krążek z lanego żelaza, inaczej lina bardzo prędko ściera powierzchnię krążków i robi je niezdatnymi do użytku.

Odległość między krążkami zależy głównie od wysokości, na jakiej krążki są przytwierdzone nad spodkiem chodnika. Ta ostatnia zaś wysokość zależy od budowy wozu i musi być w ten sposób obliczoną, aby pomiędzy górną powierzchnią krążka i osią wozu, lub łożyskiem, w którem oś spoczywa, pozostawała się jeszcze pusta przestrzeń od 1 do 2 ctm. Dopiero gdy wysokość, na jakiej krążki mają być umocowane nad spodkiem chodnika, jest już wiadomą, wyznaczają odległość między krążkami, mając na uwadze, aby przeciw-lina, wlokąca się z tyłu pociągu, nie dotykała się spodka chodnika. Odległość między krążkami wynosi od 4 do 8-miu metr.

:/M

r- "Q

jpft

<ju

tar* '

Fig. 495.

fm

rMl!

■ISSiPl

55

Fig. 496.

Na zakrzywieniach chodnika lina wywiera na krążki ją podtrzymujące dwojakiego rodzaju ciśnienie: jedno w kierunku pionowym, takie same jak w chodnikach prostolinijnych i drugie boczne, w kierunku promienia, ku środkowi krzywej. Dlatego też na zakrzywieniach krążki muszą być urządzone inaczej, a mianowicie: albo stawiają naprzemian dwojakiego rodzaju krążki, z których jednep mają oś osadzoną poziomo, a drugie ą z osią pionową (fig. 495), albo też wyrabiają specyalne krążki, z osiami na-chylonemi pod pewnym kątem i mianowicie z osiami podniesionemi w kierunku do środka krzywej. Jeżeli pociąg przechodzi przez zakrzywienia o znacznych promieniach, krążki na zakrzywieniu mogą być takie same jak i w częściach chodnika idących w kierunku linii prostej, tylko osadzone na osiach cokolwiek nachylonych (fig. 496). Na takich krążkach lina ciągnąca pociąg przechodzi przez górną część obwodu krążka, a przeciw-lina przez część dolną obwodu. Tam jednak gdzie zakrzywienia w chodnikach mają małe promienie, tego rodzaju krążki są już niewystarczające i wtedy trzeba ustawiać krążki ukośne (fig. 497 i 498), krążki te składają się z ramy A, z lanego żelaza, opatrzonej płytami cc, do których się przy-śrubowuje łożyska z otworami cl cl dla osi krążka. Krążek r jest osadzony na osi nieruchomo, a oś obraca się w łożyskach. Z jednej

strony krążek jest opatrzony bardzo szerokienr obrzeżeni, podtrzymuj ącem linę. Rama wraz z krążkiem przytwierdza się do podkła-

ÜM

CL

p@l

Sm.?

mm

ibn

Fig. 497.

dów śrubami. Odległość między krążkami zależy od wielkości promienia krzywej, wogóle jednak lepiej jest rozstawiać je dalej

......i

E»l:|

Hi

Fig. 498.

ograniczając liczbę krążków, ponieważ każdy krążek zwiększa naprężenie liny.

na

Środki zabezpieczające wozy od luykolejania się. Przy przewozie maszynowym prędkość biegu pociągów jest wogóle dosyć znaczną, wskutek czego wozy są narażone na częste wykolejanie się, szczególnie jeżeli przyjąć pod uwagę, że wozy kopalniane często się psują i uszkodzenie wozu nie zawsze może być zauważone przed odejściem pociągu. Że zaś wykolejenie się pociągu może być przyczyną bardzo poważnych uszkodzeń w chodniku przewozowym i pociągnąć za sobą znaczną przerwę w robotach, należy więc starać się oto, aby wykolejony wóz mógł być natychmiast postawiony relsy. Do tego celu służy urządzenie przedstawione na figu-

rach 499 i 500. Wzdłuż relsów i po obu ich stronach przytwierdzają drewniane kierowniki a, wyższe aniżeli relsy, które w tych miejscach, w których koła pociągu mogą się dotykać kierowników, obijają blachą żelazną. Kierowniki muszą być bardzo silnie przy-

....

ii

.11

■3¹

-lig-

Fig. 499.

mocowane, one są wcięte w podkłady i do nich przyśrubowane, a często połączone z samymi relsami, za pomocą poziomych śrub,

CL

CL

4L

Fig. 500.

przechodzących przez otwory zrobione w szyjce relsa. Przestrzeń między kierownikiem a relsem także wypełnia się drzewem, z jednej strony aż do poziomu główki relsa, a z drugiej cokolwiek niżej, aby się pozostało wolne miejsce na obrzeże koła (fig. 500). Końce kierowników są połączone z ukośnie przy-bitemi belkami (fig. 499), również obitemi blachą żelazną, tak, że każdy wykolejony wóz, jak tylko dojdzie do miejsca gdzie są urządzone kierowniki, musi wejść napowrót na relsy. Tego rodzaju kierowniki urządzają, stosowane do miejscowych warunków, w odległości od 150 do 250 met. wzdłuż chodnika, po którym się odbywa przewóz maszynowy. One powinny być urządzone na końcu każdego zakrzywienia, bo tam się najczęściej wozy wykolejają.

Zestawianie pociągów. Wozy powinny być z sobą połączone w ten sposób, aby pociąg nie mógł być rozerwanym, dlatego też spinki muszą być bardzo mocne i zrobione bardzo starannie, dla pewności ich często wyrabiają z żelaza otrzymanego na węglu drzewnym.

W chodnikach przewozowych zupełnie prostych, lub też z bardzo małemi zakrzywieniami, liny idące od maszyn, przyczepiają wprost do pierwszego i ostatniego wozu pociągu. Jeżeli jednak chodnik ma silne zakrzywienia, w takim razie pozostawienie liny wlokącej się za pociągiem bez kierownika, nie przedstawia dostatecznego bezpieczeństwa, dlatego też w podobnych chodnikach ostatni wóz w pociągu musi być opatrzony przyrządem nadającym kierunek linie.

Jeżeli przy pociągu jest konduktor, który jeździ z pociągiem, w takim razie dla. konduktora buduje się oddzielny wózek, który się przyczepia na końcu pociągu i przy tym wózku jest przyrząd nadający kierunek linie wlokącej się za pociągiem. W swoim wózku konduktor powinien mieć zawsze młotek, małe kowadło, dłuto, zapasowe spinki i inne przyrządy potrzebne na wypadek zerwania się liny, lub wykolejenia się wozu.

Wózek dla konduktora przedstawiają figury 501 i 502. Powinien on być ciężki, aby się nie mógł wykoleić i z wyjątkiem tylko

ri

mm

cdWm

mf

Eig. BOI.

drewnianych ławeczek, jakie się w nim znajdują, jest cały żelazny. Boczne ściany tego wozu są dużo wycięte, aby, w razie potrzeby, konduktor mógł w każdej chwili dogodnie i prędko z niego wyskoczyć.

Pod skrzynią, do dna wózka, jest przymocowany pas żelazny, którego jeden koniec jest zakończony hakiem, drugi zaś koniec jest opatrzony uchem b. Zaraz za uchem b znajduje się nasadka d, zagięta pod kątem prostym, przyczem wysokość tej nasadki powinna

być taką, aby hak c przymocowany do przeciw-liny mógł się w niej pomieścić. Koniec pasa żelaznego, idącego pod wozem, wraz z nasadką d, przedstawiony jest, w większej skali, na figurach 503 i 504. Przez nasadkę d

L_-

if!

HUsl Ü

\y

_ 7_V

■1

.."■-i

lp

Fig. 502.

Fig. 503. Fig. 504.

nym.

żkiem f(fig. 501), osadzonym na dzony jest, na zewnątrz wozu, drążek h. Przesuwając więc drążek h, można sworzeń c wstawiać i wyjmować i tym sposobem wóz przyczepiać do pociągu, lub od niego odczepiać.

i przez koniec pasa (fig. 503) przechodzi otwór w kierunku pionowym, w który się wstawia sworzeń e. Sworzeń ten musi być dobrze dopasowany i z łatwością się wyjmować. Po wstawieniu haka c w nasadkę d, opuszczają sworzeń e i wtedy wózek jest połączony z pociągiem. Jeżeli zaś sworzeń e wyjąć, to wóz zostanie odczepio-Górny koniec sworznia e jest połączony, na zawiasie, z drą-

osi g, na tej samej zaś osi g osa-

Drążek f służy do nadania kierunku przeciw-linie. W tym celu zakończony on jest widełkami, które służą do ujęcia liny, a ponieważ lina, podczas biegu pociągu, jest zawsze trochę naprężoną, więc sama przez się podnosi się do góry i wchodzi do widełek. Zatyczka i (figura 501) służy do utrzymania drążka h na swojem miejscu, drążek więc f jest stale przymocowany, wskutek czego podtrzymuje linę ciągle na jednej wysokości nad relsami, niezależnie od spadku drogi.

Widełki na końcu drążka /"znajdują się w odległości jednego metra od środka krótszego boku wózka, punkt więc, w którym widełki przyciskają linę na zakrzywieniach drogi, przesuwa się, wskutek czego układanie liny na ukośne krążki następuje zupełnie prawidłowo.

W wielu razach, szczególnie tam, gdzie pociągi puszczają bez konduktorów, dla odczepiania liny od wozów, służą przyrządy działające automatycznie. Taki przyrząd jest przedstawiony na figurach 505 i 506. Drążek ab w kształcie kolana, mający oś obrotu w c, zaczepiając o poprzeczną sztabkę d, podnosi sworzeń f do góry

a.

Fig. 506.

Fig. 505.

i odczepia linę. Figura 506 przedstawia przyrząd do odczepiania liny od pierwszego wozu, a figura 505 przyrząd do odczepiania liny od ostatniego wozu. Można obydwa te przyrządy połączyć w jeden i wtedy on będzie działał przy ruchu wozów w obie strony.

Ilość wozów w pociągu zależy od miejscowych warunków, a głównie od ilości przewozu i długości chodnika, w którym się przewóz odbywa. W kopalniach Von der Heydt w Saarbrücken w sztolni Lampene, gdzie przewóz maszynowy jest urządzony na przestrzeni 3750 met., pociągi składają się ze 120 wozów¹).

Urządzenia sygnałoiue. Sygnały pomiędzy maszynistą i służbą w chodniku muszą być urządzone w ten sposób, aby mogły być

dawrnne nietylko od stacyi do stacyi, lecz aby konduktor jadący pociągiem mógł, nie wychodząc z wózka, dać sygnał na stacyę w każdej chwili i z każdego punktu chodnika przewozowego. W chodnikach bardzo długich jest to możebnem tylko przy sygna-lizacyi elektrycznej. Najczęściej sygnały urządzają w ten sposób, że wzdłuż chodnika przewozowego w piętrze, lub z boku, przytwierdzają, na porcelanowych izolatorach, dwa druty łączące bieguny bateryi. Konduktor więc może, nie wychodząc z wózka, w każdej chwili, połączyć oba przewodniki, za pomocą sztabki żelaznej z izolowaną rączką (fig. 507), przykładając ją do drutów i tym sposobem wywroła sygnał.

¹

E. Braun. Die Seilförderung Freiberg 1898, str. 28.

Przewóz z chodników bocznych. Jeżeli

Fig. 507.

od chodnika głównego idą chodniki boczne, to przewóz w tych chodnikach może się odbywać za pomocą tej samej maszyny, co i w chodniku głównym. Przypuśćmy, że mamy chodnik główny A B (fig. 508), od którego idzie chodnik boczny 2; D i że w chodniku głównym wozy naładowane idą w kie-

'ii

■ il>

fi//

OT

On

‘Éià

•n

fes

■AS

Fig. 508.

runku od B do A, a w chodniku bocznym w kierunku od D do z, to jest, że na stacyi A jest ustawioną maszyna dla liny, a na stacyi B maszyna dla przeciw-liny, wtedy przewóz w chodniku 2 D urządzają następującym sposobem. Jeżeli na stacyi A jest ustawiony

pociąg wozów próżnych, a na stacyi D pociąg wozów naładowanych, to przedewszystkiem za pomocą maszyny ustawionej na stacyi B dla przeciw-liny, przewożą wozy puste do zwrotnicy W chodniku z D jest ułożona lina pomocnicza a b c, która na stacyi D owija koło linowe powrotne. Jedna połowa tej liny a b leży na krążkach ułożonych po środku między relsami, a druga połowa na krążkach umieszczonych na zewnątrz relsów, około ściany chodnika. Gdy pociąg dojdzie do zwrotnicy z, odczepiają przeciw-linę od pierwszego wozu i przyciągają ją za pomocą maszyny ustawionej na stacyi B, tak aby koniec jej znajdował się w punkcie d. Następnie koniec a liny pomocniczej przyczepiają do pierwszego wozu pociągu, a koniec c do wozu konduktora, który powinien być przesunięty do punktu d i do którego także przyczepiają koniec przeciw-liny, wtedy, puszczając w ruch maszynę ustawioną na stacyi B, można przewieźć wozy puste do stacyi D. W punkcie JD musi być urządzoną taka sama stacya jak w punktach A i B i ułożony podwójny tor kolei i gdy pociąg z wozami pustemi dojdzie do stacyi Z), odczepiają od niego linę ab c i przyczepiają do pociągu z wozami pełnemi zawczasu przygotowanego i ustawionego na drugim torze kolei. Następnie przewożą pociąg z wozami pełnemi do zwrotnicy z, w głównym chodniku, to jest do miejsca gdzie się zaczyna lina pomocnicza i do którego obecnie wózek konduktora znowu powrócił. W tern miejscu linę pomocniczą znowu odczepiają, a na jej miejsce przyczepiają, do ostatniego wozu pociągu, wózek konduktora 'połączony z przeciw-liną i odprawiają pociąg do stacyi A.

Sposób ten może być zastosowany tylko w takim razie, gdy część 0 B głównego chodnika przewozowego jest dłuższą od chodnika bocznego z D i gdy ilość wozów, jakie należy przewozić nie jest zbyt znaczną, bo na rozłączanie i złączanie pociągów traci się bardzo dużo czasu. Jeżeli więc tego sposobu zastosować nie można, zastosowują sposób drugi, przedstawiony na figurze 509.

Przypuśćmy, że pociąg wozów pustych jest ustawiony na stacyi A i że ma być przewieziony do stacyi D, przypuszczamy dalej, że lina idąca od maszyny A, jest nawiniętą na bęben, z wyjątkiem tylko części pomiędzy maszyną a pociągiem, gdy tymczasem przeciw-lina jest rozwiniętą i leży na krążkach. Przeciw-lina przy tym sposobie przewozu nie tworzy jednej ciągłej liny, tylko w nią jest wstawiony kawałek d f, który można odczepiać i który się znajduje na miejscu rozgałęzienia chodników w punkcie C. Odczepiają kawałek przeciw-liny d fi końce rozczepionej liny przyczepiają do końców liny pomocniczej a c, wtedy pociąg z wozami próżnymi może być wprost przewieziony od A do D. Na stacyi D odczepiają linę od pociągu z wozami pustymi i przyczepiają do zawczasu przygotowanego pociągu z wozami pełnymi, który znowu może być przewieziony wprost od stacyi D do stacyi A.

4L

E?'r.

Er,;.'

om

f/l

fil

'//!

vr.

A~

31

Fig. 509.

Połączenie kawałka liny cl f z pozostałą częścią musi być zrobione w ten sposób, aby jeden robotnik mógł łatwo i prędko linę rozczepić i napo wrót zczepić. Prócz tego wstawiony kawałek musi być giętki, a samo połączenie nie powinno mieć wystających części, aby lina lekko się posuwała po krążkach, nie uszkadzając ich.

CL

mak

Fig. 510.

na

Wszystkim tym warunkom zadosyć czyni połączenie przedstawione figurze 510. Końce liny są ujęte w żelazne cłiomonta «, dobrze dopasowane do liny i do niej przynitowane, a w chomonta wstawiane są kółka żelazne k. Do jednego kółka, na końcu liny, wstawia się cliomonto żelazne ó, a przez drugie kółko i przez końce chomonta b przepuszcza się sworzeń c.

Przewóz za pomocą liny przedniej i tylnej. Sposób ten polega na tem, że gdzieś, w blizkości szybu wyciągowego, ustawiają, w oddzielnej komorze, maszynę wprowadzającą w rucli dwa bębny, na które nawijają się 2 liny a i b (fig. 511). Przednia lina a, jeden koniec której jest przymocowany do bębna, przechodzi po środku toru, na krążkach umocowanych pomiędzy relsami i przyczepia się do pierwszego wózka pociągu zestawianego, na stacyi A, z wozów naładowanych. Lina ta służy do przewozu pociągu z wozami pełnymi od stacyi A do szybu.

Tylna lina b przyczepia się z tyłu pociągu, do ostatniego wózka, ona dochodzi do koła linowego powrotnego o*, umieszczonego na stacyi A, owija to koło, a następnie powraca, idąc wzdłuż

'■

* Hi

pfL

mm

Sfiflfśr; .

ir li

w. k

-i-

ll

Fig. 511.

chodnika, na zewnątrz relsów, do drugiego bębna maszyny. Lina ta służy do przewozu pociągów z wózkami próżnymi, od szybu do stacyi A. Ona może być cieńszą od liny przedniej, ale musi być dwa razy od niej dłuższą. Na stacyach A i B, podobnie jak i przy przewozie za pomocą liny i przeciw-liny, musi być ułożony podwójny tor kolejki.

za

Bębny do nawijania lin ab są w ten sposób urządzone, że każdy z nich może się obracać razem z wałem maszyny, albo też niezależnie od wału i tylko w razie potrzeby łączy się z wałem pomocą mufy łącznikowej. Tak np. jeżeli pociąg z wozami pełnymi potrzeba przewdeźć od stacyi A do szybu, bęben, na który się nawija lina przednia a, łączą z wałem, a bęben dla liny tylnej b rozłączają, wtedy maszyna będzie nawijała na bęben linę a, gdy tymczasem lina b będzie się sama przez się z bębna rozwijać. Jeżeli znowu pociąg z wozami próżnymi należy odwieźć od szybu do stacyi N, w takim razie bęben dla liny b łączą z wałem, a bęben dla

liny przedniej a rozłączają, maszyna będzie wtedy nawijała linę tylną b, a lina przednia a sama się będzie rozwijała z bębna.

Zwykle maszyna do przewozu za pomocą liny przedniej i tylnej jest w ten sposób urządzoną, że każdy z dwóch bębnów wraz z należącem do niego kołem zębatem i kołem hamulcowem, jest osadzony na oddzielnym wale, do którego jest stale przytwierdzony, a małe koło zębate osadzone na głównym wale maszyny jest ruchome, w ten sposób, że można go przesuwać wzdłuż wału i łączyć z jednem lub drugiem kołem zębatem, wprawiającem w ruch bębny.

Dla nadania kierunku linom służą takie same krążki jak te, które były opisane przy przewozie za pomocą liny i przeciw-liny, należy tylko dodać, że krążki, dla liny tylnej, mogą być umieszczone nietylko z boku relsów, na spodku chodnika, lecz także wzdłuż jednej ze ścian chodnika, lub też w piętrze chodnika.

W Anglii, gdzie przewóz za pomocą liny przedniej i tylnej jest bardzo często używany, dla nadania kierunku linom na zakrzywieniach, używają krążki poziome, ustawione w ten sposób, jak

<>T

t r

Ar.

■ss;

Fig. 512.

na

wskazuje fig. 512, na której a oznacza linę przednią, b linę tylną, rr relsy, r, r, przeciw-relsy, zapobiegające wykolejeniu się "wózków zakrzywieniach, s blacha żelazna wygięta, po której lina się przesuwa do rowka krążka.

Przewóz z chodników bocznych. Przy przewozie za pomocą liny przedniej i tylnej, podobnie jak i przy przewozie za pomocą liny i przeciw-liny, jedna i taż sama maszyna może służyć nietylko do przewozu pociągów w chodniku głównym, ale także i do przewozu w chodnikach bocznych. Do tego celu służą urządzenia przedstawione na figurach 513, 414 i 515. Przy wszystkich tych

urządzeniach przyjmujemy, że pociąg z wozami pełnymi biegnie w stronę maszyny, a pociąg z wozami próżnymi w kierunku przeciwnym.

Przy przewozie urządzonym jak wskazuje figura 513, lina przednia przyczepia się do pociągu w punkcie a, lina zaś tylna w punkcie b. Lina tylna składa się z dwóch części, które są połączone w punkcie c sposobem wskazanym na figurze 510. Około punktu c znajduje się koniec cl liny pomocniczej, która najprzód przechodzi przez koło linowe i?, umieszczone pod piętrem chodnika, lub też w spodku pod relsami, następnie idzie wzdłuż chodnika bocznego, około jednej ze ścian, w końcu tego chodnika owija koło linowe i wraca, przechodząc po środku chodnika, pomiędzy relsami aż do punktu f, gdzie się znajduje drugi jej koniec.

Gdy pociąg z wozami próżnymi dojdzie do miejsca, gdzie się chodniki rozgałęziają, odczepiają linę tylną w punktach b c, a na jej miejsce przyczepiają końce liny pomocniczej cl, f. Cała więc część liny tylnej c Rv b będzie nieczynną, a zacznie działać lina pomocnicza cl R f, wskutek czego wozy próżne pójdą do chodnika bocznego.

Przy urządzeniu przedstawionem na figurze 514 lina tylna tworzy jedną całość i nie składa się z dwóch części. Gdy pociąg z wozami próżnymi dojdzie do miejsca gdzie się zaczyna chodnik boczny, odczepiają koniec b liny tylnej, a przyczepiają koniec d liny pomocniczej, następnie puszczają w ruch maszynę i nawijają bęben linę tylną tak, aby koniec jej b doszedł do punktu c i łączą z sobą końce lin b i c. Wtedy wozy próżne pójdą do chodnika bocznego.

%¹¹ - M

■Ją O

L/i

■Cj ! ! // ¹

VS ! !/#'[

b ! w :§ ! m

i,

,■

:Ą \af ff.

Fig. 513.

na

Trzeci sposób (fig. 515). Przy dwóch wyżej opisanych sposobach przewozu zamiana lin odbywa się wtedy, gdy pociąg dojdzie do miejsca gdzie się chodniki rozgałęziają, trzeba więc pociąg za-

trzymywać i tracić czas na zakładanie lin. Przy tym zaś sposobie zamiana lin odbywa się wtedy, gdy wozy znajdują się na stacyi głównej, około szybu, a więc jednocześnie z zestawianiem pociągów, wskutek czego wygrywa się na czasie. Przypuśćmy, że pociąg z wozami próżnymi znajduje się na stacyi, około szybu, lina przednia jest wtedy nawiniętą na bęben (fig. 515), a lina tylna, zu-

fi

14

"iïÊSÊË

—;..

K\:

m

JM

ll

_s

m.

li

-.mm,

fi

•if

ii

kw

411

iĄ

- Â

5>--

ga

li

Fig. 514.

Fig. 515.

pełnie rozwinięta, leży na krążkach. Lina tylna składa się z dwóch części, które na miejscu gdzie się chodniki rozgałęziają mogą być rozłączone w punktach a;    temże samem miejscu znajdują się

końce ll liny pomocniczej. Grdy pociąg zestawiają około szybu, końce liny tylnej x x odczepiają, a na jej miejsce przyczepiają końce liny pomocniczej 11 i wtedy pociąg idzie bez przerwy do końca chodnika bocznego.

Przewóz za pomocą dwóch lin przednich i jednej tyl-

nej (fig. 516). Przy tym sposobie przewrozu jedna i taż sama ma-

szyna, ustawiona w blizkości szybu, przewozi jednocześnie dwa pociągi, w dwóch przeciwnych kierunkach, jeden z wozami naładowanymi, od końca chodnika przewozowego do szybu, a drugi z wozami pustymi, od szybu do końca chodnika przewozowego. W chodniku więc przewozowym musi być ułożony podwójny tor kolejki i każdy z tych dwóch torów służy naprzemian do przewozu pociągów z wozami naładowanymi i pociągów z wozami próżnymi. Na stacyach zaś w końcach chodnika przewozowego musi być tor po-

9

^. isA\t\ sj % /h: y

r;h.

iüi;

[Zll'tiZl'O'OI—l’hZi üs

BÈSâfiLÆ

Fig. 516.

trójny; na środkowym torze zestawia się pociąg, który ma być wysłanym, a boczne tory służą naprzemian dla pociągów przychodzących.

Maszyna jest urządzoną zupełnie w ten sam sposób jak przy przewrozie za pomocą liny przedniej i tylnej. Ona ma 2 bębny, z których jeden jest połączony z wałem maszyny, a drugi jest z nim rozłączony, tak, że może się swobodnie obracać pod działaniem rozwijającej się liny. Liny przechodzą między relsami po środku każdego z dwóch głównych torów.

stacyi B, stoi

Jeżeli w A (fig. 516) stoi pociąg z wozami pełnymi, które mają być przewiezione do stacyi B, a jednocześnie, na pociąg z wozami próżnymi, które mają być przewiezione do stacyi A, wtedy bęben a łączą z wałem maszyny, a bęben b rozłączają i puszczają maszynę w ruch. Lina l będzie się nawijała na bęben, a lina r rozwijała, pociąg więc z wozami pełnymi przyjdzie do stacyi B, pociąg zaś z wozami próżnymi odejdzie ze stacyi B i dojdzie do stacyi A.

Jeżeli chodnik, po którym odbywa się przewóz, jest wązki i w nim nie można ułożyć podwójnego toru kolejki, w takim razie wzdłuż całego chodnika układają tor pojedynczy, z wyjątkiem tylko

Górnictwo. T. II.

tego miejsca gdzie się pociągi mijają, w którym musi być ułożony tor podwójny.

Sposób ten przewozu przedstawia bardzo poważne niedostatki. Przêdewszystkiem wymaga bardzo szerokich chodników, mianowicie w tych miejscach, gdzie są urządzone stacye, bo na stacyach musi być ułożony potrójny tor kolejki, a między torami musi być jeszcze swobodne przejście dla służby pociągowej. Prócz tego podczas przewozu poruszają się dosyć znaczne masy i z dosyć znaczną prędkością, maszyna więc musi być bardzo silna. Nareszcie przy tym sposobie przewóz z bocznych chodników nie daje się dobrze zastosować. Dlatego też ten sposób przewozu w kopalniach prawie się wcale nie używa. Tam zaś gdzie są chodniki dostatecznie szerokie, w których można ułożyć podwójny tor kolejki, lepiej jest zastosować przewóz za pomocą liny bez końca.

Przewóz za pomocą liny bez końca. Przewóz za pomocą liny bez końca jest najdogodniejszym i najbardziej rozpowszechnionym. W chodniku przewozowym ułożone są dwa tory kolejki, z których jeden dla wozów naładowanych, a drugi dla wozów próżnych. Na jednym końcu chodnika ustawia się maszyna wprawiająca w ruch bęben linowy, a na drugim koło linowe powrotne. Lina bez końca idzie od bębna linowego, po środku jednego toru, między relsami, aż do drugiego końca chodnika; tam owija koło linowe i powraca po środku drugiego toru, do bębna przy maszynie.

Wozy przyczepione są do liny w ten sposób, że na jednym torze są przyczepione wozy naładowane, a na drugim wozy próżne. Gdy maszyna jest w ruchu, obie połowy liny poruszają się jednocześnie, razem z przyczepionymi do nich wozami, w dwóch przeciwnych kierunkach. Wozy naładowane idą od koła linowego powrotnego, ustawionego na końcu chodnika, do maszyny, ustawionej na początku chodnika, a wozy próżne od maszyny do koła linowego powrotnego.

Wozy przyczepione są do liny dwojakim sposobem: pojedynczo, to jest każdy wóz oddzielnie, albo też grupami, to jest połączone w pociągi. W jednym i drugim wypadku wozy, albo pociągi, muszą być przyczepione w równych odstępach. Jeżeli wozy przyczepione są do liny pojedynczo, chodnik musi być dwutorowy, jeżeli przewóz odbywa się pociągami, tor może być, pojedynczy albo podwójny.

Przewóz pojedynczymi wozami jest pod wieloma względami dogodniejszym od przewozu pociągami. Przy przewozie pojedyn-

czymi wozami stacye mogą być urządzone w ten sposób, że wozy pełne, przychodzące do końcowej stacyi, mogą być automatycznie odczepiane od liny i same przez się, bez pomocy wozaka, dochodzić do miejsca swego przeznaczenia, to jest do podszybia, do rampy ładunkowej i t. p. Również i wozy odchodzące, które mają być przyczepione do liny, mogą ze wszystkich stron same przez się podchodzić do stacyi.

Prócz tego, jeżeli wozy przyczepione są do liny pojedynczo, przewóz odbywa się bez przerwy, bo w miarę jak wóz przychodzi, jego przyczepiają do liny i on natychmiast odchodzi, nigdy więc niema ani braku wozów, ani też zbytecznego ich nagromadzenia, co jest bardzo ważne, bo wtedy bieg wszystkich robót w kopalni odbywa się zupełnie prawidłowo.

Główna różnica pomiędzy rozmaitymi sposobami przewozu za pomocą liny bez końca polega na tern, w jaki sposób lina jest przeprowadzoną w chodniku przewozowym i pod tym względem odróżniają: przewóz z liną przeprowadzoną nad wozami i przewóz z liną przeprowadzoną pod wozami. Przy pierwszym sposobie lina leży albo bezpośrednio na wozach, albo, w pewnej nad nimi wysokości na łącznikach, przyczepionych do wozów. W każdym więc razie, przy tym sposobie przewozu, lina jest unoszoną przez wozy wzdłuż całego chodnika przewozowego i tylko na stacyach oraz na zakrzywieniach chodnika ona leży na krążkach, nadających jej kierunek. Przy przewozie z liną przeprowadzoną pod wozami, lina jest unoszoną przez łączniki przyczepione do kółek, przytwierdzonych do dna wozów, po środku jednego z krótkich boków. W przerwach zaś pomiędzy wozami ona leży na krążkach, przymocowanych do spodka chodnika przewozowego, w pewnych odstępach, po środku toru, między relsami.

na

Fig. 517 przedstawia przewóz z liną przeprowadzoną nad wozami. a koło linowe osadzone na wale poruszanym przez maszynę, drugim końcu chodnika znajduje się koło linowe powrotne, b lina przeprowadzona od jednego końca chodnika do drugiego. Lina leży na łącznikach przyczepionych do jednego z krótkich boków wozu.

Przy przewozie z liną przeprowadzoną pod wozami bęben linowy i koło linowe powrotne są umieszczone pod spodkiem chodnika, a lina biegnie po krążkach, umocowanych na spodku chodnika.

Bębny i koki linowe. Bębny i koła linowe zwykle wyrabiają z lanego żelaza z obwodem wyłożonym drzewem. Figury 518, 519 i 520 przedstawiają najprostsze urządzenie bębna, używanego przy

przewozie za pomocą liny bez końca. D bęben linowy, obwód którego jest wyłożony drzewem. Na obwodzie wytoczone są dwa żłób-

'"i iii

■J

CL

,?!|

Fig. 517.

ki a b (fig. 518), w które wchodzi Ima. Przed bębnem, w pewnej odległości, jest umieszczone koło linowe K, średnica którego jest

cokolwiek mniejszą od średnicy bębna jB, a oś koła K jest cokolwiek nachyloną. Nachylenie to jest niezbędne dlatego, że koło K musi mieć położenie ukośne w ten sposób, aby żłobek dla liny, wytoczony na jego obwodzie, znajdował się, z jednej strony koła K, na poziomie żłobka a, wytoczonego w górnej części obwodu bębna Zł, a po stronie.przeciwnej koła K na poziomie żłobka b, wytoczonego w dolnej części bębna, jak wskazują figury 518 i 519. Lina bez

//

—--    "■ ""W.-M,

ii

Fig. 518.

ÎN

Hliiinn.i i

Fig. 519.

końca dochodzi do bębna w punkcie a, owija górny żłobek w bębnie na pół obrotu, następnie idzie do koła ZT, owija go, potem znowu

wraca do bębna, owija dolny żłobek i w punkcie b schodzi z bębna (fig. 520). Przy takiem urządzeniu lina owija cały obwód bębna, jeżeli więc jest dostatecznie naprężoną, to tarcie jakie powstaje między liną i obwodem bębna jest już dostatecznem dla wprawienia w ruch liny. Tym więc sposobem, jeżeli bęben będzie się obracał w kierunku wskazanym strzałką, to w punkcie a lina będzie sią ciągle nawijała na bęben, a w punkcie b będzie się ciągle rozwijała z bębna (fig. 520), wozy więc przyczepione do liny będą się poru-

m:

jm

.....

Fig. 520.

szały w chodniku w dwóch przeciwnych kierunkach. Dlatego jednak, aby całe to urządzenie mogło dobrze działać, lina musi być ciągle dostatecznie naprężoną i to naprężenie musi być zastosowane do ciężaru, jaki lina porusza. Lina musi być dostatecznie naprężoną jeszcze i dlatego, aby się nie mogła zbytecznie opuszczać w odstępach między wozami, lub między krążkami, na których leży.

Przyrządy do naprężania liny. Do naprężania liny używane są przyrządy działające automatycznie za pomocą ciężarów, albo też przyrządy, które potrzeba nastawiać ręcznie. Przyrządy samo-działające są daleko dogodniejsze, ponieważ one naprężają linę zawsze jednakowo, w zależności od ciężaru, jaki lina porusza, chociaż więc te przyrządy są droższe i zajmują więcej miejsca odręcznych, tern nie mniej zawsze się opłacają. Budowa przyrządów sa-modziałających może być bardzo rozmaitą, zwykle składają się one z koła linowego, które się umieszcza w szybiku pogłębionym przed maszyną. Koło zawiesza się w szybiku na linie, która go owija.

Wzdłuż ścian szybiku są przytwierdzone kierowniki umieszczone w ten sposób, że koło może się pomiędzy nimi podnosić i opuszczać, nie wychodząc z płaszczyzny pionowej, w której jest zawieszone. Ciężar samego koła, a w razie potrzeby z dodaniem ciężaru postron-

(CU

o-*

111

Sil

«'s

Fig. 521.

Fig. 522.

nego, służy jako siła naprężająca. Taki przyrząd przedstawiony jest na figurach. 521, 522 i 523. Koło linowe K jest osadzone w widłach żelaznych a w ten sposób, że może się w nich swo-jpl '. bodnie obracać około swej osi. Widły a wydłużają się' w drążek okrągły ć, na końcu którego znajduje się zgrubienie c, które służy do podtrzymania płyt p z lanego żelaza, jakie są nakładane na drążek dla zwiększenia ciężaru koła. Cały przyrząd umieszcza się w szybiku, do dwóch przeciwległych boków którego są przytwierdzone kierowniki 11. Płyty pp, na końcach, mają zrobione wycięcia, w które wchodzą kierowniki U (fig. 521 i 523), a prócz tego każda płyta ma wycięcie po środku

ptni=§

tm

Ml

li

Fig. 523.

swej długości, za pomocą którego nakłada się na drążek b. Stosownie do naprężenia, jakie potrzeba dać linie, ilość płyt p zwiększają lub zmniejszają.

Aby przyrząd zrobić łatwiej dostępnym, kierowńiki l1 przytwierdzają nie po środku szybiku, lecz bliżej jednego z boków. Połączenie przyrządu naprężającego linę z maszyną jest przedstawione na fig. 524 i 525.

Gdy maszyna jest w spokoju, naprężenie liny jest we wszystkich miejscach jednakowe i wtedy przyrząd naprężający jest w naj-wyższem położeniu. Podczas ruchu maszyny, w miarę jak naprężenie wzrasta, przyrząd się opuszcza. Jeżeli lina się wyciągnie i przyrząd naprężający dojdzie do dna szybiku, wtedy linę potrzeba skrócić.

Koło linowe, 'powrotne. Koła linowe powrotne wyrabiają z lanego żelaza, żłobek zaś na obwodzie koła zwykle wykładają drzewem. Średnica koła, licząc od dna do dna rowka wyżłobionego na jego obwodzie, musi być równą odległości pomiędzy środkami dwóch torów kolejki, ułożonych w chodniku przewozowym. Pierwsze krążki za kołem lino wem powrotnem, które nadają kierunek linie, powinny być tak ustawione, aby lina nie tarła się o krawędzie żłobka.

Maszyny wprowadzające w ruch linę. Do przewozu za pomocą liny bez końca używają maszyny parowe, elektryczne, lub też maszyny działające zgęszczonem powietrzem lub wodą. Obecnie maszyny parowe są jeszcze najczęściej używane, szczególnie jeżeli w kopalni są już pompy parowe podziemne, bo wtedy te same rury, które doprowadzają parę do pomp, mogą ją doprowadzać i do maszyny przewozowej. Ostatnimi czasy coraz więcej wchodzą w użycie maszyny elektryczne, ponieważ rury parowe w szybach przedstawiają bardzo wiele niedogodności.

Figury 524i 525 przedstawiają całe urządzenie maszyny przewozowej wraz z bębnami linowymi i przyrządem naprężającym linę. Maszyna o dwóch poziomych cylindrach, na głównym wale maszyny osadzone jest małe koło zębate z (fig. 524), wprowadzające w ruch drugie większe koło zębate Z, połączone stale z wałem, na którym jest osadzony bęben linowy B. Lina bez końca idzie z chodnika przewozowego najprzód na krążek Kt nadający jej kierunek, następnie w punkcie a (fig. 525) wchodzi na bęben linowy jS, owija go po pół obrotu 3 razy i schodzi z bębna w punkcie b. Dalej przechodzi przez krążek kierunkowy R.₂, następnie owija koło Bs przyrządu naprężającego, zawieszonego w szybiku G, potem idzie na krążek kierunkowy R₃ i dalej wzdłuż chodnika przewozowego.

Powietrze zgęszczone jako motor jest daleko droższe od pary, tej zaś dogodności, jaką przedstawia w przodkach, gdzie polepsza wentylacyę, tutaj niema, bo maszyny przewozowe, zawsze są ustawiane w blizkości szybu, gdzie braku świeżego powietrza nigdy się nie odczuwa. Dlatego maszyny przewozowe działające zgęszczo-nem powietrzem tylko wtedy są używane, jeżeli w kopalni są już inne urządzenia działające zgęszczonem powietrzem.

Elektryczność jako motor jest także droższą od pary, zważywszy jednak, że maszyna elektryczna zajmuje mniej miejsca, że przeprowadzenie elektryczności do kopalni nie przedstawia tych niedogodności co przeprowadzenie pary i że raz ustawione przewodniki elektryczności nie wymagają prawie żadnych kosztów utrzymania w ostatecznym rezultacie przewóz elektryczny okazuje się tańszym i dogodniejszym od parowego, tern bardziej, że ten sam prąd może być zużytkowanym i do oświetlenia.

Przewóz za pomocą liny bez końca, przeprowadzonej nad wozami. Do przewozu za pomocą liny bez końca używają dwojakiego rodzaju liny: liny gładkie i liny ze zgrubieniami umiesz-czonemi w pewnych odstępach, odpowiadających tej odległości, w jakiej mają być przyczepione wozy do liny. Liny gładkie używają w Anglii, gdy tymczasem w Niemczech oddają pierwszeństwo linom ze zgrubieniami.

Przewóz za pomocą liny gładkiej. Przy przewozie za pomocą liny gładkiej wozy przyczepiają do liny dwojakim sposobem: za pomocą łączników przytwierdzonych do przedniej lub tylnej ściany wozu, lub też za pomocą krótkich łańcuchów, jeden koniec których przyczepia się do haka przy wózku, a drugi przywiązuje się doliny. Przy użyciu łączników, gdy wozy dojdą do stacyi krańcowej, mogą się odczepiać od liny automatycznie, jeżeli zaś wozy są połączone z liną łańcuchami, w takim razie muszą być odczepiane ręcznie.

Przy przewozie z łącznikami lina jest unoszoną przez łączniki, jeżeli zaś wozy są przyczepione do liny łańcuchami, wtedy lina leży na wozach.

Przewóz z automatycznem odczepianiem wózków. Jak wyżej powiedzieliśmy, automatyczne odczepianie wózków jest możebnem tylko przy użyciu łączników. Łącznik przedstawia pośrednie ogniwo, za pomocą którego wózek łączy się z liną. Powinien on być w ten sposób urządzony, aby połączenie wózka z liną było dosta-

/

i

^ilfîjiiîîï

üi

\

"'fFT’'v*

r ^

iiiiiii

!

/

fcl

llllil

UC r

lZ2H

r ii

III

z

pw

£

■■Si

mjz~T&ïr7yjry    wj»Jgl" ~ —Z2i -;:t ' •■ nn*r^Trr>k JUZ

WÜ >

ill

BIIH'HIIIII

Eig. 524.

Fig. 525.

gi

igai

I ■£■

c

i -< '"m

//

.

V

i

A

7 V R

(BL _. WÈÈÊÊÊ

Z

A

fi

%

••

M

fl

Bä"-'

JH1

. “-•.nu., mi r.. 1. ,ùi i • ii,ii 11 iï, iù

Üf'^:

a

¹

«ii

W\v :

m

.

\

tecznie mocne, a jednocześnie, aby go łatwo można było od liny odczepić. Takich łączników znanych jest bardzo wiele, wszystkie jednak mają poważne niedostatki. Najczęściej używane są łączniki angielskie, przedstawione na fig. 526. Jest to okrągły pręt żelazny a, u góry zagięty w kształcie widełek, w które wchodzi lina. Łącznik wstawia się w dwa ucha, przytwierdzone do przedniej lub tylnej ścianki wozu. W tych uchach łącznik może się swobodnie obracać około osi pionowej, a dlatego aby nie mógł wchodzić do ucha głębiej, poniżej pewnego punktu, na pręcie a jest zrobione zgrubienie, które go utrzymuje zawsze na jednej i tej samej wysokości nad krawędzią wozu.

Na początku chodnika, w miejscu gdzie się zaczyna przewóz maszynowy, lina jest za pomocą krążka r, podniesioną do góry na taką wysokość, że wózek wraz z założonym łącznikiem może przejść pod nią (fig. 527), dalej jednak lina opuszcza się własnym ciężarem. Puszczając więc wózek w kierunku strzałki, dojdzie on do miejsca gdzie lina znajduje

MA

Fig. 526.

II

■SU

.1

ii

i-i

la

Fig. 527.

się na wysokości łącznika i wtedy lina albo sama wchodzi do widełek, albo też trzeba ją wstawić ręcznie. Grdy lina dostanie się do widełek, wtedy, wskutek tarcia jakie powstaje między nią i widełkami, te ostatnie obracają się około osi pionowej i ściskają tak mocno linę, że wózek toczy się dalej razem z liną. Dla zaoszczędzenia liny i widełek, wózek należy puszczać tylko z taką siłą, aby w chwili gdy łącznik obejmie linę, prędkość wózka była mniej więcej równą prędkości liny.

Na końcu chodnika przewozowego lina, podobnie jak i na początku chodnika jest podniesioną do góry (fig. 527), a prócz tego, nie dochodząc do końcowej stacyi, kolejka jest ułożoną z takim spadkiem, że wózek może się toczyć po relsach własnym ciężarem, gdy więc wózek dojdzie do tego miejsca gdzie lina podnosi się do góry, zaczyna się staczać po pochyłości własnym ciężarem, wskutek czego widełki się obracają około osi i lina się wyswobadza, a wózek toczy się dalej do stacyi.

Odległość między wozami. Dlatego aby przewóz odbywał się prawidłowo, potrzeba koniecznie, aby wozy były przyczepione do liny mniej więcej w jednakowych odstępach. W tym celu w tej odległości od stacyi, na jakiej wozy jedne od drugich powinny być przyczepione do liny, robią jakiś widoczny znak, który oświetlają lampą, aby zapinacz mógł go dobrze widzieć. Gdy więc pierwszy wóz przyczepiony na stacyi do liny, dojdzie do tego miejsca, zapinacz przyczepia wóz drugi, potem trzeci i t. d. Sposób ten jest bardzo dogodny pod tym względem, że zapinacz stosownie do tego czy w danym czasie ilość wozów, jakie należy przewieźć, zwiększa się lub zmniejsza, może znak wskazujący odległość między wozami przenosić bliżej do stacyi, lub od niej oddalać i tym sposobem odległość między wozami zmniejszać lub zwiększać. Czasami urządzają w ten sposób, że gdy wóz przyczepiony do liny odejdzie od stacyi na tę odległość, jaka powinna być między wozami, zaczepia o sprężynę i dzwonek zaczyna dzwonić, dając znać zapinaczowi, aby przyczepiał wóz następny.

Stacyę pośrednie. Jeżeli wozy mają być przyczepiane do liny nietylko na stacyach głównych, znajdujących się na początku i na końcu chodnika przewozowego, ale i na stacyach pośrednich, w takim razie tor dla wózków próżnych najlepiej układać z tej samej strony, z której ma być urządzoną stacya pośrednia, bo wtedy bez wielkich trudności można zrobić tego rodzaju urządzenie, że wozy próżne będą automatycznie dochodziły do stacyi.

Jeżeli ilość wozów wychodzących ze stacyi pośredniej jest nie wielką, lub jeżeli stacya znajduje się niedaleko od końca chodnika, w takim razie stacyę urządzają jak przedstawia fig. 528, gdzie ai oznacza tor dla wozów próżnych w chodniku głównym, a cd tor dla wozów naładowanych, stacyę pośrednią łączą z torem a i za pomocą relsów przeznaczonych dla wozów próżnych i relsów g A:, przeznaczonych dla wozów naładowanych. W punkcie z urządzają zwrotnicę ruchomą dla przejścia wozów próżnych z relsów a i na relsy /j a dla wozów naładowanych urządzają drugą zwrotnicę nieruchomą w punkcie n. Jeżeli relsy f i g są ułożone na jednym i tym samym poziomie, w takim razie wozy próżne muszą być doprowadzone do stacyi pośredniej ręcznie. Jeżeli jednak relsy głównego toru będą ułożone, zaczynając od punktu i, ze spadkiem w stronę stacyi pośredniej, w takim razie wozy próżne będą się staczały na stacyę pośrednią swoim własnym ciężarem. Trzeba jednak wtedy relsy w chodniku głównym stopniowo podnosić, zaczynając już w dosyć znacznej odległości od punktu i. Należy jeszcze zwracać uwagę, aby w chodniku przewozowym nie było zbyt gwałtownych przejść od spadków do wzniesień, bo inaczej lina wychodziłaby z widełek łączników.

x ,\l

71

<r......C

#-----

'/At

y| \r

Fig. 528.

Grdy potrzeba zacząć przewóz ze stacyi pośredniej, przede-wszystkiem nastawiają zwrotnicę £ w ten sposób, aby wozy próżne mogły się staczać na tor /j a następnie, w miarę tego jak wozy dochodzą do punktu i zdejmują z nich łączniki i wtedy toczą się one dalej własnym ciężarem aż do stacyi.

Na miejsce wozów próżnych, które odczepiane są od liny w punkcie i, przyprowadzają, po relsach g Ii, wozy naładowane, które przyczepiają do liny w punkcie li. Wozy więc naładowane idą po torze dla wózków próżnych aż do koła linowego powrotnego, gdzie ich odczepiają i przeprowadzają na tor dla wozów naładowanych.

Jeżeli ze stacyi pośredniej ma wychodzić znaczna ilość wózków, ręczne podnoszenie liny do wyjmowania łączników i odczepiania wózków staje się uciążliwem i niedogodnem, wtedy więc robią urządzenie przedstawione na fig. 529, dla automatycznego odcze-

piania wozów. Do stempla A przytwierdza się drążek a b zgięty pod kątem prostym, który ma oś obrotu w c. Ramię drążka a jest na końcu obtoczone i na niem jest osadzony krążek k, mogący się obracać na swojej osi, który służy do podnoszenia liny. Ramię zaś b

a KI

li

i®

Fig. 529.

służy jako rękojeść do przesuwania krążka. Jeżeli przewóz ze stacyi pośredniej się nie odbywa, ramię drążka b przesuwają w ten sposób, aby krążek przyjął położenie wskazane na figurze liniami kropkowanemi. Jeżeli zaś potrzeba zacząć przewóz ze stacyi pośredniej, wtedy przesuwaj ą rękoj eść b i podnoszą krążek k, a gdy lina wejdzie w żłobek na obwodzie krążka, wstawiają ramię a drążka do widełek cl, które go podtrzymują na żądanej wysokości. Widełki cl są zrobione z żelaza płaskiego i przymocowane do tego samego stempla A.

Tam gdzie przewóz ze stacyi pośredniej jest bardzo nieznaczny, zamiast urządzenia przedstawionego na figurze 528, można, w miejscu, z którego wozy mają być wysyłane, ułożyć na torze a i płyty zwrotnicze.

Stacye pośrednie urządzone w ten sposób jak wskazuje figura 528, przedstawiają tę niedogodność, że wozy naładowane, wychodzące ze stacyi, muszą, bez żadnej potrzeby, iść po torze a i, przeznaczonym dla wozów próżnych, aż do koła linowego powrotnego, a następnie wracać, przechodząc taką samą przestrzeń po torze przeznaczonym dla wozów naładowanych. Dla zapobieżenia temu, stacye pośrednie urządzają jeszcze w ten sposób, że wozy naładowane można wprost ustawiać na tor dla nich przeznaczony. Podobne urządzenie przedstawia figura 530. Tor g li, po którym przychodzą ze stacyi wozy naładowane, przecina tor a b dla wozów próżnych i dochodzi wprost do toru c cl, po którym idą wozy naładowane, zwrotnica zaś 0 służy do przeprowadzenia wozów próżnych z toru a b na tor e f. Zamiast krzyżowania relsów można jeszcze całą stacyę pośrednią wysłać płytami zwrotniczemi.

: |i*.

i-te:

?!

j<2s

•-i

S"j

m

tâ

a.

'O

Eig. 530.

Przejazd przez krzywe. Przejazd przez krzywe nie przedstawia żadnych trudności i może się odbywać nawet bez użycia krążków kierowniczych i bez odczepiania wózków, jeżeli tylko promień krzywej jest znaczny i odległość między wózkami duża. Na krzywych o małych promieniach muszą być ustawione krążki z osiami pionowemi, nadające kierunek linie (fig. 531), ilość których zależy

wm

■0

ta

IÖ5

'n

xïi

Fig. 531.

od długości i promienia krzywej. Same krążki wyrabiają z żelaza lanego i osie ich przytwierdzają do poprzecznych belek q, drewnianych lub żelaznych (fig. 532 i 533), ułożonych w kierunku promieni krzywej. Odległość między krążkami powinna być taką, aby długość liny przechodzącej przez krzywą była o ile można, równą teoretycznej długości krzywej. Oś krążka przytwierdza się stale do belki, a krążek obraca się na osi. Dla ułatwienia smarowania krążka, wzdłuż osi, zrobiony jest kanał(fig. 532), od którego idą kanały poziome, dochodzące do piasty krążka. Smar dostaje się do wnętrza osi w ten sposób, że puszka b ze smarem przyśrubowuje

J'D

Fig. 532.

się do osi, wskutek czego smar zostaje wciśniętym do kanału li. Jeżeli smar używa się płynny, w takim razie nalewają go we wgłębienie S, połączone z piastą niewielkim otworem, w który wstawiają knot.

h.

fi'.

li

Fig. 533.

Obwód krążka ma kształt stożka obróconego szerszą podstawą do góry, jest to niezbędne dlatego, aby lina nie mogła się podnosić, a następnie spadać na dolne obrzeże, jak to ma miejsce przy krążkach mających kształt walca. U dołu krążek opatrzony jest obrzeżem, podtrzymuj ącem linę. Dlatego zaś aby lina, w żadnym razie, nie mogła się ześlizgnąć z górnej części obwodu krążka, do belki q (fig. 533) przymocowują ramię t, stanowiące jakby przedłużenie obwodu. Średnica krążków wynosi od 30 ctm. do 1 metra. Im średnica jest większą, tern krążek łatwiej się obraca i lina się mniej zużywa, ale sam krążek jest cięższy, a przez to mniej dogodny.

Krążki powinny być umocowane na takiej wysokości, aby gdy lina leży na obrzeżu krążka, odległość między liną i główką relsa ułożonego w chodniku, była cokolwiek mniejszą, aniżeli wtedy, gdy lina leży na dnie widełek łącznika.

Gdy wózek przechodzi przez krzywą, łącznik opiera się o obrzeże koła, jak wskazuje figura 532. Dochodząc do krzywej, łącznik odsuwa linę, przenosząc ją z punktu c do punktu cl, gdy zaś łącznik przestaje dotykać się krążka, lina wraca do pierwotnego położenia, układa się jednak na krążku prawidłowo w punkcie c tylko w takim razie, jeżeli (jak o tern już wyżej wspominaliśmy) odległość punktu cl nad rel-sami jest cokolwiek większą od odległości punktu c.

'Ł

ti

Dla zabezpieczenia, aby lina zawsze układała się na krążkach prawidłowo, urządzaj ą, przed pierwszym krążkiem, ruchomą przegrodę, przedstawioną na fig. 534.

Fig. 534.

Do wału pionowego a jest przytwierdzoną kronszty-na b, na której spoczywa wałek stożkowy c, podtrzymujący linę. Na tym samym wale pionowym a jest osadzony krążek cl, do obwodu którego jest przytwierdzony koniec cienkiego łańcucha, lub cienkiej liny drucianej e, która przechodzi przez krążek f, a na drugim jej końcu zawieszony jest ciężar Q. Zwykle lina leży na wałku stożkowym c, lecz gdy wózek podchodzi, łącznik zaczepia o wałek c, wskutek czego wał a obraca się około swej osi i wałek c odsuwa się w kierunku ruchu wozu; po przejściu zaś wózka, wał a, pod działaniem ciężaru Q, obraca się napo wrót w stronę przeciwną i wałek c wraca do swego pierwotnego położenia.

Na krążkach podtrzymujących linę na zakrzywieniach chodnika, lina się zgina, a ponieważ łącznik dochodząc do krążka odsuwa jeszcze linę od jego obwodu (fig. 532), więc powiększa jeszcze zgięcie liny. Powiększenie zgięcia liny przyczynione przez łącznik będzie tern większe, im punkt cl, w widełkach, w których leży lina, jest bardziej oddalony od punktu c na obwodzie krążka. Dla zaoszczędzenia więc liny potrzeba aby punkt cl był jak najbliżej punktu c, to jest aby obrzeże krążka było jak najwęższe. Z tego względu obrzeże należy robić tylko takiej szerokości, jaka jest niezbędną, aby lina się na niego układała.

Obrzeża krążków, podtrzymujący cli linę na zakrzywieniach chodnika, bardzo się prędko ścierają, tam więc gdzie chodnik przewozowy ma dużo zakrzywień, wydatek na krążki, w kosztach własnych przewozu, stanowi poważną rubrykę, szczególnie jeżeli średnica krążków jest mała.

Najlepsze krążki kierunkowe są przedstawione na figurach 535 i 536. Krążki te są opisane przy przewozie za pomocą liny z węzłami.

mm

ta

ESI

Fig. 586.

Fig. 535.

Sposób Forster’a przejazdu przez krzywe. Mechanik Forster urządził w kopalniach Altenwald w Saarbrücken nowy sposób przejazdu przez krzywe, który opatentował. Na zakrzywieniach chodnika urządza on, dla nadania kierunku linie, tylko jeden krążek, a raczej jedno koło linowe, dla każdego toru kolejki, ale o możebnie jak największej średnicy (fig. 535 i 536). W chodnikach więc dwutorowych, na krzywych, są umieszczone dwa krążki, po jednym dla każdego toru. AVozy podczas przejazdu przez krzywe są połączone z liną za pomocą łączników, które są założone w tylnej ścianie wózka. Tor kolejki wzdłuż krzywej jest przerwany i zamiast relsów są ułożone płyty zwrotnicze, przyczem górna powierzchnia płyt jest ułożoną poniżej główki relsów, na poziomie obrzeża koła, tak, aby koła wózków mogły przechodzić swobodnie z rels na płyty, nie zaczepiając obrzeżami. Tym więc sposobem wózek, doszedłszy do zakrzywienia, schodzi z relsów, ale ponieważ pozostaje przyczepionym do liny za pomocą łącznika, więc lina mn nadaje kierunek na płytach i po przejściu zakrzywienia wprowadza go napowrót na relsy. Przy tern urządzeniu wózki mogą z łatwością przechodzić zakrzywienia nawet o bardzo małych promieniach.

......... '"ll"    IJ

^r}

sL

'3TT

iii» «

[ jsi

MM

Jeżeli dwa tory kolejki w chodniku są ułożone bardzo blizko jeden od drugiego, w takim razie średnice krążków wypadają bardzo małe, bo osie obydwóch krążków muszą być umocowane na jednej i tej samej linii prostej, przeprowadzonej od środka krzywej do środka długości zakrzywienia. Aby więc można było zrobić krążki o większych średnicach, umieszczają jeden krążek nad drugim, jak wskazuje fig. 537, przyczem naturalnie potrzeba jeden tor kolejki i należącą do niego część płyt zwrotniczych podnieść, drugi zaś tor musi być ułożony niżej.

Fig. 537.

Przeiuóz z chodników bocznych. Przewóz z chodników bocznych może się odbywać dwojakim sposobem: za pomocą jednej liny, która idzie, zaczynając od maszyny, przez cały chodnik główny i przez chodniki boczne, albo też linę na miejscach rozgałęzienia chodników przerywają, tak, że w chodniku głównym może być jedna lina, albo kilka lin, a prócz tego dla każdego chodnika bocznego jest osobna lina.

Sposób za pomocą jednej wspólnej liny. Sposób ten przedstawia fig. 538. Tor I w głównym chodniku jest przeznaczony dla wozów próżnych, a tor II dla wozów naładowanych. Lina biegnie od maszyny nad torem I w kierunku strzałki, następnie zbacza do chodnika A, dochodzi do jego końca, wraca, biegnie dalej nad torem I do końca chodnika głównego, owija koło powrotne, biegnie dalej nad torem II, wchodzi do chodnika jB, idzie do jego końca i wraca do maszyny. Kierunek w jakim idą wozy pokazują też same strzałki.

Górnictwo. T. II.

G6

Kolejka ułożona w chodnikach, bocznych może być połączona z chodnikiem głównym, albo za pomocą zwrotnicy z, nie przerywając relsów, jak na połączeniu z chodnikiem A, albo też za pomocą

płyt zwrotniczych, jak na połączeniu z chodnikiem B.

Na miejscu rozgałęzienia chodników, w punkcie A, część wozów próżnych biegnie po torze ax do chodnika bocznego, pozostała zaś część wozów biegnie wprost do rozgałęzienia B. Tutaj znowu część wozów próżnych zatrzymuje się i przeprowadza się na tor posyłając je do końca chodnika bocznego, a reszta wozów idzie do stacyi końcowej chodnika głównego.

Wozy naładowane biegną z końcowej stacyi chodnika głów-nego po torze II, a z końca chodnika bocznego I?, po torze b2 do stacyi pośredniej B, a gdy w punkcie c zostaną przyczepione do liny, biegną dalej do maszyny. Wozy naładowane, przychodzące na stacyę pośrednią A, po torze a₂, przechodzą w poprzek toru I i w punkcie d przyczepine są do liny.

Tego rodzaju urządzenie przedstawia bardzo wielkie niedogodności. Przedewszystkiem wszystkie chodniki muszą być ciągle

X jr

\'

(o

iS

-- —(

.V

W:

",

.--„a

fir

'k

13

n¹

::y

Fig. 538.

w działaniu, najmniejsze więc uszkodzenie w jakiemkolwiek miejscu, wstrzymuje przewóz we wszystkich chodnikach.

Zwykle przewóz w chodnikach bocznych nie jest tak znaczny i tak prawidłowy jak w chodniku głównym, przy tego więc rodzaju urządzeniu odstępy między wozami w chodnikach bocznych wypadają bardzo wielkie, wskutek czego lina zanadto się opuszcza i wlecze po spodku chodnika; potrzeba więc między relsami układać krążki.

Nareszcie lina musi być wszędzie jednakowej grubości, bo ją trzeba zastosować do największego naprężenia, co znowu powiększa koszty przewozu.

Dogodność zaś tego sposobu polega na tern, że, przy jednakowej grubości liny, można wszędzie używać jedne i też same łączniki, a prócz tego całe urządzenie jest bardzo proste.

Sposób przewozu za pomocą oddzielnych lin. Sposób przewozu za pomocą oddzielnych lin przedstawiają figury 539 i 540. Na wale

111

i!

«•

RS

mi

L,

' T""r

jt

JT,

Fig. 539.

pionowym osadzone są bębny linowe Zł, Bu Zł₂. Bęben B jest osadzony stale, a bębny By i Zł₂ są osadzone luźno i mogą być za pomocą muf łącznikowych ml i m₂ połączone z wałem albo z nim rozłączone. Łączenie i rozłączanie bębnów z wałem odbywa się obracając w jedną lub drugą stronę koła Hx H₂.

wem,

Przy każdym bębnie jest oddzielne koło linowe Ł, Lx i L2 w ten sposób ustawione, że każdy bęben, wraz ze swem kołem lino-tworzy oddzielne urządzenie podobne do tego, jakieśmy wyżej opisali (fig. 538). Figury 539 i 540 przedstawiają urządzenie

przewozu z chodnika głównego i dwóch chodników bocznych, idących od końca chodnika głównego. Lina S (fig. 540) biegnie wzdłuż chodnika głównego, wprowadza się ona w ruch za pomocą maszyny ustawionej na przeciwległym końcu chodnika i służy dla przewozu w chodniku głównym. Bębny Bx i B₂ z linami Sl i $₂ służą do przewozu w chodnikach bocznych. Lina S wprawia w ruch bę-

mm

Wm,

MÊSLmm

'''Xv

marnai\

jr

-V:

ÜB

-M

Fig. 540.

ben B, a także i wał W, który jest stale z tym bębnem połączony, łącząc zaś, za pomocą muf mx i m₂, bębny Bx i j5₂ z wałem TL, można wprowadzać w ruch liny Sl i S.₂ każdą z osobna albo obie razem.

To urządzenie jest więcej złożone, aniżeli urządzenie przedstawione na figurze 538, ale ma tę wyższość,że, w razie jakiegoś uszkodzenia w chodniku bocznym, przewóz zatrzymuje się tylko w tym jednym chodniku, w innych zaś odbywa się bez przerwy. Prócz tego grubość liny w każdym chodniku może być inną i zastosowaną do tej siły, jaka jest potrzebną do przewozu w danym chodniku.

Figura 541 przedstawia sposób przewozu, przy którym każda lina ma swój oddzielny wał B, Bx i ń>₂, który otrzymuje ruch od wału głównego J3, za pomocą trybów stożkowych. Tego rodzaju urządzenie zastosowują wtedy, gdy prędkość przewozu w chodnikach bocznych ma być inną aniżeli w chodniku głównym, lub też gdy chodniki nie mają dostatecznej wysokości potrzebnej do urządzenia przedstawionego na figurach 539 i 540.

/.

S/

Fig. 541.

Przewóz óez automatycznego odczepiania ruozów. Sposób ten różni się od poprzedzającego tern, że wozy przyczepiane są do liny nie za pomocą łączników, lecz za pomocą lekkich i krótkich łańcuchów (fig. 542). Łańcuchy te wyrabiają z żelaza okrągłego 6 mm. w średnicy. Łańcuch owija się około liny, a następnie hak umieszczony na jego końcu przekłada się przez ogniwo łańcucha. Wskutek tarcia powstającego pomiędzy węzłem, jaki tworzy owinięty łańcuch i liną wóz porusza się razem z liną. Na początku i na końcu chodnika przewozowego lina przechodzi przez krążek, umiesz-

Na końcu chodnika przewozowego, w miejscu gdzie są wozy odczepiane, droga ma spadek, tak, że wóz biegnie po relsach własnym ciężarem i z prędkością większą aniżeli lina, do której jest przyczepionym. Grdy więc wóz, biegnąc po spadku, zacznie wyprzedzać linę, łańcuch przestaje być naprężonym i wtedy go odczepiają. Najprzód odczepiają łańcuch od liny, a potem łańcuch od wozu.

czony na takiej wysokości, że wozy mogą swobodnie przechodzić pod liną.

Ili«

mmmm,

Fig. 542.

Niedostatek tego sposobu przyczepiania polega na tern, że gdy dla przewozu używa się lina cienka, węzeł z łańcucha może się ślizgać po linie, dla pewności więc często biorą liny grubsze aniżeli tego wymaga potrzeba. Prócz tego, gdy lina się skręca, łańcuch nawija się na nią, co może spowodować wykolejenie się wozu, szczególnie też wozu próżnego, który, jako lżejszy, łatwiej może być uniesiony do góry. Dlatego też ten sposób przyczepienia wozów może być używanym tylko w chodnikach zupełnie poziomych, lub też w chodnikach, w których spadek jest bardzo niewielki i przy-tem równomierny.

Jeżeli relsy ułożone w chodniku mają taki spadek, że wóz może się po nich toczyć własnym ciężarem, wtedy wózek zaczyna biedź pod liną prędzej aniżeli sama lina, łańcuch, za pomocą którego jest przyczepiony do liny, przestaje być naprężonym i wóz, tocząc się, może przesunąć węzeł łańcucha.

Ponieważ, przy tym sposobie, wozy są przyczepiane do liny i odczepiane ręcznie, prędkość więc ruchu liny musi być bardzo nie wielką. Nareszcie najważniejszym niedostatkiem tego sposobu przewozu jest to, że wymaga dużo obsługi, jest więc kosztowniejszym aniżeli sposób z automatycznem odczepianiem wózków.

Na stacyach pośrednich, podobnie jak i przy przewozie z auto-matycznem odczepianiem wózków, lina podnosi się do góry za pomocą krążka. Ponieważ jednak, przy przechodzeniu wózków pod krążkiem, lina nie powinna się dotykać jego obwodu, bo łańcuch mógłby się nawinąć na krążek i wóz mógłby się wykoleić, należy więc używać krążki z odsuwaczami. Taki krążek przedstawia figura 543 i 544. Na osi krążka umieszcza się skrzydełko w, które odsuwa łańcuch. Krawędź obwodu, ograniczająca krążek od strony łańcucha, jest zazębiona, gdy więc wózek przechodzi pod krąż-

<źŚ,

!

................................

mam

ir

Fig. 543.

Fig. 544.

kiem, skrzydełko w odsuwa łańcuch, a gdy węzeł łańcucha wejdzie na krążek, zęby jakie są na jego obwodzie, podtrzymują go ciągle nad krążkiem.

Przewóz za pomocą liny z węzłami. Przewóz za pomocą liny gładkiej przedstawia tę niedogodność, że łączniki ściskają i zginają linę, co naturalnie odbija się bardzo niekorzystnie na jej trwałości. Dla zapobieżenia temu, w Niemczech, zaczęto używać lin z węzłami. Węzły na linach robią z konopi, albo metaliczne. Węzły z konopi robią w ten sposób, że w miejscu gdzie ma być zrobiony węzeł, linę dobrze wysuszają, zlekka nagrzewają, smarują smołą gorącą, do której dodają talku i kalafonii i owijają warstwą konopi 4 do 5 mm. grubą. Następnie powtórnie smarują smołą, owijają lekko skręconym sznurkiem, na 3 do 4 mm. grubo, jeszcze raz smarują smołą i owijają konopiami, które także smarują smołą, a po jej stwardnieniu węzeł wygładzają. Czasami linę tylko owijają sznurkiem, bez użycia smoły. Długość węzła zależy od siły ciągnącej, w chodnikach poziomych węzły robią od 8 do 10 ctm. długie.

Węzły metaliczne przedstawiają mufki w postaci rurek, które przytwierdzają do liny nitami. Najprzód nakładają na linę wszystkie mufki, a potem je dopiero przynitowują we właściwych miejscach. Odległość między węzłami powinna być mniej więcej równą tej odległości, na jakiej mają być przyczepione wozy.

Jeżeli przewóz odbywa się po drogach poziomych, dla każdego wozu wystarcza jeden węzeł, tam jednak gdzie są silne spadki

1    wzniesienia, aby zapobiedz ślizganiu się wozów pod liną, robią

2    węzły jeden obok drugiego a między nich wstawiają łącznik. Łączniki przedstawiają widełki żelazne, które wstawiają w ucha zrobione w przedniej lub tylnej ścianie wózków, zupełnie w ten

Fig. 545.

sam sposób jak przy przewozie linami gładkiemi (fig. 526 str. 57).

Stacye końcowe jak również stacye pośrednie, a także i krążki na zakrzywieniach, są urządzone w ten sam sposób, jak przy przewozie linami gładkiemi.

IÜmI

i:

i!

vD

//

\\

ii

Fig. 546.

Na zakrzywieniach często używają krążki z gwiazdami (fig. 545 i 546), które się składają z dwóch części, z właściwego krążka r i z gwiazdy s, obie te części są osadzone na osi przytwierdzonej do belki g, krążek i gwiazda mogą się obracać około osi niezależnie jedno od drugiego. Lina znajduje się zwykle na krążku w położeniu przedstawionem na figurze 545 i w takim razie obraca się tylko krążek r, gwiazda zaś s pozostaje nieruchomą. Jeżeli jednak naprężenie liny się zmniejszy w takim razie lina układa, się na zębach gwiazdy i ślizgając się po nich, podnosi się i przyjmuje pierwotne położenie. Grdy wózek dochodzi do krążka, łącznik zaczepia się za ząb gwiazdy, a przesunąwszy ją na pewną część obwodu, przechodzi około krążka r. Są to krążki najlepsze, które równie dobrze mogą być używane i przy przewozie za pomocą lin gładkich.

Przewóz za pomocą liny przeprowadzonej pod wozami. Przy tym sposobie przewozu lina leży na krążkach przymocowanych do spodka wzdłuż całego chodnika przewozowego. Krążki nadające kierunek linie używane są takie same jak i przy przewozie za pomocą liny przeprowadzonej nad wozami (str. 34). Bęben linowy otrzymujący ruch od maszyny, a także i koło linowe powrotne, umieszczone na dwóch przeciwległych końcach chodnika przewozowego, są osadzone na wałach pionowych, poniżej relsów, pod spodkiem chodnika, a lina wychodzi po nad relsy dopiero na stacyach głównych, w tern miejscu gdzie wózki się do niej przyczepiaj ą.

Ponieważ lina wzdłuż całego chodnika musi leżeć na krążkach, całe więc urządzenie kosztuje drożej, aniżeli przy przewozie za pomocą liny przeprowadzonej nad wózkami. Prócz tego dla przewozu z liną pod wózkami potrzebną jest większa siła i lina prędzej się zużywa, dlatego też ten sposób przewozu wogóle używa się rzadziej. On także, z przyczyny znacznej liczby krążków, przez które lina przechodzi, nie może być zastosowany dla lin z węzłami. Jedyną zaletą tego sposobu jest to, że chodnik przewozowy jest zupełnie wolny, a ponieważ lina leży bardzo nizko, przejazd przez krzywe jest łatwiejszy. Przyczepienie oddzielnych wózków do liny jest przy tym sposobie przewozu także trudniejsze, dlatego też nadaje się on lepiej do przewozu małymi pociągami.

a,

Fig. 547.

Łączniki używane do przyczepienia całych pociągów i oddzielnych wozów mogą być bardzo rozmaite. Łącznik przedstawiony na figurze 547 składa się z dwóchc zęści a %, w których jest wyrobiony otwór dla liny.

Części te są połączone z sobą na zawiasach.

le

Wózek przyczepiony jest do liny za pomocą krótkiego łańcucha k, którego jeden koniec opatrzony jest hakiem, a drugi koniec jest stale przyczepiony do ucha o. Do części a jest przytwierdzony sworzeń b, przez który, po zamknięciu łącznika, przesuwa się za-tyczka.

Łącznik fig. 548 i 549, bardzo często używany w kopalniach w Anglii, także się składa z dwóch części a b, połączonych na zawiasach i które się zamykają za pomocą ruchomej mufki c.

(o)

.y

‘AM

Jak powiedzieliśmy wyżej, sposób prze- Fig. 548. Fig. 549. wozu za pomocą liny bez końca, przeprowadzonej pod wozami, nadaje się lepiej do przewozu pociągami. Pociągi w takim razie składają się tylko z bardzo małej liczby wozów, ponieważ łączniki, za pomocą których przyczepia się je do liny, nie są w stanie wytrzymać zbyt wielkiego obciążenia. Prócz tego, ponieważ przy przewozie za pomocą liny bez końca prędkość przewozu jest zwykle bardzo niewielką, można więc otrzymać dobre rezultaty tylko wtedy, gdy kilka pociągów jest odrazu przyczepionych do liny.

Jeżeli tor w chodniku przewozowym jest podwójny, w takim razie przewóz pociągami odbywa się mniej więcej w ten sam sposób jak i przewóz oddzielnemi wózkami. Dla przewozu jednak pociągami chodnik nie potrzebuje być dwutorowy, można więc wzdłuż całego chodnika ułożyć tylko jedną parę relsów, a po 2 tory układać na stacyach krańcowych i na rozjazdach, przyczem liczba rozjazdów musi być równą połowie liczby jednocześnie biegnących pociągów.

Przy urządzeniu rozjazdów należy odróżniać 2 wypadki: a) gdy lina biegnie zawsze w jednym i tym samym kierunku i b) gdy

------

(L_

"Cf

Ta damie

■«w

próżne

-O______

Fig. 550.

ruch liny odbywa się naprzemian w dwóch przeciwnych kierunkach. W pierwszym wypadku, to jest gdy kierunek biegu liny jest zawsze jeden i ten sam, linę, na miejscu rozjazdu, przeprowadzają w sposób, jak wskazuje fig. 550. Wtedy pociągi z wozami na-ładowanemi przechodzą po relsach a b, a.wozy próżne po relsach c, d, a ponieważ wszystkie pociągi muszą przechodzić przez linę, więc igły zwrotnic z z tak układają, aby mogły być przesuwane nad liną.

W drugim wypadku, gdy ruch liny odbywa się naprzemian w dwóch przeciwnych kierunkach, linę przeprowadzają jak wskazuje figura 551. Tutaj część liny a ć, która przed zwrotnicą z jest ułożoną po środku toru, między relsami, za zwrotnicą 3 przechodzi na zewnątrz toru, część więc liny, która jest ułożoną między relsami ciągnie naprzemian raz wozy naładowane, a drugi raz wozy puste. Gdy pociąg dojdzie do zwrotnicy, odczepiają go od liny i to-

czy się on dalej, na odpowiedni tor, swoim własnym ciężarem. Następnie pociąg wozów próżnych przyczepiają do tej części liny, do której były przyczepione wozy naładowane, a wozy naładowane przyczepiają do tej części liny, która ciągnęła wozy próżne i maszynę puszczają w odwrotnym kierunku tak, aby każdy z pociągów doszedł do tej stacyi, do której był przeznaczony. W miejscach gdzie koła wozów muszą przechodzić przez linę, lina przechodzi

próżne.

cl

o--

O-

(Z

Fadcwne

Fig. 551.

pod igłą zwrotnicową, która jest umocowaną nieruchomo. W igle zwrotnicowej od strony spodniej jest zrobione wycięcie dla liny.

Przewóz łańcuchowy.

Przewóz łańcuchowy odbywa się w ten sam sposób jak i prze-w⁷óz za pomocą liny bez końca z wózkami przyczepionymi pojedynczo, w pewnych odstępach. Chodnik musi być dwutorowy. Na jednym końcu chodnika, w blizkości szybu, ustawdoną jest maszyna, wprowadzająca w ruch łańcuch, na drugim koło łańcuchowe powrotne. Łańcuch bez końca o woja bęben maszyny, idzie dalej wzdłuż chodnika, po środku toru, między relsami, aż do koła powrotnego, owija to koło i wraca, po środku drugiego toru, do bębna maszyny. Podobnie jak i lina bez końca, łańcuch może być przeprowadzony nad wmzkami, albo pod wózkami.

Przewóz za pomocą łańcucha bez końca przeproivadzonec/o nad ivôzkami. Łańcuch owija bęben maszyny w ten sam sposób jak

1    lina od Id/o do 3¹/., razy, co zależy od długości przewozu. Obwód bębna, jak również i obwód koła linowego jest wyłożony drzewem. Oblicowanie drzewne bębna w⁷ystarcza zwykle nie dłużej jak na

2    lata, bo je łańcuch bardzo prędko ściera, a co 3 lub 4 miesiące musi być na nowo obtaczane.

W blizkości maszyny jest umieszczony przyrząd naprężający łańcuch, urządzony mniej więcej w ten sam sposób jak i przyrząd naprężający linę (str. 54).

Łańcuch leży albo bezpośrednio na wózkach, albo też na łącznikach mających kształt widełek, które są nakładane na jeden z krótkich boków wtozu (fig. 552 i 553). Używają także i łączników

Éi

gglllpp

BM

takiego samego kształtu jak i łączniki angielskie. Łączniki bardzo nadwerężają bok wózka, na którym są osadzone, dlatego też ten bok powinien być znacznie grub-

Fig. 552.

Fig. 553.

szym.

Jeżeli łańcuch leży bezpośrednio na wozach, wtedy musi być znacznie cięższym, bo porusza on wózek wyłącznie swoim ciężarem. Urządzenie więc przewozu kosztuje wtedy znacznie drożej. Prócz tego łańcuch leżący bezpośrednio na wozach rozkrusza węgiel i wózki nie mogą być naładowy wane zupełnie pełno. Z tych względów daleko częściej przewóz urządzają w ten sposób, że łańcuch podtrzymują łączniki.

Prędkość biegu łańcucha może być rozmaitą, od 0,5 m. do 2 m. na sekundę. Najczęściej nadają łańcuchowi prędkość 0,75 lub li m., co zależy od ilości przewozu i od wielkości odstępów między wozami.

Prędkość biegu łańcucha, ilość przewozu i wielkość odstępów pomiędzy wozami są z sobą w ścisłym stosunku, mając więc dwie z tych danych, trzecią nie trudno odszukać. Tak np. jeżeli ilość wozów, jaką potrzeba przewieźć w ciągu godziny i która jest zawsze wiadomą, oznaczymy przez n, a wielkość odstępów między wozami chcą mieć x metrów, to prędkość v łańcucha w-yprowadzają następującym sposobem. Długość drogi, jaką łańcuch przechodzi w ciągu godziny, równa się v • 60 • 60 metrów. Ta zaś długość równa się wielkości odstępów między wozami, wyrażonej w metrach, pomnożonej przez liczbę wozów przewożonych w ciągu godziny, to jest = = n x, czyli:

v • 60 • 60 — n x

60 • 60 '

Mając daną prędkość łańcucha i liczbę wozów przewożonych • w ciągu godziny, wielkość odstępów między wozami znajdujemy z formuły:

60 • 60 • v

Nareszcie mając daną prędkość łańcucha i wielkość odstępów, możemy znaleźć ilość wozów przewożonych w ciągu godziny:

v • 60 • 60

Jeżeli np. potrzeba przewieźć w ciągu godziny 180 wozów, a chcianoby aby wozy były przyczepiane do łańcucha w odległości 20 met, jeden od drugiego, to prędkość łańcucha powinna być:

180 X 20

60 X 60

= 1 metr na sekundę

60x60X1

180

— 20 met.

60 X 60 X1

20

180 wozów.

Przy jednakowej ilości przewozu prędkość łańcucha jest w ścisłej zależności od odległości, na jakiej wozy są do niego przyczepiane. Jeżeli więc łańcuchowi nadaną zostanie większa prędkość, to odstępy między wozami mogą być większe i w takim razie łańcuch może być użyty lżejszy. Należy jednak zwrócić uwagę na to, że im prędkość łańcucha jest mniejszą, tern całe urządzenie przedstawia więcej bezpieczeństwa i rzadziej się psuje, praca zaś maszyny w obu wypadkach pozostaje jednakową, bo ona się równa masie pomnożonej przez prędkość, to jest P=Mv. Czy więc masa będzie większą, a prędkość mniejszą, lub naodwrót, rezultat będzie jeden i ten sam. Z tej więc przyczyny lepiej jest dawać łańcuchowi małą prędkość, tembardziej, że i przy małych prędkościach łańcucha ilość przewozu może być bardzo znaczną. Tak np. przy prędkości łańcucha 1 m. na sekundę i przy odstępach między wozami 15 m. w ciągu 8-iu godzin można przewieźć:

1 X 60 X 60 X 8

15

= 1920 wozów,

a taka ilość przewozu w największej liczbie wypadków jest zupełnie wystarczającą.

Przy danej prędkości łańcucha i danych odstępach między wozami, ilość przewozu nie zależy od długości chodnika, w oznaczonym więc czasie można przewieźć jedną i tę samą ilość wozów, bez względu na to, czyobodnik ma 1000 lub 3000 met. długości.

Przy prędkości łańcucha 2 m. na sekundę i odstępach między wozami 10 m., można przewieźć w ciągu 8-iu godzin, nie zważając na długość chodnika,

2 X 60 X 60 X 8

10

= 5760 wozów,

to jest taką ilość, jaką rzadko która kopalnia dostarczyć może.

Jeżeli chodnik ma zakrzywienia, w takim razie na krzywych, jeżeli tylko promienie krzywych nie są dostatecznie wielkie, potrzeba ustawiać podobnie jak i przy przewozie linowym krążki kierunkowe, w każdym jednak razie przejazd przez krzywe przy przewozie łańcuchowym jest trudniejszy aniżeli przy przewozie linowym. Zwykle nie dochodząc do zakrzywienia, drogę stopniowo podnoszą cokolwiek do góry, a na zakrzywieniu droga ma spadek, tak, że wózek, doszedłszy do zakrzywienia, stacza się dalej pod łańcuchem swoim własnym ciężarem. Łańcuch na zakrzywieniu jest podtrzymywany przez krążek, za krzywą zaś łańcuch się opuszcza i wózek znowu wchodzi pod niego. Zdarza się jednak, że wózek nie trafia pod łańcuch, dlatego też zwykle na zakrzywieniach stawiają oddzielnego robotnika, który przeprowadza wozy przez krzywe. Z tego względu w chodnikach bardzo pokrzywionych przewóz łańcuchowy się nie opłaca i wtedy lepiej jest urządzić przewóz linowy.

Przy przewozie łańcuchowym wozy powinny być, podobnie jak i przy przewozie linowym, przyczepiane do łańcucha w równych odstępach, dla dopięcia tego celu używają takie same przyrządy, jakie były opisane przy przewozie linowym.

Fig. 554.

Przewóz za pomocą łańcucha przeprowadzonego pod wozami. Sposób przewozu za pomocą łańcucha przeprowadzonego pod wozami daje rezultaty zada-walniające tylko na powierzchni i tylko wtedy, gdy odległość na jaką się przewóz odbywa jest nieznaczną. W chodnikach podziemnych on się nie nadaje, bo na spodku chodników zawsze jest błoto, które ruch łańcucha bardzo utrudnia.

Wozy przyczepiają albo za pomocą krótkich łańcuchów, albo też za pomocą łączników. W kopalni Wiendahlsbank w Westfalii

łańcuch przeprowadzony pod wozami, który jest rozciągnięty na krążkach przytwierdzonych do spodka chodnika, zrobiony jest w ten sposób, że w pewnych odstępach są w niego wstawione ogniwa z hakami zagiętymi pod kątem prostym (fig. 554), które służą jako łączniki i same wchodzą w kółka przyczepione do wozów.

Porównanie różnych sposobów przewozu. Według Brauna¹) koszt przewozu 1 ton-kil. sposobem za pomocą liny bez końca wynosi fenigów:

przy długości przewozu .    .    1000 — 2000 — 3000 — 4000 m.

Jeżeli wozy są przyczepione do liny łącznikami angielskimi Jeżeli za pomocą łańcuchów .

Za pomocą liny z węzłami z konopi    2,68 — 2,00 — 1,85 — 1,79

,,    ,,    ,, metalicznymi

Średnio przewóz za pomocą liny bez końca......

2,82 — 1,97 — 1,78 — 1,70 3,40 — 2,25 — 2,00 - 1,88

2,51 — 1,90 — 1,82 — 1,80

2,03 — 1,86 — 1,79

2,85

Obliczenie zrobione jest w przypuszczeniu, że chodnik przewozowy jest zupełnie prosty i poziomy, że w ciągu 8-godzinnej zmiany przewozi się 2400 wozów, przy ciężarze martwym wozu 350 kg. i ciężarze pożytecznym 500 kg. i że lina jaka się używa do przewozu jest zrobioną z najlepszej stali tyglowej, której wytrzymałość na rozerwanie wynosi 104 kg. na 1 mm.² i że jest obciążoną tylko 13 kg. na 1 mm.², to jest tylko ¹/₈ tego ciężaru jaki jest potrzebny do jej rozerwania. Dalej przyjmuje się, że gdy wozy są przyczepione do liny za pomocą łączników, prędkość ruchu liny wynosi 1,25 met., a gdy wozy są przyczepione krótkimi łańcuchami, to tylko 0,75 m. na sekundę.

Z tego zestawienia widzimy, że przewóz kosztuje najdrożej, gdy wozy są przyczepione do liny gładkiej za pomocą łańcuchów i że w miarę zwiększania się długości przewozu, różnica kosztów przewozu 1 ton-kil. staje się coraz mniejszą.

Należy jeszcze zwrócić uwagę, że lina gładka wogóle służy dłużej aniżeli lina z węzłami i że lina gładka służy dłużej gdy wozy przyczepiają się do niej krótkimi łańcuchami, aniżeli wtedy, gdy używają się łączniki angielskie. Nareszcie jakakolwiek lina będzie użyta i w jakikolwiek sposób wozy będą do niej przyczepione, to przy jednakowych wszystkich innych warunkach, termin jej służby będzie tem dłuższy, im lina jest dłuższą, to jest im przewóz odbywa się na większą odległość, bo wtedy oddzielne części liny rzadziej przychodzą w zetknięcie z bębnami, krążkami i łącznikami, wskutek czego lina mniej się zużywa.

Najdłużej lina służy od 4—5 lat, co się jednak rzadko zdarza, zwykle służy 2 — 2ya lat.

Można powiedzieć, że lina służy 5 lat jeżeli jest gładką i wozy przyczepiane są łańcuchami krótkimi; 4 lata jeżeli wozy są przyczepiane za pomocą łączników angielskich; 37₂ lat służy lina z węzłami z konopi i 2¹/₂ lat lina z węzłami metalicznymi.

Porównanie kosztów przewozu linowego z kosztami przewozu końmi jest dosyć trudne, ponieważ koszty utrzymania koni w różnych miejscowościach mogą być bardzo różne. Braun koszty przewozu 1 ton-kil. ocenia przy długości przewozu lOOOmet., 2000m., 3009 m. i 4000 m. na 13 fenigów, 12 fen., 11 f. i 10 fenigów, a wtedy w porównaniu z przewozem linowym otrzymuje się następujące oszczędności:

. 1000 — 2000 — 3000 — 4000 m. 13 —    12 —    11 —    10 f.

Długość przewozu .    .

Przewóz 1 ton-kil. końmi .    .

1 ton-kil. przy przewozie linowym 2,85 — 2,03 — 1,86 — 1,79 ,, Oszczędność na 1 ton-kil. . . 10,15 — 9,87 — 9,14 — 8,21 ,,

Porownywując przewóz łańcuchowy z przewozem linowym, przedewszystkiem należy zauważyć, że koszt całego urządzenia przewozu łańcuchowego jest większy, a mianowicie na każde 1000 metr. długości przewozu, urządzenie dla przewozu łańcuchowego kosztuje według Brauna o 1000 marek drożej od urządzenia dla przewozu linowego, co głównie pochodzi wskutek ciężaru samego łańcucha. Przy jednakowej długości, łańcuch jest 4 razy cięższy od liny, ale tylko 2 razy droższy, ponieważ jednak łańcuch służy średnio przez 10 lat, a lina przez 2¹/₂ lat, to jeden łańcuch służy tyle czasu ile 4 liny, czyli, że w ostatecznym rezultacie lina kosztuje 2 razy drożej od łańcucha.

Przy jednych i tych samych warunkach przewóz 1 ton-kil. kosztuje fenigów:

.    1000 — 2000 — 3000 - 4000 metr.

2,85 — 2,03 — 1,86 — 1,79 2,38 — 1,67 — 1,52 — 1,49 0,47 — 0,36 — 0,34 — 0,30

przy długości

za pomocą liny bez końca .

„ łańcucha bez końca czyli kosztuje taniej o .    .

Obliczając na zasadzie tych danych wypada, że za tę samą sumę, która jest potrzebną na urządzenie przewozu linowego i utrzymanie go w ciągu lat 10-ciu, można zbudować przewóz łańcuchowy takiej samej długości, utrzymywać go lat 10, a z oszczędności jaką się otrzyma urządzić drugi takiej samej długości przewóz łańcuchowy. Koszty przewozu linowego są znacznie wyższe, wyłącznie tylko wskutek trudności przyczepiania wozów do liny. Gdyby można było przyczepiać wozy do liny ż taką samą łatwością, z jaką się je przyczepia do łańcucha, wtedy koszty przewozu linowego i łańcuchowego byłyby jednakowe.

W chodnikach prostych, w których droga nie jest zupełnie poziomą, lub też nie ma na całej długości równomiernego spadku, przewóz łańcuchowy jest daleko dogodniejszym, ponieważ łańcuch ciężarem swoim przygniata wóz i przechodząc w tych miejscach gdzie droga ma wklęśnięcia, pewniej i mocniej stoi na relsach, prędkość więc ruchu wozów może być większą. Im zaś większą jest prędkość wozów, tern liczba ich może być mniejszą, a więc potrzeba mniejszego kapitału zakładowego.

Wogóle więc przewóz łańcuchowy jest dogodniejszym i tańszym od przewozu linowego. Jeżeli jednak chodnik przewozowy ma liczne zakrzywienia, o małych promieniach, w takim razie przewóz linowy już jest dogodniejszym, bo przy przewozie łańcuchowym, na każdem zakrzywieniu chodnika, musi być oddzielny robotnik, dla przeprowadzania wózków przez zakrzywienie. Również przewóz linowy jest dogodniejszy wtedy, gdy jest dużo stacyi pośrednich, obsługa których przy przewozie łańcuchowym jest droższą. Z tego wypada, że w chodnikach prostych, jak np. w przecznicach, należy urządzać przewóz łańcuchowy, w chodnikach zaś idących w kierunku rozciągłości pokładu, mających liczne zakrzywienia, lepiej jest urządzić przewóz linowy. Nareszcie jeżeli chodnik jest bardzo pokrzywiony i jeżeli zakrzywienia są o małych promieniach, wtedy można zastosowywać przewóz tylko lokomotywami.

Przewóz lokomotywami.

Zastosowanie lokomotyw do przewozu w kopalniach przedstawia bardzo wielkie trudności, nie zważając więc na wielokrotne próby, dotąd nie otrzymano jeszcze zupełnie zadawalniających rezultatów. Lokomotywy parowe ze zwykłemi paleniskami, z przyczyny wielkiej ilości wydzielającego się z nich dymu i pary, nie mogą być używane w kopalniach, bo oprócz tego, że zatruwają powietrze, relsy kopalniane pokrywają się jeszcze materyą tłustą,

Górnictwo. T. II.

ślizką, podobną do sadzy, wskutek czego pod koła trzeba sypać piasek, co znowu powoduje nadzwyczaj prędkie zużycie kół. Może więc być mowa tylko o zastosowaniu lokomotyw bezdymnych, ale i te lokomotywy nie mogą konkurować z przewozem linowym, bo są bardzo drogie, często się psują, wymagają do ich obsługi spe-cyalnie wykształconych ludzi i wreszcie ich sprawność jest bardzo niewielka.

Koń w kopalni może ciągnąć 10, a w dobrze utrzymanych chodnikach nawet 12 do 15-stu wozów, to jest nie wiele co mniej jak lokomotywa bezdymna, prędkość zaś przewozu 70 do 90 met. na minutę, jaką można osiągnąć przy przewozie końmi, z wielu przyczyn nie bardzo się daje w kopalniach zwiększyć. Wprawdzie zwiększając ciężar lokomotywy, można zwiększyć liczbę wozów w pociągach, ale zwiększeniu ciężaru lokomotywy przyczynia zbyt wielkie niedogodności. Pomijając to, że tam gdzie pociągi składają się z większej liczby wózków, przewóz nie może się już odbywać zupełnie prawidłowo, należy jeszcze zwrócić uwagę, że w kopalniach łączniki do zczepiania wozów nie są sprężyste, gdy więc liczba wozów w pociągu jest za wielka, to przy zatrzymywaniu pociągu następują tak silne uderzenia, że łączniki pękają. Prócz tego, aby można było używać cięższe lokomotywy, potrzebaby zupełnie inaczej budowTać kolejki kopalniane, co znowu znacznieby powiększyło koszty układania kolejek. Kakoniec lokomotywy bezdymne działają z ciągle zmniejszającą się siłą, zawsze więc jest obawa, że pociąg może się zatrzymać po środku drogi. Dlatego też z pomiędzy lokomotyw bezdymnych, właściwie mówiąc mogą mieć zastosowanie w kopalniach tylko lokomotywy elektryczne, chociaż przewóz temi lokomotywami jest zawsze o wiele droższym od przewozu elektrycznego linowego. W pewnych jednak razach lokomotywy bezdymne mogą oddawać wielkie usługi, jak np. przy przewozie w chodnikach bocznych dosyć długich i pokrzywionych, po których wozy muszą przejść wprzódy nim dojdą do stacyi z której się zaczyna przewóz linowy.

Lokomotywy systemu Lamm-Francq’a. Lokomotywa składa się z kotła zabezpieczonego pakunkiem od ochładzania się. Kocioł napełniają wodą gorącą, do której wpuszczają parę pod bardzo Wysokiem ciśnieniem, aż dopóki woda nie zostanie przegrzaną. Lokomotywa działa póki się kocioł nie ochłodzi. Do przewozu pod ziemią lokomotywy te zupełnie się nie nadają, bo wymagają urz4-dzenia kotła w samej kopalni, co połączone jest z wielkiemi niedogodnościami i wielkiem niebezpieczeństwem, a prócz tego wydzielająca się para bardzo zanieczyszcza powietrze i psuje obudowę drzewną w kopalni.

Lokomotywy Hönigmann’a. Budowa lokomotywy Hönigmann’a polega na tern, że potaż lub soda kaustyczna pochłania parę wodną mającą temperaturę 130u i więcej, to jest temperaturę wyższą aniżeli ta, jaką ma para wprowadzająca w ruch maszynę. Lokomotywa Hönigmann’a składa się z kotła cylindrycznego, wewnątrz którego umieszczone są 2 ścianki miedziane, lub mosiężne, rozdzielające kocioł na 3 części. Średnia część jest największą, w nią wsypują potaż lub sodę kaustyczną, a dwie bokowe części napełniają wodą. Te boczne części tworzą właściwie kocioł i one są połączone z sobą rurami miedzianemi lub mosiężnemi. Do środkowej części kotła, w której znajduje się soda kaustyczna, wprowadzają parę zużytą, wskutek czego ług sodowy bardzo się nagrzewa i oddaje swoją temperaturę wodzie napełniającej boczne przegrody. Tym sposobem para zużyta, zgęszczając się, wywołuje wydzielenie się świeżej pary i to ma miejsce do czasu póki temperatura wrzenia ługu sodowego nie spadnie poniżej pewnego punktu.

Kocioł musi być od czasu do czasu zasilany wodą gorącą, jak również i sodą kaustyczną.

Lokomotywy Hönigmann’a z przyczyny ich wysokiej ceny i znacznego ciężaru nie weszły w użycie.

Lokomotywy działające zgęszczonem powietrzem. Lokomotywy działające zgęszczonem powietrzem były zastosowane do przewozu przy pędzeniu tunelu St. Gotard’a. Składały się one ze zbiornika z blachy stalowej 7,6 m.³ objętości, napełnionego powietrzem zgęszczonem pod ciśnieniem 14 atm. Powietrze z tego zbiornika wychodziło do cylindra roboczego, za pomocą samodzia-łającego regulatora, pod ciśnieniem 3 atm. Lokomotywa ciągnęła w tunelu St. Gotard’a pociąg, który ważył od 30 do 60 tonn. na odległość 400 met., z prędkością 10-ciu kilom, na godzinę. Praca pożyteczna powietrza zgęszczonego wynosiła, podobnie jak w maszynkach wiertniczych, tylko 25$.

Mekarski zbudował lokomotywę działającą mieszaniną pary i zgęszczonego powietrza. Jest ona lepszą od lokomotywy działającej samem zgęszczonem powietrzem, ale nie znalazła zastosowania, bo, jak się okazało, koszty przewozu, z przyczyny częstej naprawy i napełniania lokomotywy, wypadały tak drogo, że przewóz tą lokomotywą nie był tańszym od przewozu końmi.

Lokomotywy działające zgęszczonem powietrzem, podobnie jak i wszystkie inne wyżej opisane, mają ten wielki niedostatek, że działają z ciągle zmniejszającą się siłą.

Lokomotywy elektryczne. Lokomotywy elektryczne okazały się w kopalniach najpraktyczniejszemu Mogą one być dwojakiego rodzaju, z przewodnikami przeprowadzonymi wzdłuż chodnika przewozowego i z akumulatorami.

W lokomotywach pierwszego rodzaju prąd przeprowadza się, od dynamo-maszyny ustawionej na powierzchni ziemi, po linie z drutu miedzianego aż do punktu, z którego zaczyna się przewóz, a następnie wzdłuż chodnika przewozowego za pomocą dwóch szyn umocowanych w piętrze chodnika przewozowego. Przez jedną z tych szyn prąd wchodzi do lokomotywy a przez drugą z niej wychodzi.

Lokomotywa waży około 2000 kg. i jest przystosowaną do jazdy naprzód i w tył. Opatrzona jest ona kontaktem w kształcie trzewika ślizgającego się po szynie i połączonego z elektromotorem, umieszczonym na lokomotywie.

Tego rodzaju lokomotywy mogą być zastosowane tylko w kopalniach, w których niema gazów wybuchających, ponieważ przy ich zatrzymywaniu powstają bardzo silne iskry, których uniknąć dotąd nie potrafiono. Również mało się nadają w chodnikach wilgotnych, ponieważ w podobnych chodnikach szyny nigdy nie mogą być zupełnie suche, powstaje więc znaczna strata siły.

Lokomotywy z akumulatorami składają się z dwóch części z właściwej lokomotywy i tendera. Lokomotywa przedstawia dy-namomaszynę ustawioną na platformie z kołami, a tender zawiera silną bateryę akumulatorów. Te lokomotywy mają przyszłość, bo mogą być zastosowane do przewozu po kolejkach ułożonych we wszystkich chodnikach. Prędkość ich biegu wynosi od 10 do 12 kilometr, na godzinę.    -

Porownywuj ąc z sobą zalety i niedostatki przewozu maszynowego za pomocą lin i przewozu lokomotywami, dziś jeszcze należy oddać pierwszeństwo przewozowi za pomocą lin. Lokomotywy kosztują drożej, potrzebują bardzo często naprawy, wymagają do prowadzenia pociągów ludzi specyalnie wykształconych i ich siła przewozowa jest słabszą.

Przewóz wodą.

Przewóz wodą w kopalniach był po raz pierwszy zastosowany w Anglii w roku 1766, w kopalniach węgla Worsley²). Kopalnia Worsley była połączoną kanałem z miastem Manchester. Kanał ten przedłużono do wnętrza kopalni, przeprowadzając na głębokości 70 metrów pod powierzchnią ziemi sztolnię, która przecięła 5 pokładów węgla zdatnych do odbudow⁷y. Tym sposobem chodniki podziemne zostały bezpośrednio połączone z kanałem Manchester i prawie cała ilość węgla wydobywanego w kopalni, a także i wszystkie materyały niezbędne do robót kopalnianych, były dostarczane wodą. Długość chodników, po których odbywał się przewóz wodą, dochodziła do 5655 metr , wysokość ich 2,44 metr., szerokość 2,74 metr., głębokość wody w chodnikach 1,10 metr.

Za przykładem Anglii poszły inne kraje i w początkach bieżącego stulecia przewóz wodą po chodnikach podziemnych miał dosyć obszerne zastosowanie.

Przewóz wodą należy bez kwestyi do najtańszych, bo utrzymanie drogi (to jest poziomu wody), a także i koszty pierwotnego urządzenia są bardzo niewielkie, w dzisiejszych jednak kopalniach, które się przygotowują na ogromne wydobycie, byłby nie wystarczającym, dlatego też nowych tego rodzaju urządzeń nigdzie się już nie spotyka, stare jednak i po dziś dzień dobrze funkcyonują.

Łodzie do przewozu robią ż blachy żelaznej, o pojemności od 5 do 7 Va tonn, prędkość przewozu 5-ciotonnowej łodzi wynosi na Harcu 11 metr. na minutę, pusta zaś łódź wraca z prędkością 22 metr. na minutę. Dla zmniejszenia kosztów wyładowywania rudę nasypują nie wprost do łodzi, lecz do skrzynek, które, po dojściu łodzi do szybu, przyczepiają wprost do liny i wyciągają na powierzchnię ziemi bez przeładowywania.

Łodzie wprowadzają w ruch rozmaitym sposobem, albo robotnik znajdujący się na przodzie łodzi ciągnie ją chwytając się rękami za linę rozciągniętą pod stropem, wzdłuż chodnika przewozowego, albo też wozak kładzie się na wznak na rudzie i odpycha łódź, opierając się nogami o strop, albo wreszcie ciągnie łódź chwytając się rękami za kołki umyślnie w tym celu umocowane w ścianach chodnika przewozowego.

str. 89.

Przewóz po pochylniach.

Przewóz po pochylniach może się odbywać w dwóch kierunkach, a mianowicie z górnego poziomu na dolny i z dolnego poziomu na górny. W pierwszym wypadku siłą wprowadzającą w ruch wózki służy ciężar opuszczanego minerału, w drugim zaś podnoszenie wozów odbywa się przy pomocy maszyn, poruszanych siłą pary, zgęszczonego powietrza, lub też elektrycznością.

Przewóz minerałów z górnego poziomu na dolny. Jeżeli spadek pochylni jest bardzo nieznaczny, w takim razie przewóz po niej odbywa się bez żadnych specyalnych urządzeń, w ten sam sposób jak i po chodnikach poziomych, z tą tylko różnicą, że wóz należy hamować, wkładając pręt żelazny lub drewniany między szprychy dwóch kół, osadzonych na jednej i tej samej osi. Wózki opuszczają się wtedy własnym ciężarem, bez pomocy wozaka, lecz przewóz ich w kierunku odwrotnym (pod górę) jest bardzo uciążliwym.

AV pokładach z większym upadem, do opuszczania wozów napełnionych minerałem służą pochylnie hamulcowe, które mogą być dwustronne i jednostronne.

Pochylnie dwustronne. Pochylnia dwustronna przedstawia chodnik upadowy, w którym są ułożone 2 pary relsów dochodzących do pomostów zwrotniczych, urządzonych na górnym i dolnym poziomach, ograniczających pochylnię. Na górnym poziomie przytwierdza się koło hamulcowa, na obwodzie którego jest wyrobiony żłobek dla liny. Do jednego końca tej liny, na górnym pomoście, przyczepia się wóz naładowany, a do drugiego, na dolnym pomoście pochylni, wóz próżny. Jest to więc równia pochyła, po której wóz pełny, staczając się na dół, ciężarem swoim podnosi wóz próżny.

Na zasadzie praw o równi pochyłej, po stronie wozu pełnego toczącego się na dół, działa siła:

S\ = ( W -f M) sin a,

po stronie zaś wozu próżnego

= W sin a -f L,

gdzie Tl⁷ = ciężar wozu; M = ciężar opuszczonego minerału; L — ciężar liny po stronie wozów próżnych i a = kąt nachylenia, to jest spadek pochylni.

Oczywiście, że aby wóz pełny mógł podnieść wóz próżny, pochylnia musi mieć pewien minimalny spadek. W praktyce minimum kąta nachylenia a musi wynosić od 2° do 14°, co zależy od długości pochylni, ciężaru liny i ciężaru opuszczanego minerału. Zwiększając ilość opuszczanych na raz wozów, możemy powiększyć ciężar opuszczającego się minerału. Ciężar liny może być do pewnego stopnia zrównoważonym przez zastosowanie bębnów stożkowych, a w pokładach mających większą grubość i kąta nachylenia pochylni można ku górze zwiększyć, przez co zwiększy się początkowa wartość dla ( WĄ-M) sin a; przy dalszem zaś opuszczaniu wozów, w miarę jak ciężar liny, po stronie podnoszących się pustych wozów, będzie się zmniejszał, znaczenie dla ( W -f- M) sin a może być już niniejsze. Wreszcie i wartość W sin a Ą- L ciągle stopniowo się zmniejsza, w miarę jak puste wozy podnoszą się do góry i lina przy nich staje się krótszą. W Anglii przy spadku 1 : 15 i przy długości pochylni do 700 metr., opuszczają pociągi złożone z 24 wozów. Pochylnia dwustronna jest pod tym względem niedogodną, że wymaga dwóch par relsów, wskutek czego chodnik musi być bardzo szeroki, utrzymanie zaś szerokiego chodnika jest bardzo kosztowne. Dla zmniejszenia więc szerokości pochylni często, zamiast dwóch par relsów, układają tylko 3 relsy i robią rozjazd po środku długości pochylni (fig. 555), a czasami 3 relsy układają tylko w górnej części pochylni, następnie robią rozjazd i zwrotnicę, a w dolnej połowie pochylni układają tylko jedną parę relsów (fig. 556). Wszystkie jednak urządzenia tego rodzaju nie działają tak dobrze jak pochylnia z dwoma parami relsów.

Pochylnie dwustronne nadają się tylko przy opuszczaniu wozów z jednego poziomu, jeżeli zaś wozy mają być opuszczane z kilku poziomów, w takim razie należy urządzać pochylnie jednostronne.

Pochylnie jednostronne. Pochylnie jednostronne tern się odróżniają od dwustronnych, że wozy puste podnoszą się do góry nie ciężarem opuszczających się wozów naładowanych, lecz ciężarem przeciwwagi. Na pochylniach dwustronnych, przy opuszczaniu się wozów naładowanych, jednocześnie podnoszą się wozy próżne; na pochylniach zaś jednostronnych przy opuszczaniu się wozów pełnych podnosi się do góry przeciwwaga, a następnie, przy opuszczaniu się przeciwwagi, ciężar jej podnosi do góry wozy próżne. Ciężar więc przeciwwagi musi być cokolwiek mniejszym od ciężaru opuszczających się wozów pełnych i większym od ciężaru podnoszących się wozów próżnych zwiększonego ciężarem przyczepionej do nich liny.

Relsy dla przeciwwagi mogą być ułożone albo obok relsów, po których biegną wozy, albo. też tor kolejki dla przeciwwagi robią znacznie węższy i relsy dla przeciwwagi układają między relsa-mi głównej kolejki, po której biegną wozy.

Pochylnie jednostronne z przeciwwagą posuwającą się z boku urządzają tylko wtedy, jeżeli się prowadzi odbudowa jednoskrzy-dłowa i jeżeli strop jest tak wytrzymały, że bez obawy można szerokość pochylni zwiększyć i ułożyć dwa tory kolejki. W przeciw-

9/,

ty,,///,.

Fig. 555.

Fig. 556.

nym razie relsy dla przeciwwagi układają między relsami głównego toru. Wtedy jednak przeciwwaga musi być tak urządzoną, aby po środku długości pochylni, gdzie następuje spotkanie wozu z przeciwwagą, ta ostatnia mogła przechodzić pod wozem. tym celu przeciwwagę robią jak najniższą, zmniejszając średnicę jej kół, co jednak nie jest dogodnem. Lepiej jest, jeżeli tylko na to pozwala kąt nachylenia pochylni, relsy głównego toru, po którym biegną wozy, cokolwiek podnieść w tem miejscu, gdzie następuje spotkanie się wozu z przeciwwagą. Uskutecznia się to przybijając relsy nie do podkładów, lecz do podłużnych legarów, umocowanych na podkładach.

Pochylnie jednostronne, z przeciwwagą biegnącą pomiędzy relsami głównego toru, zastosowują się przy odbudowie dwuskrzydłowej, gdy wózki przychodzą na pochylnię z obudwu stron.

Hf:

Przeciwwaga. Na pochylniach, na których relsy dla przeciwwagi są ułożone z boku relsów głównego toru, jako przeciwwaga służy wóz, z kawałami starego żelaztwa lub kawałkami surówki. Jeżeli zaś relsy dla przeciwwagi są ułożone między relsami głównego toru, w takim razie przeciwwaga musi być tak nizką, aby mogła przechodzić pod wozem. W tym wypadku przeciwwaga składa się z dwóch ram osadzonych na kółkach, między które wstawia się odpowiednią ilość płyt żelaznych po 25 kg. wagi (fig. 557). Ramy powinny być w ten sposób urządzone, aby łatwo mogły być ześrubowane i rozśru-bowane.

Mechanizm hamulcowy.

Sr

W

E"

Fig. 557.

Mechanizm hamulcowy składa się z bębna albo z koła ze żłobkiem na obwodzie, które owija lina :WjL i z hamulca. W mechanizmach / z bębnami mogą być dwie oddziel- / / â ne liny, jedna do przyczepiania wozów pełnych, druga do próżnych, lub dla przeciwwagi. Na pochylniach jednostronnych, część bębna służąca dla liny od przeciwwagi może mieć mniejszą średnicę i wtedy droga jaką przebiega przeciwwaga, będzie krótszą od drogi, jaką przebiegają wozy. W nowszych czasach zamiast bębnów daleko częściej używają się koła hamulcowe, których budowa jest prostsza i które łatwo dają się przenosić z miejsca na miejsce. Koła hamulcowe wyrabiają z lanego żelaza, lub żelazne o 6-ciu szprychach z szerokim (14 do 16 ctm.) obwodem, po środku, lub też z boku którego jest żłobek dla liny. Do koła przytwierdza się hamulec, przedstawiający szeroki pas żelazny, zgięty w kształcie koła,

do którego są przyśrubowane, na sztorc, kawałki drzewa, dobrze dopasowane do obwodu koła hamulcowego (fig. 558). Hamulec powinien być zawsze zamknięty za pomocą ciężaru c do niego przywieszonego, który tylko podczas opuszczania wozu cokolwiek się podnosi. Figura 558 przedstawia mechanizm hamulcowy, używany w kopalniach węgla w Dąbrowie.

w.

fc.

Mm

----Il I

lii

mŁ

Fig. 558.

Żłobek dla liny jest zrobiony po środku szerokości obwodu, a w taśmie hamulcowej są otwory, przez które przechodzi lina. Naciskając drążek a, w kierunku wskazanym strzałką, hamulec się trochę otwiera i wózek zaczyna się opuszczać.

Na pochylniach dwustronnych, lub też na pochylniach z przeciwwagą biegnącą z boku głównego toru, koło hamulcowe musi być tak ustawione, aby oś jego była prostopadłą do płaszczyzny pokładu, a płaszczyzna koła do niej równoległą (fig. 559 i 560). Koło hamulcowe umocowywa się wtedy na ramie, złożonej z dwóch długich i dwóch krótkich belek, która się przytwierdza do stempli wbitych między strop i spodek chodnika. Średnica koła musi być w tym razie tak wielką, aby lina owijająca koło przechodziła po środku między relsami każdego z dwóch torów.

Bardzo proste i bardzo dobre urządzenie koła hamulcowego

dla pochylni dwustronnej przedstawione jest na figurach 561 i 562. Koło hamulcowe A jest osadzone w ramie B, zakończonej hakiem C.

liii

ii

mm

i.-

i;

Fig. 559.

Fig. 560.

Do tej ramy, pod kątem prostym do jej osi podłużnej, jest przymocowaną poprzeczna rama H, służąca jako kierownik dla liny i poprzeczna belka E, opatrzona prętem o, który służy jako oś obrotu dla widełek D. Ramiona tych widełek są w punktach o wygięte pod kątem prostym i do ich końców jest przymocowany, na zawiasie, pas żelazny F, z przyśru-bowanemi do niego na sztorc kawałkami drzewa, tworzącemi hamulec dla koła A.

BBKj

F Im

Drążek I, stanowiący przedłużenie widełek 2), jest opatrzony ciężarem (7, który może być po nim przesuwany, a koniec tego drążka przyciska hamulec F do koła A. Przesuwając ten ciężar w jedną lub drugą stronę, można hamulec mniej lub więcej do koła przyciskać. Podnosząc zaś rękojeść, hamulec się oswobadza i koło A, pod ciężarem przyczepionego do liny wózka, zaczyna się obracać, a wózek zaczyna się opuszczać.

B* Pi

OUI

psa

y 3^

<a=(3t|

-11

m*

Fig. 561.

Na końcach pasa hamulcowego F zrobione są po 3 otwory. Stosownie do potrzeby, w miarę ścierania się drzewa tworzącego

hamulec, sworzeń o, służący jako zawiasa, wstawia się w otwór pierwszy, drugi, lub trzeci.

Jeżeli pochylnia jest długa i ma bardzo stromy upad, szczególnie jeżeli po niej opuszczają znaczne ciężary, lina zaczyna się

*

■ï.yiïüÿit

.„U**

¹

E. Braun: Die Seil földerung, Freirberg 1898, str. 163.

²

Ponson. Traité de l’exploitation des mines de lionille. Liège 1853,

;iâl

Fig 562.

ślizgać na kole i wtedy hamulec przestaje działać. W podobnych wypadkach w* żłobek pod linę drucianą podkładają kawrałek liny konopnej, a gdy i to nie pomaga, używają koła systemu Fowler¹ a (fig. 563 i 564), które są w ten sposób urządzone, że ścianki żłobu dla liny są ruchome i tworzą jakby szczęki, które ściskają linę tem mocniej, im ciśnienie liny na koło jest większe,

JË

Fig. 564.

Fig. 563.

Można także uniknąć ślizgania się liny owijając ją na drugie koło w ten sposób, jak przedstawia figura 565. Dlatego zaś aby uniknąć tarcia na miejscu skrzyżowania się lin, jeden koniec liny unoszą cokolwiek w górę, przekładając go przez krążek a. Hamulec zamyka się tu nie za pomocą przywieszonego do niego ciężaru, lecz za pomocą śruby 8. Przy tego rodzaju urządzeniu średnica koła hamulcowego u musi być większą aniżeli odległość między osiami torów kolei, średnica zaś koła w, równą odległości między środkami torów. Po wyjściu z rowka koła n liny przechodzą przez krążki r r, które nadają im właściwy kierunek.

Platformy. Jeżeli spadek pochylni przenosi 25°, wozy muszą być opuszczane na platformach. Platformy często używają się i na pochylniach z mniejszym spadkiem, ponieważ wozy ustawiają się na nich łatwo i prędko. Platformy mogą być drewniane i żelazne; drewniana platforma przedstawioną jest na figurze 566.

fff

ur

UL

i/.

«i®

wy

.Jk .

Fig. 565.

Takie platformy używają się u nas w kopalniach węgla w Dąbrowie. Figura 567 przedstawia platformę żelazną, figura 568 platformę, która może być używaną na pochylniach z różnymi spadkami. Pomost tej platformy jest ruchomy około osi poziomej i może być opuszczany i podnoszony stosownie do kąta nachylenia pochylni. Do tego samego celu służy platforma przedstawiona na figurze 569.

■A

ir

Pili

Fig. 566.

Tam gdzie wozy opuszcza-ją się po pochylni na platformach, w spodku dolnego chodnika, od którego się zaczyna pochylnia, powinno być zrobione wgłębienie, w które platforma powinna się opuszczać tak, aby jej pomost był na jednym poziomie z relsami ułożonemi w chodniku. Inaczej wstawianie wozów na platformę byłoby niemożebnem.

Ostrożności jakie należy zachowywać przy opuszczaniu wozów na pochylniach. Przewóz na pochylniach jest zawsze

fejL,

m!\W

te

L ! -i

[i

w*

//

Pt

f,h

w/©;

ll?r

lira

ÆcA i:

?\V”'    '

-W

Fig. 568.

Fig. 567.

połączony z pewnem niebezpieczeństwem dla robotników, aby więc uniknąć nieszczęśliwych wypadków, należy zachować pewne środki ostrożności, do których należą:

«MF

fe

{Mml

ffpfi

4/Jm~

Fig. 569.

Zamykanie pochylni. W pochylniach należy odróżniać pomost zwrotniczy górny, z którego wozy się opuszczają, pomost dolny, na którym się wozy przyjmuje i połączenia pochylni z cho-dni kami pośrednimi. Pomost górny powinien być zawsze zamkniętym, na wypadek aby zapinacz nie mógł, przez nieuwagę, zepclmąć na pochylnię wozu nie przyczepionego do liny. Najprostszy sposób zamykania przedstawia baryera żelazna, którą zapinacz otwiera dopiero po przyczepieniu wozu. Do tego samego celu służy łańcuch przeciągnięty w poprzek pecliylni. Dobry także bardzo przyrząd do zamykania przedstawiają figury 570 i 571. Pręt żelazny a b przytwierdza się w łożyskach około ściany pochylni w ten sposób, aby się mógł obracać.

utl

WÊ0" i m

<Ś

■i

Mi

Eig. 571.

Fig. 570.

Końce pręta odginają się w ten sposób jak korby w kołowrocie ręcznym, tak, że koniec a jest prostopadły do końca b. Koniec a znajduje się nad pomostem, w tern miejscu gdzie zaczyna się pochylnia, koniec zaś b jest już na samej pochylni. Środkowa część pręta jest przytwierdzona równolegle do spodka pochylni, ona musi być tak długą, aby wózek mógł się swobodnie umieścić między zagiętymi końcami a b.

Jeżeli zapinacz chce zepchnąć wóz z pomostu, musi podnieść koniec pręta a do a' fig. 570 (jak wskazuje linia kropkowana); lecz gdy koniec a przyjmie położenie a' wtedy koniec b przyjmie położenie poziome i nie dozwoli wózkowi stoczyć się po pochylni, dlatego więc aby wóz opuścić, robotnik musi napowrót obrócić koniec a do położenia poziomego, przez co znowu zamknie pochylnię.

Sygnały. Wózki mogą być opuszczane po pochylni tylko po otrzymaniu z pomostu dolnego odpowiedniego sygnału. Najprostszym przyrządem sygnałowym jest pręt żelazny, idący wzdłuż pochylni, liczba uderzeń w ten pręt wskazuje zapinaczowi na pomoście górnym jak ma postąpić.

Oddział drogowy. Chodzenie po pochylni hamulcowej powinno być bezwarunkowo wzbronione, a jeżeli pochylnia ma być zarazem chodnikiem drogowym, w takim razie potrzeba ją zrobić szerszą i odgrodzić osobny oddział drogowy.

Połączenie pochylni z chodnikiem rozciągłościowym. Pochylnia, jak o tem wspominaliśmy przy odbudowie filarowej, nie powinna dochodzić do chodnika dolnego, lecz tylko łączyć się z nim za pomocą przekątniej. AV tych zaś wypadkach gdzie pochylnia dochodzi do chodnika rozciągłościowego, na miejscu połączenia chodnika

z pochylnią powinien być zrobiony objazd (fig. 407, str. 351, t. I).

fr:-

ó?l!!

rv"r"‘!TT'Pi

- -i

Wózki przy spychaniu ich z pomostu na pochylnię podlegają silnym wstrząśnie-niom, dla zmniejszenia których relsy pochylni dochodząc do pomostu powinn}7 być odpowiednio wygięte i tworzyć zaokrąglenie.

à*

W.

W.

Sc

U/

,.wM

Szyby hamulcowe. Szyby hamulcowe nie odróżniają się niczem od szybów wyciągowych. Nad szybem umieszcza się koło hamulcowe z rowkiem dla liny, do której końców przyczepiają klatki dla wózków (fig. 572). Średnica koła powinna być równą odległości między osiami oddziałów szybu, a jeżeli jest większą, wtedy lina musi przechodzić przez krążki nadające jej kierunek.

h, •_1

'ß>M

Fig. 572.

Zużycie nadmiaru siły podnoszącej puste wozy na pochylniach. Przy znacznym kącie nachylenia pochylni, siła potrzebna do podniesienia pustego wózka z pomostu dolnego na górny jest znacznie mniejszą od siły, jaką wytwarza ciężar wozu naładowanego, opuszczającego się po pochylni.

W niektórych więc kopalniach nadmiar siły, podnoszącej wozy próżne po pochylni, zużytkowują jako siłę poruszającą do mechanicznego przewozu wózków, w chodnikach rozciągłościowycli, przylegających do pomostu górnego pochylni. Naturalnie jest to tylko możebnem wtedy, gdy opuszczanie wozów na pochylni i przewóz po chodniku rozciągłościowym mogą się odbywać jednocześnie i z jednakowemi przerwami.

Przewóz po pochylniach, z dolnego poziomu na górny.

Przewóz po pochylniach, z dolnego poziomu na górny, ma bardzo obszerne zastosowanie przy robotach odkrywkowych, przy robotach zaś podziemnych zastosowywa się rzadziej, chociaż ostatnimi czasy dosyć często jest używanym przy odbudowie grubych pokładów węgla warstwami poziomemi, a także przy odbudowie części pokładów leżących poniżej szybu wyciągowego.

Sama pochylnia urządza się w ten sam sposób jak i przy opuszczaniu wozów z górnego poziomu na dolny, to jest albo układają w niej dwa tory kolejki na całej długości pochylni, albo też tylko 3 relsy, robiąc rozjazd po środku długości pochylni, lub nareszcie w górnej części pochylni 3 relsy, a w dolnej tylko jedną parę relsów i zwrotnicę (fig. 555 i 556).

ggg

Fig. 573.

oznaczone na

Dla zabezpieczenia wozów od staczania się, w razie pęknięcia liny, używają spadochronów. Spadochrony mogą być urządzone rozmaitym sposobem. Na figurach 573 i 574 przedstawiony jest spadochron używany w kopalniach łupka miedzianego w Mansfeld w Prusach. Spadochron przyśrubowują do tylnej ściany wózka, w razie pęknięcia liny drążki a przyjmują położenie figurze 573 kropkami, końce drążków a wbijają się w ziemię i wózek się zatrzymuje.

Górnictwo. T. II.

Przewóz po pochylniach z dolnego poziomu na górny odbywa się za pomocą windy, która może być ręczna, parowa, lub też wprowadzona w ruch powietrzem, zgęszczonem lub elektrycznością. Przy robotach podziemnych winda parowa jest bardzo niedogodna, używają więc częściej windy działające zgęszczonem powietrzem, lub elektrycznością.

Eig. 574.

Na pochylniach z korzyścią może być zastosowany przewóz maszynowy za pomocą liny lub łańcucha bez końca. Łańcuch lub lina przeprowadzana jest pod wozami, a dla zabezpieczenia go od tarcia umieszcza się na krążkach. Wózki przyczepiane są do główr-

'W

pa

Fig. 575.

nego łańcucha za pomocą krótkich i cienkich łańcuchów z hakami (fig. 575). Prędkość ruchu nie przenosi 1-go metra na sekundę, aby można było wozy przyczepiać i odczepiać podczas biegu.

Ponieważ utrzymanie szerokich pochylni z dwoma torami kolejki jest bardzo kosztowne, często pochylnie robią o jednym torze i w takim razie wozy puste opuszczają po pochylni własnym ciężarem, a wozy pełne podnoszą za pomocą windy.

Przewóz po drogach wiszących.

Droga wisząca przedstawia linę drucianą bez końca, naciągniętą na dwa koła, umocowane na pewnej wysokości nad powierzchnią ziemi. Wprawiając w ruch obrotowy koło, jednocześnie wprawiamy w ruch i linę, a także i skrzynie, które będą na niej zawieszone.

Drogi wiszące znane już były w bardzo dawnych czasach. W Gdańsku droga wisząca działała jeszcze w roku 1644¹), a w Ho-landyi w r. 1664, lecz widocznie wyszły potem z użycia i dopiero w 1861 roku zostały wznowione. Dziś drogi wiszące są bardzo rozpowszechnione, szczególniej w miejscowościach górzystych, poprzecinanych wąwozami, w których budowa kolei żelaznych jest połączoną z nadzwyczajnemi trudnościami.

Znane są dwa systemy dróg wiszących: za pomocą jednej liny i za pomocą dwóch lin.

Sposób za pomocą jednej liny bez końca. Lina druciana bez końca owija dwa koła umieszczone na dwóch krańcach drogi. Jedno z tych kół jest połączone z maszyną wprawiającą w ruch

m/mm

■y//.

wMm.

[jrrr—rrrf

HP

Eig. 576.

kółkach, do któ-

przyrząd, a drugie osadzone jest na platformie na rej jest przyczepiony łańcuch z ciężarami utrzymującymi linę w do-statecznem naprężeniu (fig. 576). Wzdłuż drogi, dla podtrzymania liny, ustawione są kozły (fig. 577 i 578), a na końcach każdego z kozłów, osadzone są krążki, przez które przechodzi lina. Maszy-

na wprowadzająca w ruch przyrząd ustawiona jest na krańcowym punkcie drogi, albo też na jej zagięciu.

Do przewozu służą skrzynki (fig. 579 i 580) urządzone w ten sposób, aby były łatwo wywrotne. Podnosząc do góry pierścień a, skrzynka się przewraca i wypróżnia. Skrzynka zawiesza się na

|J|

M.

Eig. 577.

Eig. B78.

linie za pomocą haka c odpowiednio wygiętego, przedstawûonego’na figurach 581 i 582, w przekroju poprzecznym i podłużnym. Hak

wm

Ü!

mm.

Eig. 579.

Fig. 580.

Eig. 581.

wewnątrz jest wyłożony drzewem lub kauczukiem i ma odpowiednio zrobione wgłębienie dla liny. Wewnętrzne ścianki s haka, poniżej wgłębienia, są ścięte ukośnie, co, jak zobaczymy dalej, jest niezbę-dnem do przejścia skrzynki przez krążki, na których spoczywa lina. Przy haku są przytwierdzone dwa krążki k k (fig. 577), służące do przewozu skrzynki po relsie od miejsca gdzie się kończy lina, aż do miejsca gdzie skrzynkę wypróżniają. Gfdy hak, posuwając się wraz z liną, na której jest zawieszonym, dojdzie do krążka a

(fig. 577), podtrzymującego linę, wspiera się na krawędziach tego krążka ukośnie ściętemi ściankami s (fig. 581), lecz ponieważ krążek et ciągle się obraca, hak więc, razem z wiszącą na nim skrzynką, przechodzi na drugą stronę krążka.

Lina nie dochodząc do koła, które ona owija na krańcowym punkcie drogi, znacznie się zniża, w tern zaś miejscu gdzie lina zaczyna się zniżać, ułożony jest około liny rels, w ten sposób, że skrzynka, opuszczając linę,przesuwa się na rels, po którym może się toczyć na kółkach li k. Robotnik stojący na krańcowym punkcie drogi, przesuwa skrzynkę z liny na rels i toczy ją dalej, aż do miejsca, gdzie następuje jej wyładowanie. Następnie po tym samym relsie przesuwa ją jeszcze dalej, aż do drugiej połowy liny, po której próżne skrzynki wracają do drugiego krańcowego punktu drogi, gdzie znowu jest takie same urządzenie, służące do ich naładowywania i przyczepiania.

tV

Jipl

Fig. 582.

Sit

r'Z.rÆÊ.

«w.

if

FP

Isl

M

¹ il-ll

Fig. 583.

Fig. 584.

Sposób za pomocą dwóch lin, jednej ciągnącej i drugiej, po której się wózki toczą. Na kozłach a a (fig. 583 i 584) są naciągnięte 2 liny b c. Górna lina b jest stale umocowaną i silnie na-

ciągniętą, po niej wózki się toczą. Ona składa się z dwóch części, czyli właściwie mówiąc z dwóch oddzielnych lin, jednej grubszej o średnicy 33 do 35 milim., po której toczą się wózki pełne i drugiej cieńszej, 24 milim. średnicy, po której wracają wózki próżne. Lina ta może być zamienianą sztabami z żelaza okrągłego.

Dolna lina c, która jest bez końca, owija dwa koła poziome, umocowane na krańcowych punktach drogi. Jedno z tych kół, na jednym końcu drogi, osadzone jest na platformie na kółkach, do której jest przyczepiony łańcuch z ciężarem, utrzymującym linę w dostatecznem naprężeniu (fig. 576), a drugie, na drugim końcu drogi, jest połączone z maszyną, wprowadzającą w ruch linę, która te koło owija. Do jednej połowy tej liny przyczepiane są skrzynki naładowane, a do drugiej skrzynki próżne, wracające do stacyi.

ma

mc ii

|gg|[g

Fig. 586.

Fig. 585.

Skrzynka toczy się po linie b (fig. 584) na dwóch kółkach n n, a przyczepia się do liny c za pomocą przyrządu r (fig. 585 i 586), przedstawiającego dwakrążki, osadzone na poziomym’sworzniu wten sposób, że jeden z nich może się po sworzniu przesuwać. Lina wkłada się w wyżłobienie z między krążkami, przyczem pół obrotu drążka a wystarcza, aby krążek o przysunąć i linę przycisnąć. Gdy skrzynka jest przyczepioną do liny, drążek a znajduje się w położeniu pionowem, kiedy zaś skrzynka dojdzie do krańcowej stacyi, drążek a zaczepia o przeszkodę, opuszcza się i skrzynka odczepia się automatycznie.

Na krańcowych punktach drogi, lina b owija koło umocowane pionowo, po za którem, do końca liny, jest przyczepiony ciężar dostatecznie wielki, aby linę utrzymać w należytem naprężeniu. W miejscu gdzie lina dochodzi do koła, ułożony jest rels w ten sposób, że skrzynka opuszczając linę, wchodzi na rels. Robotnik stojący na krańcowym punkcie drogi, przesuwa skrzynkę z liny na rels i toczy ją dalej, aż do miejsca gdzie następuje jej wyładowanie, a następnie, po tym samym relsie, przesuwa ją jeszcze dalej, aż do drugiej liny, po której próżne skrzynki wracają do drugiego krańcowego punktu drogi, gdzie jest znowu takie same urządzenie do ich naładowywania.

Lina b, po której skrzynki się toczą, składa się z oddzielnych części, spojonych z sobą łącznikami. Łącznik (fig. 587) przedstawia dwie rury stożkowe, połączone za pomocą gwintu a. Koniec

CL

mmmm

==[//IIilim

mwm

Fig. 587.

liny rozplata się i wkłada w cieńszy koniec rury, a następnie zalewa łatwo topliwym stopem antymonowym. Gdy końce obu lin zostały w ten sposób umocowane w rurach, w szersze końce tych rur wstawia się gwint a i rury ześrubowują się. Liny na drogach wiszących powinny być przynajmniej raz na miesiąc rewidowane i smarowane.

Prędkość ruchu skrzynek wynosi od 1,5 do 2 met. na sekundę, waga skrzynki do przewozu węgla wynosi około 18 kg., pojemność skrzynki około 2,5 korcy. Odległość między skrzynkami na linie od 45 do 50 met.

Kozły, na których liny są przymocowane ustawiają w odległości 40 do 60 met. Skrzynki zawsze robią żelazne.

W ten sposób urządzona kolejka może być z korzyścią zastosowana tylko wtedy, jeżeli stacya, z której przewóz się odbywa, leży wyżej, aniżeli stacya, do której ciężary są wysyłane, to jest jeżeli lina, po której toczą się skrzynki naładowane, ma pewien spadek, inaczej przewóz staje się bardzo kosztownym.

ROZDZIAŁ VIL

Wyciąganie.

Wstęp. Wydobyty i przywieziony do podszybia minerał wyciągają szybem na powierzchnię ziemi. Zależnie od głębokości szybu i ilości wydobywanego minerału, wyciąganie może się odbywać windami ręcznemi, maszynami parowemi, lub też maszynami elektrycznemi.

Człowiek pracujący przy windzie ręcznej może wykonać, w ciągu dnia, pracę wynoszącą od 100 do 140 tysięcy kilogramometrów. Na zasadzie tego, mając daną głębokość szybu i ilość urabianego w ciągu dnia minerału, łatwo oznaczyć, jaki przyrząd należy zastosować do wyciągania. Tak np. jeżeli potrzeba wyciągać dziennie 200 tonn minerału i 40 tonn wody, z głębokości 100 metrów, wtedy należy wykonać pracę (200000 -|- 40000) 100 = 24000000 kilogramometrów, to jest pracę przeszło 171 ludzi, zajętych przy windzie ręcznej. Oczywiście więc, że w podobnym wypadku maszyna staje się niezbędną. Jeżeli zaś, jak się to bardzo często zdarza przy wydobywaniu rudy żelaznej duklami, potrzeba wyciągnąć dziennie 40 tonn minerału, z głębokości 10 metrów, to jest wykonać robotę równą 400000 kilogramometrów, którą z łatwością może wykonać 3-cb ludzi, w takim razie dostateczną będzie winda ręczna.

Naczynia, w których się urabiany w kopalni minerał wyciąga na powierzchnię ziemi, łączą się z przyrządami do wyciągania za pomocą liny.

Wydobywany minerał może być wyciągany albo w tych samych naczyniach, które służą do jego przewozu po chodnikach podziemnych, albo też w innych, umyślnie do tego celu sporządzonych. W tym ostatnim wypadku przywieziony do podszybia minerał musi być przeładowywany.

Jeżeli minerał wryciąga się na powierzchnię ziemi w tycli samych naczyniach, w których się przewozi po chodnikach, w takim razie naczynia te mogą być albo bezpośrednio przyczepiane do liny, albo też, co się zdarza zawsze przy większem wydobyciu, wstawiają je w odpowiednio urządzone klatki, które są stale przyczepione do liny.

Maszyny wyciągowe.

Winda ręczna. Winda ręczna należy do najstarszych przyrządów wyciągowych. Składa się ona z wała poziomego, ułożonego nad wylotem szybu, na dwóch słupach, podpartych z obudwóch

tf

mmmm

Fig. 588.

stron podporami bocznemi (fig. 588 i 589). Słupy i podpory osadzone są na czopy w ramie złożonej z dwóch dłuższych i dwóch krótszych belek. Sama zaś rama spoczywa na wieńcach obudowy szybu.

Wał, jeżeli średnica jego nie przenosi 20 do 24 ctm., robią z jednego kloca. Przy większej średnicy na kloc nabija się klepki. Oś robią ze sztaby stalowej lub żelaznej o przekroju kwadratowym. Koniec jej osadzony w drzewo zagina się pod kątem prostym. Oś wstawia się w wycięcie, w które następnie wbijają klin (fig. 67, str. 50, tom I). Końce wała okuwają obręczami z żelaza grubega po 2 z każdej strony. Na oś nakłada się korba zaopatrzona uchem kwadratowem, dopasowanem do osi. Czasami oś i korbę robią z jednej sztaby żelaza kwadratowego, którą odpowiednio wyginają,

w takim jednak razie kanty na rękojeści należy zaokrąglić. Przy średnicy wała 20 do 24 ctm. długość korby wynosi 47 ctm.

Fig. 589.

Wał powinien być tak ułożonym, aby oś jego znajdowała się na wysokości połowy średniego wzrostu człowieka. Korba wnajwyższem jej położeniu nie powinna być wyżej ramienia pracującego przy windzie robotnika. Oś wała leży albo bezpośrednio w wyżłobieniach zrobionych w słupach, albo też w łożyskach żelaznych lub nawet mosiężnych.

Maszyny parowe. Pierwotnie budowano tylko niewielkie maszyny wyciągowe, które urządzano w ten sposób, że na głównym wale maszyny, połączonym z trzonami cylindrów parowych za pomocą korby i drążka korbowego, osadzali koło zębate wprawiające w ruch drugie większe koło zębate, osadzone na drugim wale, na którym były osadzone i bębny dla lin. Takie maszyny były bardzo często w użyciu, budowano ich nawet o sile 60 do 80 koni parowych. Dziś jednak ten typ maszyn prawie zupełnie zarzucono. Stosują go jeszcze tylko do wind parowych, o sile co najwyżej kilkunastu koni, które się używają przy pogłębianiu szybów i do niewielkiego wydobycia z bardzo nieznacznej głębokości. Najgłówniejszym ich niedostatkiem jest bardzo mała prędkość wyciągania, nie przenosząca 2 metr. na sekundę, a prócz tego ten typ maszyn nie przedstawia dostatecznego bezpieczeństwa, ponieważ zęby kół często się łamią, powodując znaczne przerwy w robotach.

Dzisiejsze maszyny odróżniają się od poprzednich tern, że bębny do lin są osadzone bezpośrednio na głównym wale maszyny, połączonym z trzonami cylindrów parowych za pomocą korb i drążków korbowych. Maszyny takie są zawsze o dwóch cylindrach, a na wale maszyny, między bębnami do lin, osadzone jest koło zamachowe z hamulcem. Zwykle cylindry parowe w maszynach wyciągowych są poziome, chociaż w niektórych miejscowościach oddają pierwszeństwo maszynom z cylindrami pionowymi. Takie maszyny budują dziś o sile kilkuset koni, służą one do wyciągania bardzo znacznych ciężarów, z wielką prędkością i z bardzo wielkich głębokości.

Prędkość biegu maszyn wyciągowych powinna być tern większa, im większą jest głębokość szybu. Dziś przy głębokości szybu od 400 do 500 met. prędkość biegu klatki wynosi od 10 do 15 metr. na sekundę. W Anglii, gdzie szyby są głębsze, klatki podnoszą się z prędkością 17 do 18 met. na sekundę, a w Belgii w szybach mających 900 i więcej metrów głębokości prędkość biegu klatek dochodzi do 22 met. na sekundę.

Maszyny wyciągowe w kopalniach pracują w innych warunkach, aniżeli zwykłe maszyny parowe. Opór jaki mają do pokonania, jak również liczba obrotów są bardzo zmienne, oblicza się je przeto inaczej, niż inne maszyny parowe, które są obliczone według pracy mechanicznej wykonać się mającej. Maszyny wyciągowe i wogóle wszystkie windy, muszą być obliczane podług największych momentów oporu, jakie mają do pokonania.

Zależnie od ciężaru podnoszonego i od głębokości szybu największy opór do przezwyciężenia maszyna wyciągowa ma w chwili, gdy zaczyna podnosić klatkę z wózkami naładowanymi z dna szybu, lub też w chwili gdy klatka z wozami pełnymi ma minąć poziom nadszybia, a klatka z wozami próżnymi osiadła już na dnie szybu. Oznaczywszy przez:

P—ciężar minerału podnoszonego w wózkach;

p—ciężar martwy, to jest ciężar klatki i wózków próżnych;

Q— ciężar liny wiszącej w szybie;

R—promień bębna linowego;

w pierwszym razie moment największego oporu, jaki maszyna musi przezwyciężyć, wyniesie:

(P+ Q)R

w drugim zaś razie

(P 4- p — Q) R-

Zależnie od tego, który z tych momentów oporu wypadnie większy, ten musi być przyjętym przy obliczaniu wymiarów maszyny wy

ciągowej.

Moment oporu musi być zrównoważony przez moment siły, a ponieważ może się wydarzyć, że w chwili gdy maszyna ma przezwyciężyć największy opór, jeden tłok parowy będzie się znajdował

w punkcie martwym, maszyna więc musi być obliczona tak, aby ciśnienie na jeden tłok, pomnożone przez ramię korby, równoważyło największy moment oporu.

Dopóki głębokość szybów i wytwórczość kopalni była niewielką i z szybów nie potrzeba było wyciągać jednocześnie więcej jak 2 do 4-cli wózków, o pojemności 4 do 5-ciu korcy, wymiary maszyn wyciągowy cli wypadały dosyć umiarkowane. Grdy jednak głębokość szybów zaczęła wzrastać do kilkuset a nawet do 1000 met., a kopalnie zaczęto urządzać na bardzo znaczną wytwórczość, zaszła potrzeba budować maszyny, któreby jednocześnie mogły wyciągać po 6, 8 a nawet i więcej wozów. Przy takich więc warunkach wymiary maszyn wyciągowych musiały się znacznie zwiększyć i kon-strukcya ich zrobiła się bardziej złożoną, a co za tem idzie i daleko bardziej kosztowną.

Im głębokość szybów jest większą, tem liny muszą być dłuższe, a ponieważ cała lina pomieszcza się na bębnie, więc i szerokość bębnów także musiała się zwiększyć. Z drugiej znowu strony, szerokość bębnów nie może przekraczać pewnych granic, bo lina za-nadtoby się odchylała od płaszczyzny pionowej, przechodzącej przez koło linowe i środek bębna, aby więc nie zwiększać szerokości bębna, potrzeba było zwiększyć jego średnicę, a to znowu znacznie zwiększyło ich ciężar. Wymiary bębnów obecnie używanych już są tak znaczne, a same bębny tak ciężkie, że wały maszyn muszą być bardzo grube, dla zmniejszenia więc ich średnicy znczęto w Westfalii budować maszyny z dwoma wałami, po jednym dla każdego bębna.

W Anglii firma „ Holmar Bnosu zbudowała maszynę z bębnami bardzo długimi, dlatego zaś aby liny nie odchylały się zbytecznie od płaszczyzny kół linowych, cała maszyna, podczas biegu, przesuwa się po relsach równolegle do osi głównego wała, tak, że lina ciągle pozostaje w tej samej płaszczyźnie. Model takiej maszyny można było widzieć na ostatniej wystawie w Paryżu, zdaje się je dnak, że tego rodzaju maszyny nie zostały jeszcze nigdzie w kopalniach zastosowane²).

Każda maszyna wyciągowa musi mieć dobry hamulec. Hamulec ma zwykle oddzielny cylinder parowy, którego średnica musi być tak wielką, aby hamulec mógł zatrzymać maszynę w pełnym biegu, nawet przy otwartej przepustnicy parowej. Hamulec powinien być tak urządzonym, aby mógł działać odrazu całą siłą, lub też stopniowo. Natychmiastowe działanie hamulca jest niezbędnem w razie jakiegoś wypadku, stopniowo zaś jest koniecznem dla otrzymania powolnego i regularnego ruchu klatek, jaki bywa potrzebnym przy rewidowaniu obudowy szybu, kierowników i t. p.

Raptownie zatrzymywać maszynę za pomocą hamulca można tylko w wyjątkowych razach, gdy już nie ma innego sposobu wyjścia, bo takie zatrzymanie może spowodować uszkodzenie maszyny.

Kierowanie maszyną. Maszynista kierujący maszyną powinien być jak najdokładniej obeznanym ze wszystkiemi jej częściami. W jego ręku jest życie ludzi zjeżdżających do kopalni i z niej wyjeżdżających, najmniejsza zaś jego omyłka, lub fałszywy manewr, może spowodować zatrzymanie biegu całej kopalni. Na maszynistów więc należy wybierać ludzi mających za sobą długą praktykę, wielkie doświadczenie, odznaczających się wstrzemięźliwością i zimną krwią, a przytem zupełnie zdrowych, nie podlegających omdleniom i nie doznających zaćmienia w oczach.

Dobry maszynista czuje czy klatka jest przeładowaną, mało naładowaną lub próżną. Drgania rękojeści i liny wskazują mu co się w szybie dzieje i uprzedzają jak ma w danym razie postąpić. Maszynista powinien tylko kierować maszyną, smarowanie zaś i czyszczenie maszyny powinien wykonywać jego pomocnik.

Sala maszynowa powinna być obszerna, widna i bardzo starannie utrzymana, sama zaś maszyna doskonale wyczyszczona i od-polerowana.

Zwykle maszyny budują w ten sposób, że miejsce dla maszynisty znajduje się po środku między cylindrami parowymi. Jest to pod tym względem dogodne, że maszynista może dobrze widzieć całą maszynę i wszystkie jej części. W razie jednak pęknięcia liny, koniec jej wyskakując z szybu łatwo go może uderzyć, przyczyniając mu śmierć, lub przynajmniej bardzo ciężkie okaleczenia. Maszynista zaś z obawTy, aby nie być uderzonym liną, może, mimo swej woli, zerwać się z miejsca i porzuciwszy maszynę spowodować tern bardzo wielką katastrofę. Z tego więc względu może są lepsze te maszyny, w których miejsce dla maszynisty jest z boku maszyny..

Od dobrego maszynisty tak wiele zależy, że w bardzo wielu kopalniach maszynista dostaje co pewien czas (zwykle co miesiąc) oddzielne premium za to, jeżeli w ciągu ubiegłego okresu nie zdarzył się żaden wypadek.

Liny.

II

ra

Fig. 590.

Liny mogą być roślinne i metaliczne. Liny roślinne wyrabiają^ konopi lub włókien aloesu, metaliczne zaś z drutów żelaznych lub stalowych. Prócz tego liny mogą być okrągłe i płaskie. Liny okrągłe składają z oddzielnych cienkich splotów skręconych w jedną grubą linę. Liny płaskie otrzymują zszywając w jedną szeroką taśmę kilka lin okrągłych. Płaska lina musi być zawsze złożoną z parzystej liczby lin okrągłych, najczęściej składa się ona z 8-miu lin, przyczem oddzielne liny muszą być tak ułożone, aby każda z dwóch lin przy sobie leżących była skręconą w stronę przeciwną (fig. 590). Jest to niezbędne dlatego, aby uniemożebnić dążność liny do rozkręcania się. Zszywanie lin powinno się odbywać na całej długości liny pod jednakowem ciśnieniem. Liny aloesowe zszywają sznurkami przechodzącemi w poprzek lin prostopadle do ich długości, w odstępach od 5 do 10 ctm. Liny zaś płaskie druciane otrzymują łącząc w taśmę kilka lin okrągłych nitami, o przekroju eliptycznym, przechodzącymi w poprzek lin.

Fig. 592.

Fig. 591.

Liny druciane wyrabiają skręcając w sploty po kilka drutów około środkowej duszy z konopi lub aloesu, a następnie kilka splotów około środkowej duszy w linę (fig. 591 i 592). Dusza konopna lub aloesowa jest pożyteczną pod tym względem, że daje linie większą giętkość, znacznie zmniejsza tarcie drutów jedne o drugie i le-

piej utrzymuje smar. Z drugiej jednak strony jest do pewnego stopnia niedogodną, bo zatrzymuje wilgoć, szkodliwie działającą na druty.

mm

lüi

Druty w splotach i sploty w linie muszą szczelnie do siebie przystawać, tak aby między nimi nie było żadnych pustych przestrzeni, w przeciwnym bowiem razie, gdy lina się wyciąga, powstaje silne tarcie między drutami, powodujące szybkie ich zużycie. Ponieważ zaś druty'przecierają się wewnątrz liny i uszkodzenie ich wca-le nie jest widoczne na zewnątrz, pęknięcie * ÈmÊÊBtËÈÊ więc liny następuje wtedy, kiedy go się wcale nie można było spodziewać.

Fig. 593.

W ostatnich czasach zaczęto wyrabiać liny ze splotów płaskich i liny zamknięte z drutów fasonowych. Liny ze splotów płaskich (fig. 593), nawijając się na bębny i przechodząc przez koła linowe, przylegają do powierzchni wyrobionego dla nich żłobu większą ilością drutów, wskutek czego druty ścierają się bardziej równomiernie, a więc trwałość takich lin ma być większą.

Liny zamknięte (fig. 594 i 595) składają się z współśrodko-wych warstw, złożonych z drutów fasonowych, to jest drutów mających ściśle oznaczony kształt i dobrze do siebie dopasowanych,

iAy

Fig. 594.

Fig. 595.

tak, że jedna warstwa otacza prawie hermetycznie drugą, a w samym środku znajduje się dusza z konopi. Przy jednakowej płaszczyźnie przekroju wszystkich razem wziętych drutów, średnica tych lin jest znacznie mniejszą od średnicy lin zwyczajnych, tak, że na jeden i ten sam bęben, liny zamkniętej można nawinąć o 42$ więcej, aniżeli liny zwykłej. Przy jednakowej zaś wytrzymałości, liny zamknięte są o 13$ lżejsze. Mają one zupełnie gładką powierzchnię, a ponieważ druty są dobrze dó siebie dopasowane, więc lina przy obciążeniu nie wydłuża się i rdza, nawet w szybach, bardzo wilgotnych, nie przechodzi wewnątrz liny. Przy użyciu ściera się tylko zewnętrzna warstwa drutów, druty zaś wewnętrzne nie pękają i mają się wcale nie zużywać.

Liny zamknięte nie mogą być silnie zaciskane, należy się także wystrzegać, aby lina przy nawijaniu na bęben nie skręcała się. Liny te są znacznie droższe i może dlatego dotąd się nie bardzo rozpowszechniły, Tomson jednak utrzymuje³), że dla bardzo głębokich szybów znajdą One wielkie zastosowanie.

Liny konopne i aloesowe.

Liny konopne należą do najstarszych, dziś jednak wychodzą z użycia i zastępują się aloesowemi, które, przy jednakowej wytrzymałości, są trwalsze od konopnych.

Liny konopne od wilgoci bardzo prędko się psują, w szybach więc mokrych nie powinny być używane, a przynajmniej muszą być bardzo często smarowane gorącym tłuszczem. Me mogą być także używane w szybach, przez które wychodzi zepsute powietrze z kopalni, bo złe powietrze działa na nie równie szkodliwie jak i na drzewo. W szybach, przez które wychodzi zepsute powietrze z kopalni, należy używać liny druciane. Konopie użyte do fabrykacyi lin powinny być napojone tłuszczem od 10 do 20$ ich wagi. Napojenie konopi tłuszczem zwiększa trwałość liny, ale zmniejsza jej wytrzymałość.

Liny aloesowe wyrabiają z włókien aloesu (Agave america-na). Wwilgoci włókna aloesowe nietylko nie gniją, ale przeciwnie, lepiej się konserwmją, co jest bardzo ważne dla lin kopalnianych. W suchych szybach, szczególnie gdzie jest wysoka temperatura, liny aloesowe umyślnie maczają, z drugiej jednak strony, wilgotne włókna, na mrozie, bardzo się łatwo łamią. Włókna aloesu mniej wchłaniają w siebie tłuszczu aniżeli konopie. Ciężar właściwy liny aloesowej jest o 0,1 mniejszy od konopnej, a ponieważ wytrzymałość jednych i drugich jest mniej więcej jednakową, a więc, przy jednych i tych samych wymiarach, lina aloesowa jest wytrzymalszą.

Przed laty 30 wytrzymałość lin aloesowych na rozerwanie przyjmowano 600 kg. na 1 ctra², obecnie przyjmują 900, a nawet 1000 kg. Przekonano się, że wytrzymałość ich nie zawsze bywa jednakową i że po części zależy od kształtu liny, to jest zależy od tego czy lina jest okrągłą lub płaską. Zauważono również, że wytrzymałość liny zmniejsza się w miarę jak jej średnica wzrasta. Wytrzymałość najlepszej liny nie przenosi 800 do 900 kg. na 1 ctm², ponieważ jednak, nie zważając na największe starania, niepodobna jest zrobić liny zupełnie jednorodnej, fabrykanci belgijscy, którzy wyrabiają najlepsze liny, nie gwarantują większej wytrzymałości nad 600 do 650 kg. na 1 ctm².

Wymiary lin aloesowych oznaczają się na zasadzie następujących danych:

1.    Nowa lina aloesowa nie powinna być obciążoną więcej jak na Y,,, jej wytrzymałości na rozerwanie, a więc nie więcej jak 60-ma kilogramami na każdy centymetr kwadratowy jej poprzecznego przekroju. Gdy po pewnym czasie służby, lina się wyciągnie i stanie się bardziej zbitą, jej poprzeczny przekrój tak się zmniejszy, że obciążenie to będzie odpowiadało około 80 kilogramom, to jest mniej więcej ¹/₈ tego ciężaru, pod jakim lina już się rozrywa.

2.    Waga jednego metra bieżącego liny aloesowej o przekroju 1-go ctm. kwadr, wynosi mniej więcej 0,1 kg., jeżeli lina jest napojona tłuszczem i tylko 0,08 jeżeli lina nie jest napojoną tłuszczem.

3.    Gdy lina przymocowana do bębna jest rozwiniętą i opuszczoną do szybu, to część jej około bębna musi wytrzymywać nie-tylko ciężar przyczepiony do końca liny, ale jeszcze i ciężar samej liny.

•4. Szerokość liny płaskiej, złożonej z 6-ciu lin okrągłych, równa się 5 razy wziętej średnicy liny okrągłej, a szerokość liny płaskiej, zszytej z 8-iu lin okrągłych, tylko 6¹/₂ razy wziętej średnicy liny okrągłej.

Dla przykładu obliczmy, na zasadzie tych danych, wymiary, jakie potrzeba dać linie mającej podnosić ciężar 3000 kg., z głębokości 200 metr. Lina ma być płaska aloesowa, zszyta z 8-miu lin okrągłych.

Jak wyżej powiedzieliśmy, metr bieżący liny o przekroju 1 ctm. kwadr, waży 0,1 kilogr., a więc 200 metrów bieżących liny, o przekroju 1 centymetra kwadratowego, będzie ważyło 200X0,1=20 kilogramów.

Górnictwo. T. II.

Ponieważ każdy centymetr kwadratowy poprzecznego przekroju liny można obciążyć tylko 60 kilogr., sama zaś lina, o przekroju jednego centymetra kwadratowego, przy długości 200 metr., waży 20 kilogr., można więc już na niej zawiesić tylko ciężar nie przenoszący 60 — 20 = 40 kilogr.

Dzieląc całkowity ciężar, jaki ma być przywieszony do liny (3000 kilogr.) przez 40 kilogr., otrzymamy płaszczyznę poprzecznego przekroju szukanej liny w centymetrach:

3000

= 75 centym, kwadr.

Szerokość liny płaskiej, złożonej z 8-miu lin okrągłych, równa się 6l!% razy wziętej grubości liny. Oznaczając więc grubość liny przez otrzymamy:

g X 6,5 g — 75,

skąd

6,5    = 75

g = 3,4 ctm.

Lina więc musi być 34 milim. grubą i 6,5 X 34 = 221 milim. szeroką.

Waga bieżącego metra liny będzie:

75 ctm. X 0,1 kilogr. = 7,5 kilogr., a waga całkowitej liny 200 metr. długiej

7,5 X 200 = 1500 kilogr.

Całkowity zaś ciężar, jaki lina będzie musiała podnosić 3000 + 1500 = 4500 kilogr.

Ponieważ zaś lina w poprzecznem przekroju ma 75 ctm. kw., na każdy więc centymetr kwadratowy przypada 60 kilogr., to jest ten ciężar, jakim lina bezpiecznie może być obciążoną.

Dla obliczenia wymiarów poprzecznego przekroju lin aloesowych służy jeszcze następująca formuła:

P = 110 d,

gdzie P — ciężarowi przywieszonemu do liny łącznie z wagą liny w kilogramach, a d = płaszczyźnie poprzecznego przekroju liny w centymetrach kwadratowych. Ponieważ jednak zmierzyć płaszczyznę przekroju liny jest bardzo, trudno otrzymane więc za pomocą tej formuły rezultaty sprawdzają za pomocą następującej formuły:

P = 942 G,

w której G oznacza ciężar metra bieżącego liny w kilogramach.

Aby uwidocznić wpływ głębokości szybu na wymiary liny, obliczmy wymiary poprzecznego przekroju liny, która ma podnosić ciężar 3000 kg. z szybu nie 200 lecz 400 metr. głębokiego.

Metr bieżący liny o przekroju jednego ctm. kwadr, waży 0,1 kilogr., waga więc liny o przekroju jednego ctm. kwadr., mającej 400 metrów długości, będzie 0,1 X400 = 40 kilogr. Ponieważ zaś obciążenie liny nie powinno przenosić 60 kilogr., można więc na niej zawiesić tylko 60 — 40 = 20 kilogr. Rozdzielając całkowity ciężar, jaki ma być do liny przywieszony, to jest 3000 kilogr. przez 20, otrzymamy, że szukana lina powinna mieć w poprzecznem przekroju:

3000

20

= 150 ctm. kwadr.

6,5 g² = 150 ctm. kw. g = 48 milim.

Lina więc musi być 48 milim. grubą i 313 milim. szeroką, metr bieżący liny będzie ważył 15 kilogr., a waga całej liny 400 metr. długiej 6000 kilogr.

Całkowite obciążenie liny:

3000 -f- 6000 = 9000 kilogr.

Nareszcie przy głębości szybu 600 metr., to jest przy długości liny równej 600 metr., obciążenie każdego centymetra kwadratowego poprzecznego przekroju liny, zależne tylko od wagi samej liny, wy nie sie:

0,1 X 600 — 60 kilogr.

a ponieważ, jak wyżej powiedzieliśmy, liny więcej jak 60-cioma kilogramami na każdy ctm. kwadr, jej poprzecznego przekrój u obciążać nie można, a więc przy głębokości szybu 600 metr., lina jest w stanie wytrzymać tylko swój własny ciężar i żadnym innym obciążaną już być nie może.

Z tego widzimy, że w szybach, których głębokość dochodzi do 600 metrów, zwyczajne liny roślinne nie mogą być używane.

Ponieważ jednak obciążenie dolnego końca liny, do którego przyczepia się ciężar podnoszony przez linę, jest daleko mniejszem od obciążenia części liny około bębna, która musi podnosić oprócz ciężaru przyczepionego do liny, jeszcze i własny swój ciężar, więc przekrój liny u dołu nie potrzebuje być tak wielkim jak przekrój tejże liny ugory, około bębnów. Zmniejszając zaś stopniowo przekrój liny ku dołowi i nadając jej formę stożka, znacznie zmniejszamy jej ciężar, a przez to staje się możebnem zastosowanie lin roślinnych do podnoszenia ciężarów z daleko większych głębokości.

Liny o zmniejszającym się stopniowo przekroju nazywają się linami jednakowej wytrzymałości, bo w nich każda część liny jest jednakowo obciążoną, to jest, że w każdern miejscu przekrój liny ma tylko te wymiary, jakie są niezbędne do wytrzymania ciężaru, którym lina wr danem miejscu jest obciążoną, czyli ciężaru równego ciężarowi zawieszonemu na jej końcu i zwiększonemu ciężarem samej liny.

Liny jednakowej wytrzymałości wyrabiają zwykle w ten sposób, że na długości pierwszych 60 lub 80 metrów od dołu mają one jednakowy przekrój, co jest koniecznem z tego względu, że koniec liny, do którego przywieszony jest ciężar, zużywa się bardzo prędko, musi więc być od czasu do czasu odcinany.

Liny aloesowe jednakowej wytrzymałości przeważnie używają w Belgii i we Francyi, szczególnie w Belgii, gdzie wyrób ich doprowadzonym jest do doskonałości. W Belgii w kopalniach węgla około Charleroi można widzieć liny aloesowe w szybach mających po 800 i 900 metr głębokości. W Niemczech, z wyjątkiem Westfalii i w Anglii lin aloesowych prawie wcale nie używają.

Liny aloesowe mogą służyć od 12 do 18 miesięcy, są one daleko cięższe i droższe od lin drucianych, mają jednak tę wyższość, że włókna roślinne nie pękają tak nagle jak druty i że w miarę jak lina się zużywa, jej wygląd się zmienia, tak, że już z samego zewnętrznego wyglądu można sądzić o ile dana lina jest jeszcze zdatną do użycia.

Liny druciane.

Wy trzy małość lin. Pierwotnie liny wyrabiano z drutów żelaznych, następnie zaczęto je wyrabiać z miękkiej stali. Próby zastąpienia lin żelaznych linami stalowemi z początku przyjęto z niedowierzaniem, lecz wkrótce przekonano się o znacznie większej wartości tych ostatnich. Wytrzymałość na rozerwanie drutów stalowych, z jakich wyrabiano lin)'-, pierwotnie była 80 kg. na 1 mm.², następnie zaczęto używać stali twardszej, o wytrzymałości 120 kg., potem wytrzymałość na rozerwanie zwiększono do 150 kg., a obecnie wyrabiają liny z drutów o wytrzymałości 180 kg. na 1 mm.². Im wytrzymałość stali użytej do wyrobu liny jest większą, tern giętkość liny jest mniejszą, dlatego też liny ze stali twardej wymagają bębnów o większej średnicy. Dziś ostatecznie się przekonano, że liny ze stali twardej, o większej wytrzymałości, pod względem bezpieczeństwa, w niczem nie ustępują linom ze stali miękkiej, o wytrzymałości 80 kg. i chociaż, ostatnimi czasy, coraz więcej lin wyrabiają ze stali twardej, tern nie mniej jednak liczba wypadków zerwania się lin znacznie się zmniejszyła. Prócz tego przekonano się jeszcze, że w nowourządzonych szybach z dobrze zbudowanemi kołami linowemi, o średnicy 5 — 6 m. i z bębnami o średnicy od 6 od 10-ciu m., liny ze stali twardej pracują dłużej aniżeli pracowały wprzódy liny ze stali miękkiej.

Rzeczywista wytrzymałość lin jest zawsze daleko mniejszą aniżeli ta, jaka się otrzymuje z obliczeń teoretycznych, zależy to z jednej strony od skręcenia drutów w linie, a z drugiej od niedokładności fabrykacyi.

Skręcanie drutów w linach ma na celu ściślejsze ich połączenie, aby po zawieszeniu ciężaru na linie obciążenie ich było mniej więcej jednakowe.

Krok wężownicy, według którego oddzielne druty są zwinięte w splotach i sploty w linach reguluje się w ten sposób, aby średnica koła wężownicy, według której jest zwinięty splot w linie, równała się 8 razy wziętej średnicy liny, a średnica koła wężowmicy, według której zwinięty jest drut w splocie, równała się 8 do 12 razy wziętej średnicy splotu. Im skręcenie drutów jest większe, tern wytrzymałość liny jest mniejszą.

W linach, w których druty w splotach i sploty w linie są skręcane w jedną i też samą stronę, wytrzymałość liny zmniejsza się (wskutek skręcenia drutów) na 12 do. 15$. Jeżeli zaś druty w splotach są skręcone w jedną stronę, a sploty w linie w stronę przeciwną, strata wytrzymałości jest daleko większą. Z tego wypada, że najwytrzymalsze liny są te, w których druty w splotach i sploty w linie są skręcone w jedną i też samą stronę.

Niedokładność fabrykacyi lin ma wielki wpływ na ich wytrzymałość. AYytrzymałość lin znacznie się zmniejsza jeżeli tylko druty w splotach i sploty w linie nie przylegają szczelnie do siebie. Dlatego też wytrzymałość liny zupełnie nowej, jest zawsze mniejszą aniżeli tej, która już była jakiś czas w użyciu. Lina świeżo założona, po kilku dniach użycia, wydłuża się, bo druty zmieniają swoje położenie w ten sposób, że puste przestrzenie, jakie były między niemi, zupełnie znikają i druty bardziej szczelnie do siebie przystają, wskutek czego, przy podnoszeniu ciężaru, następuje bardziej jednostajne obciążenie każdego z drutów. Druty więc pracują w lepszych warunkach i lina może wytrzymać większy ciężar.

Grubość drutów. Grubość drutów w linach zależy od średnicy bębnów linowych i od kół nadających kierunek linom, które są umocowane nad szybem. Im średnica bębnów i kół jest mniejszą, tern lina musi być bardziej giętką a więc średnica drutów musi być mniejszą. Z drugiej jednak strony im druty są cieńsze, tern łatwiej rdzewieją, lina więc jest mniej trwałą. Dla trwałości liny potrzeba aby średnica bębna linowego i koła była przynajmniej 1500 razy większą od średnicy drutów w linie, przy linach zaś stalowych nawet od 1800 do ‘2000 razy większą od średnicy drutów. Jeżeli więc średnicę bębna oznaczymy przez D, a średnicę drutów przez ćZ, to D = 1500 cl. Inni przyjmują, że D powinno być równe 2115 cl.

Wogóle do fabrykacyi lin używają się druty od 0,60 mm. do 3,50 mm. grube, z tych jednak najczęściej są używane druty o średnicy od 1,8 do 3 milim. Druty cieńsze zanadto prędko rdzewieją.

Ilość drutów w linach wynosi od 24 do 120, a często do 180 i 200, zależnie od grubości drutów. Dla nadania zaś linom okrągłej formy, najczęściej zwijają je z 6-ciu splotów, skręconych około duszy konopnej lub aloesowej.

Wymiary poprzecznego przekroju lin. Wymiary poprzecznego przekroju lin, a raczej ilość drutów w linach, oblicza się następującym sposobem. Mając daną średnicę bębna linowego, oznacza się zależnie od jej wielkości, grubość drutów, mając na uwadze, aby średnica ich była 1500 razy mniejszą od średnicy bębna. Następnie przyjmują, że drut żelazny nie powinien być obciążonym więcej jak 10-ma kilogr. na milim. kwadratowy, a drut stalowy 15-ma kilogr., a najlepsze druty stalowe 20-ma kilogr. na milim. kwadr, co odpowiada mniej więcej ¹/₈ ich wytrzymałości na rozerwanie. Obliczywszy według tych danych ciężar, jaki może być przywieszony do każdego z drutów i dzieląc całkowity ciężar, jaki lina ma podnosić, przez liczbę kilogramów, jaka może być przyczepioną do każdego z drutów, otrzymamy ilość drutów, z których dana lina składać się powinna.

Wogóle lina powinna przedstawiać co najmniej sześciokrotne bezpieczeństwo, to jest ciężar do niej przywieszany nie powinien przewyższać ¹/₆ wytrzymałości na rozerwanie. Przy podnoszeniu zaś ludzi obciążenie powinno być o 50;£ mniejsze.

Do obliczenia ilości drutów w linach służą jeszcze następujące formuły:

dla lin z drutów żelaznych

P= 7,31 nd\

a dla stalowych

P = 15 n cl²,

gdzie P= ciężar przywieszony do liny w kilogramach; n — liczba drutów i cl= średnica drutów w milimetrach.

Jeżeli przez P oznaczymy ciężar przyczepiony do liny i przez p wagę metra bieżącego liny, to dla lin z drutów żelaznych otrzymamy formułę:

P = 1000 P

a dla lin z drutów stalowych

P = 1500 p,

to jest, że lina żelazna może podnosić ciężar 1000 razy większy, od wagi metra bieżącego liny.

Waga zaś metra bieżącego liny = 0,0076 n cl², gdzie n ilość drutów, a cl ich średnica w milimetrach.

Ponieważ ciężar lin drucianych jest znacznie mniejszym od lin aloesowych, głębokość szybów przy której liny o jednakowym przekroju mogą być używane jest daleko większą dla lin drucianych aniżeli dla aloesowych. Dla lin aloesowych, jak wyżej widzieliśmy, maximum głębokości szybu wynosi 600 metrów, liny zaś z drutów żelaznych mogą być używane do głębokości 1000, a z drutów stalowych 1500 metrów.

Liny druciane stożkowe, o stopniowo zmniejszającym się przekroju, mogą być już z korzyścią zastosowywane przy głębokości szybów większej nad 500 metrów.

Porównanie lin żelaznych ze stalowemi. Liny żelazne są daleko cięższe od lin stalowych. Przy jednakowej wytrzymałości ciężar liny stalowej wynosi od ¹/₂ do ³/₅ ciężaru liny żelaznej i tylko Va wagi liny aloesowej. Dla szybów więc bardziej głębokich liny stalowe są lepsze. Z drugiej jednak strony liny stalowe są mniej giętkie, muszą więc być wyrabiane z większej ilości splotów i z cieńszych drutów. Średnica zaś bębnów dla lin stalowych musi być większą aniżeli dla lin żelaznych.

Przypuszczenie jakoby liny stalowe bardziej cierpiały od wstrząśnień aniżeli liny żelazne, nie jest jeszcze udowodnionem.

Na druty do lin należy używać najlepszej stali tyglowej, a nie b e semero w skiej.

Demanet w swojem dziele⁴) przytacza następującą tablicę, zaczerpniętą z pracy p. Ch. Havrez.

Dane wskazane w tablicy dotyczą liny mającej podnosić ciężar 3100 kilogr. z głębokości 1000 metrów.

Cena liny

Całkowity cię- Waga metra żar liny    bieżącego liny

LINA

stalowej

płaskiej

stalowej

płaskiej

aloesowej

okrągłej

stalowej

płaskiej

stalowej

płaskiej

aloesowej

okrągłej

stalowej

kilogramy

p płaskiej ^ stalowej

płaskiej

aloesowej

O j ednakowym przekroju ......

O przekroju zmniejszającym się co 1Ö0 m. 3060

Stożkowa o przekroju jednostajnie się zmniejszającym .    .    2508

6300

23000

niemo-żebna

4650

9817

3653 8658

6,30

23,0

9450

41400

3,06

2,51

4,65

3,56

9,82 4590

8,66 3762

8370

15697

6413 13853

Havrez z tych danych wyprowadza następujące wnioski:

1.    Że używanie lin o jednakowym przekroju, nawet okrągłych z drutów stalowych, powinno być wzbronione w szybach których głębokość dosięga 1000 metrów.

2.    Że lina płaska stalowa, o przekroju zmniejszającym się co 100 metrów, jest 1,5 razy cięższą od liny okrągłej stalowej, a lina aloesowa stożkowa, o przekroju równomiernie się zmniejszającym, jest prawie 3 razy cięższą od liny okrągłej stalowej o przekroju zmniejszającym się co 100 metrów.

3.    Że lina okrągła stalowa, o przekroju jednostajnie się zmniejszającym, jest prawie 34 razy lżejszą i przeszło 34 razy tańszą od liny aloesowej.

Konserwowanie lin. Trwałość lin zależy nietylko od dobroci materyału i sposobu ich fabrykacyi, ale jeszcze i od umiejętnego z niemi obchodzenia się.

Nie mówiąc już o wypadkach, gdy lina służy dla podnoszenia i opuszczania ludzi i gdy zerwanie się jej może być przyczyną śmierci wielu robotników, pęknięcie liny pociąga za sobą bardzo znaczne uszkodzenie klatek, kierowników, a często i obudowy szybu, jest więc zawsze połączonem z mniej lub więcej długiem zatrzymaniem robót w kopalni. Dlatego też na liny powinna być zwrócona szczególna uwaga i nad niemi ustanowiony bardzo ścisły nadzór. Każda lina powinna być codziennie rano przez znającego się na rzeczy dozorcę szczegółowo zrewidowaną.

Dla zabezpieczenia drutów od rdzewienia i od działania wód kwaśnych, jak również i dla zmniejszenia tarcia, lina musi być w pewnych, ściśle oznaczonych odstępach czasu smarowana tłuszczem. AV szybach suchych linę należy smarować co najmniej raz na cztery tygodnie, w wilgotnych co dwa tygodnie, a nawet co tydzień.

Smar powinien mieć gęstość masła, nie dawać reakcyi kwaśnej i nie twardnieć w powietrzu, przez co giętkość liny mogłaby się zmniejszać. Jako smar dobrze jest używać mięszaninę, złożoną ze 100 części smoły drzewnej i 15 do 20 części łoju. Smołę należy nagrzać do 120° C., aby ją całkowicie pozbawić wilgoci, a następnie, gdy cokolwiek ostygnie i temperatura jej obniży się do 80 lub 90°, dodawać potrosze łoju, ciągle mięszając.

W Belgii liny smarują mięszaniną oleju lnianego, smoły

i grafitu.

Przed smarowaniem lina powinna być dobrze oczyszczoną z błota i wilgoci.

Czyszczenie i smarowanie lin jest zawsze połączonem z wielką stratą czasu i materyału do smarowania. Dla zapobieżenia temu, Oppl, zawiadowca kopalń w Pribram, wynalazł prosty i dobrze działający przyrząd, opisany w „Przeglądzie Technicznym“ przez p. (radomskiego¹). Ma on kształt ściętego stożka z blachy żelaznej, składającego się z dwóch symetrycznych połówek A A (fig. 596, 597 i 598), obracających się około zawiasy b (fig. 596) i oddzielanych jedna od drugiej ściankami c (fig. 598), idącemi wzdłuż stożka.

Wewnątrz stożka, bliżej ku spodowi, umieszcza się przeponę filcową a (fig. 597), nad którą znajduje się cylinder cl z blachy żelaznej, składający się, podobnie jak i sam stożek, z dwóch półcylin-drów, dochodzących, tak samo jak i ścianki c tylko do przepony a.

') „Przegląd Techniczny“ za rok 1898, J\° 8, str. 143.

Przy zamykaniu przyrządu, obie ścianki cc przylegają zupełnie szczelnie jedna do drugiej, a na stronie lejka przeciwległej zawiasom, znajduje się stosowne mocne zamknięcie.

Lina przesuwa się przez cylinder cl (fig. 597), którego ścianki w dolnej części są opatrzone otworami, zakrywającymi się zasuwkami, przez które przechodzi rzadki smar, zawierający się w przestrzeniach A A.

Przepona, zamykająca przyrząd od dołu składa się z dwóch półkrążków filcowych a (fig. 597), mających okrągłe wycięcie odpowiednie do średnicy liny, z dwóch półkrążków kauczukowych n,

$>0 Co

urę

• Cs*

-V

È.

P3

ISÉ

S IV

<§

f\jfc

A⁻ ;

113

Eig. 596.

Eig. 597.

które się ześrubowują z krążkiem filcowym a i z dwóch półkrążków z grubej blachy żelaznej, które się wkładają między krążki a i n i służą do wzmocnienia przepony. W krążkach kauczukowym i blaszanym są zrobione takie same otwory dla liny, jak i w⁷ krążku filcowym a.

Do lejka są przynitowane dwie sztabki żelaza płaskiego f (fig. 597), na których cały przyrząd ustawia się na pomoście, urządzonym w tym celu pod kołem lino wem. Po ustawieniu przyrządu przymocowują go do pomostu hakami O (fig. 596), zwracając baczną uwagę na to, aby oś przyrządu miała położenie zupełnie pionowe.

Drugą składową częścią przyrządu są urządzenia kk dla oczyszczenia liny (fig. 596 i 597), a także i dodatkowe urządzenie U dla zdejmowania z liny zbytecznej ilości smaru. Dla oczyszczania liny służą krążki kauczukowe, składające się z dwóch połówek, przyśrubowanych do przynitowanych wewnątrz lejka krążków blaszanych. Krążki te mają po środku wycięcia takiej wielkości, aby kauczuk szczelnie oblegał przesuwającą się przez przyrząd linę. Krążki kauczukowe i części przyrządu kk oczyszczają od wody i błota kopalnianego linę, która wchodzi do cylindra d już zupełnie przygotowana do smarowania.

L_Vt

■o

Części przyrządu kk i ll są w głównych zarysach urządzone zupełnie jednakowo. Każda z nich składa się z ramienia z żelaza płaskiego, mocno przyśrubowanego do lejka i z puszki ?, w której jest umieszczona sprężyna, przyciskająca do liny szczotkę kauczukową, umocowaną na śrubce s. Śrubki

Fig. 598.

mogą być w razie potrzeby przesuwane w wycięciach, zrobionych na wierzchniej stronie puszek. Jedna z puszek l k jest ruchomą około osi poziomej, druga zaś jest nieruchomą.

Skrzynki kk i krążki kauczukowe oczyszczają linę z wody i błota, a skrzynki ll zbierają z liny zbyteczną ilość smaru, która spływa do lejka. Smar zaś, który przystał do liny mocno wciskają w zwoje. Smarowanie liny może się odbywać podczas ruchu maszyny, najlepiej zaś podczas podnoszenia ludzi, gdy prędkość ruchu jest mniejszą.

Przyrząd Oppka jest jeszcze zupełnie nowy, w kopalni w Pri-bram, gdzie on został zastosowanym, przypisują mu następujące zalety.

Jest bardzo prosty, a wskutek swej stosunkowo niewielkiej wagi (42 kilogr.) łatwo przenośny. Dobrze oczyszcza linę i daje możność jej smarowania, nie zatrzymując wydobycia.

Zaoszczędza w porównaniu z dawnym sposobem smarowania 50?ö smaru. Lina smaruje się równomiernie na całej długości i smar dobrze wciska się pomiędzy druty.

Zanieczyszczenie budynku nadszybowego przez odrzucanie przylepionego do liny smaru zupełnie ustaje.

Środki ostrożności, zwiększające trwałość liny. Ponieważ część liny około bębnów jest zawsze najbardziej obciążoną, niektórzy proponują, aby dla zwiększenia trwałości liny, odwracać ją w ten sposób, aby do końca liny, który był na bębnie, przyczepiać klatkę, a dolny koniec przytwierdzać do bębna. Użyteczność jednak tego środka większość techników podaje w wątpliwość.

Przy maszynach wyciągowych zwykłej konstrukcyi, jedna z lin owija bęben i koło linowe w jednym i tym samym kierunku, a druga bęben owija w jednym kierunku, koło zaś linowe w kierunku przeciwnym. Oczywiście, że ta druga lina pracuje daleko więcej. Z tego względu niektórzy radzą przekładać po pewnym czasie jedną z tych lin na miejsce drugiej, utrzymując, że przez to trwałość lin wzrasta do 10$ i nawet do 30$.

Bardzo szkodliwie działają na liny wszelkiego rodzaju wstrzą-śnienia, należy więc ich przy wyciąganiu klatek jak najstaranniej unikać. Każda lina, choćby najlepsza, zawsze może pęknąć, jeżeli tylko maszynista nie przedsięweźmie należytych środków ostrożności. Tak np. jeżeli tylko maszynista odrazu puści w ruch maszynę z największą prędkością, nastąpi zawsze natychmiastowe rozerwanie się liny po stronie klatki naładowanej, znajdującej się na dnie szybu. Pęknięcie liny łatwo w tym razie objaśnić nadzwyczaj nem naprężeniem, wywołanem wskutek szarpnięcia. Lecz w podobnym wypadku może także pęknąć i lina po stronie klatki próżnej, opuszczającej się na dół. Zjawisko zaś to można wytłoma-czyć następującym sposobem.

Jeżeli maszyna zostanie puszczoną w ruch odrazu z największą prędkością, prędkość z jaką lina zaczyna się rozwijać, szczególnie przy bębnach o znacznej średnicy, będzie, w ciągu pierwszych paru sekund, znacznie większą od tej, jaką nabywa w tym samym czasie ciało swobodnie spadające. Wskutek czego w ciągu pierwszych paru sekund, prędkość rozwijania się liny będzie większą od prędkości, z jaką się klatka opuszcza, lina więc będzie nienaciągniętą. Po kilku jednak sekundach prędkość klatki, spadającej ruchem przyśpieszonym wskutek działania siły ciężkości, będzie już daleko większą, od prędkości rozwijania się liny, nastąpi więc natychmiastowe wyprężenie liny, połączone z silnem szarpnięciem, które może spowodować jej rozerwanie.

Aby uniknąć podobnych wypadków, należy zachować następujące środki ostrożności:

Puszczać w ruch maszynę wyciągową powoli i ostrożnie, naciągnąwszy przedtem linę po stronie klatki, która ma być podniesioną. Ruch maszyny przyśpieszać stopniowo, aż do maximalnej prędkości. Pod koniec zaś wyciągania zwalniać ruch maszyny stopniowo i nie zatrzymywać jej raptownie hamulcem.

Kierowniki w szybach utrzymywać w należytym porządku, aby klatki nigdy się o nie zaczepiać nie mogły.

Między liną a klatką do niej przyczepioną umieszczać resory, któreby chroniły linę od wstrzą-śnień (fig. 599 i 600).

7y~~.| t

m

gLii;

ii

hß

mk

Fig. 600.

Fig. 599.

Wady i zalety lin drucianych. Najważniejszą zaletą lin drucianych, w porównaniu z linami roślinnemi, jest ich mały ciężar i niewysoka cena. Największą zaś ich wadą jest to, że druty w linach, szczególnie też druty żelazne pękają nagle, bez jakiegoś uprzedniego znaku. Ponieważ zaś zerwanie drutów może nastąpić w środku liny i nazewnątrz nie być wcale widocznem, lina więc może pęknąć wtedy, kiedy się tego najmniej spodziewać należało.

Przypuszczają, że pękanie drutów pochodzi wskutek zmian, zachodzących w układzie cząsteczkowym żelaza, jako zaś przyczynę tych zmian uważają wstrząśnienia, co nie jest jednakże ostatecznie do-wiedzionem.

Druty stalowe pękają rzadziej aniżeli żelazne.

Przepisy dotyczące używania lin drucianych w kopalniach. Użycie lin drucianych do opuszczania ludzi jest za warunkowane w naszych kopalniach następującymi przepisami.

1. Największe obciążenie liny nie powinno nigdy przewyższać V₆ wytrzymałości na rozerwanie. Jeżeli więc próba, wykonana sposobem niżej opisanym, dowiodła, że wytrzymałość liny się zmniejszyła, lina powinna być natychmiast zmieniona na inną.

2.    Lina, przed użyciem, musi być wypróbowaną na rozerwanie sposobem następującym:

a)    Odcina się kawałek liny jeden metr długi i próbuje po kolei na rozerwanie i giętkość wszystkie druty, z wyjątkiem drutów, stanowiących duszę.

b)    Wytrzymałość drutów na rozerwanie oznacza się wagą ciężaru, rozrywającego drut. Giętkość zaś drutów oznacza się ilością zgięć na 180° aż do złamania, przy promieniu 6 milim. w miejscu, gdzie się drut zgina.

c)    Wytrzymałość liny oznacza się sumą ciężarów, rozrywających każdy drut zosobna, za wyłączeniem drutów, stanowiących duszę. Przyczem jednak nie należy brać w rachubę tych drutów, których wytrzymałość okazała się mniejszą o 20$ od średniej wytrzymałości wszystkich razem wziętych drutów, a także nie należy brać w rachubę i drutów, które nie wytrzymały niżej wskazanej liczby zgięć, a mianowicie:

przy średnicy drutu do 2 milim. 8 zgięć od 2 do 2,2 „

„ 2,2—-2,5 „

» 2,4-2,8 „

„ 2,8 i więcej

3.    Co cztery miesiące koniec liny, do którego jest przywieszona klatka, musi być odcięty na długość od 2 do 3 m. i klatka przywieszona na nowo. Wszystkie druty z odciętego końca liny, mianowicie części drutów około samego przecięcia, muszą być, nie później jak po upływie 3-ch dni od chwili odcięcia, wypróbowane na rozerwanie i giętkość, sposobem wskazanym wyżej w paragrafie 2-m. Jeżeli zaś zrobiona próba wykaże, że druty nie mają wskazanej w punktach b) i c) paragrafu 2-go wytrzymałości, to lina może być nadal używana tylko za oddzielnem pozwoleniem władzy górniczej i to tylko w takim razie, jeżeli drugi kawałek odcięty z tej samej liny, wytrzyma próbę, wskazaną w paragrafie 2-im.

4) Rezultaty wykonanych prób powinny być zaraz zapisywane do umyślnie na ten cel przeznaczonej książki. W tę książkę zapisuje się: Nazwisko i miejsce zamieszkania fabrykanta liny. Datę nałożenia i datę zdjęcia liny. Daty odcinania liny i prób wykonanych z odciętymi końcami liny. Liczbę i średnicę drutów. Wagę ciężaru, pod którym był zerwany każdy drut i ilość zgięć, jakie wytrzymał każdy drut. Zapis powinien być zrobiony tego samego dnia, w którym była wykonana próba.

Połączenie lin z naczyniami wyciągowemi. Lina nigdy się nie przyczepia wprost do naczynia wyciągowego, a tylko do łańcucha, który jest z tern naczyniem połączony. Robi się zaś to

¹

Serio. Leitfaden zur Bergbaukunde, tom 2-gi, str. 49.

²

Rysunek tego modelu można widzieć w piśmie angielskiem „The Iron and Coal Trades Revieur“. JNa 1752 z d. 27 października 1899 r.

³

E. Tomson Förderanlagen für grosse Teufen. Odbitka z numerów 23—26 czasopisma Glückauf z r. 1898.

⁴

Cours d’eploit. t. III, str. 228.

i\

l.

ai|jj

mu

i®

mm

(Sr

II

Fig. 601.

Fig. 602.

Fig. 603.

Fig. 604.

dla zaoszczędzenia końca liny, który, zwijając się na dachu klatki, lub też pogrążając się w żompiu, gdzie zbierająca się woda ma często reakcyę kwaśną, bardzo prędkoby się zużywał.

Linę płaską aloesową owija się około strzemienia zrobionego z żelaza okrągłego najlepszego gatunku i zawinięty koniec przy-

'\ 'A

mmmm

Wmm7rssä

ii

Fig. 605.

Fig. 606.

Fig. 607.

Fig. 608.

Fig. 609.

najmniej na 1 metr długi, przytwierdza do liny za pomocą płytek żelazny cli i śrub, jak wskazuje fig. 601 i 602, lub też koniec liny jeden metr długi, wstawia się między dwie grube blachy, z które-mi jest połączone kółko żelazne i mocno ściska śrubami (fig. 603 i 604). Ten rodzaj połączenia jest bardzo niedogodny pod tym względem, że koniec liny, który się najprędzej zużywa, jest zakryty blachami, nie można więc nigdy wiedzieć, w jakim on jest stanie.

Liny druciane okrągłe przymocowują rozmaitymi sposobami. Koniec liny owijają około kółka żelaznego z głębokim rowkiem i przymocowują go do liny, owijając mocno drutem (fig. 605 i 606).

Nakoniec liny naciągają puszkę, mającą kształt ściętego stożka, a druty rozkręconej liny odwijają nazewnątrz puszki. Następnie naciągają drugą puszkę, zakończoną strzemieniem, połączo-nem z łańcuchem, do którego jest przymocowana klatka (fig. 607). Naciągnąwszy na koniec liny puszkę, rozplatają druty, zwijają je w kłębek i zalewają w puszce roztopionym cynkiem (fig. 608). Koniec liny owijają około krążka i przymocowują do liny żelaznemi chomontami (fig. 609).

Koła linowe i wieże nadszybowe.

Koła linowe. Lina idąca od bębna maszyny powinna przechodzić przez sam środek przedziału wyciągowego, dlatego też nad szybem umieszcza się koło, nadające linie żądany kierunek. Koła te wyrabiają z lanego żelaza lub żelazne, na obwodzie ich jest wyrobiony głęboki rowek, który, dla zmniejszenia tarcia liny o boki rowku, wykłada się drzewem lub kauczukiem. Niektórzy jednak technicy skuteczność tego środka podają w wątpliwość, utrzymując, że lepiej jest boki rowka obtoczyć i oszlifować.

Wysokość, na której są osadzane koła nad pomostem nad-szybowym, powinna być tak wielką, aby manewry przy podnoszeniu i opuszczaniu naczyń wyciągowych mogły się odbywać bez obawy, że w razie najmniejszej nieuwagi maszynisty, naczynie może być podniesione do poziomu koła. Wprzódy gdy głębokość szybów była nieznaczna, wysokość ta wynosiła od 12 do 16, dziś dochodzi do 24 a nawet i trzydziestu kilku metrów.

Odległość kół od bębnów linowych powinna być od 30 do 50 razy większą od szerokości bębna, jeżeli bębny są cylindryczne i od 20 do 30 razy, jeżeli są stożkowe. W razie, jeżeli odległość koła od bębna jest zarnałą, zwoje liny układają się na jednej połowie bębna, nieszczelnie jeden obok drugiego, a na drugiej połowie zachodzą jeden na drugi. Prócz tego, ponieważ lina przechodzi ukośnie przez koło, tarcie jej o boki rowka znacznie się zwiększa.

Średnica kół przy linach aloesowych powinna być co najmniej od 30 do 50 razy większą od średnicy lin, z których się składa lina płaska, zwykle ich robią o średnicy 3 metr., a często nawet do 4 metr. Dla lin z drutów żelaznych średnica koła powinna być do 1500 razy większą od średnicy drutów, a dla lin stalowych od 1500 do 2000 razy większą od średnicy drutów. Koła dla lin drucianych zwykle robią o średnicy od 4 do 6-iu metrów.

w/

iLIi

rfh

rl h

rfti

LfrfL

pi

Fig. 610.

WE

_11_

Fig. 611.

Osie kół powinny być zrobione z najlepszego metalu, dla sprawdzenia zaś jego dobroci często oś robią daleko grubszą, a następnie ją wydrążają w ten sposób, aby otrzymać cienki pręcik, pozwalający dokładnie ocenić wartość materyału na całej długości osi.

W niektórych kopalniach, dla zmniej szenia wstrząśnień, zgubnie działających na liny, koła umocowują w łożyskach na resorach (fig. 610 i 611).

Wieże nadszybowe. Wieże nadszybowe służą do umocowania kół, nadających kierunek linom. Budowa wieży powinna być jak najprostszą, ale tak silną, aby wieża wytrzymała ciśnienie ciężaru, przyczepionego do liny i mogła się oprzeć działaniu siły, ciągnącej linę.

Podstawa wieży powinna być tak szeroką, aby wypadkowa dwóch sił działających na wieżę, przechodziła wewnątrz jej obwodu i przytem o ile można bliżej środka obwodu. Jeżeli zaś wypadkowa sił przypada blizko obwodu lub nazewnątrz obwodu podstawy, w takim razie wieża musi mieć silne podpory od strony maszyny.

Wieże mogą być drewniane, żelazne lub murowane. Drewniane wieże dziś już bardzo rzadko się spotykają, używają ich jeszcze w małych kopalniach, lub też jako urządzenie prowizoryczne. Bu-

Górnictwo. T. II.

dowa ich. jest mniej więcej o połowę tańszą od żelaznych, ale trwałość przeszło o połowę mniejszą, przedstawiają zaś wielkie niebezpieczeństwo w razie pożaru. Dziś prawie powszechnie są używane wieże żelazne, które są o wiele tańsze i dogodniejsze od murowanych.

Wieża może być albo połączoną z budynkiem nadszybowym, tak, że stanowi z nim jedną całość, albo też stawia się na oddzielnych fundamentach, niezależnie od budynku nadszybowego. Ten ostatni sposób jest daleko lepszym, ponieważ wstrząśnienia wieży nie udzielają się budynkowi nadszybowemu, który przez to może być lżejszym.

Wysokość wieży powinna być tern większa, im większa jest prędkość ruchu klatek, dla ułatwienia zaś nadzoru nad kołami, umieszczonemu na wierzchołku, wejście na wieżę powinno być dogodne.

Bębny dla lin. Bębny dla lin robią żelazne, a dla zmniejszenia tarcia liny często obkładają ich drzewem. Budowa bębnów jest rozmaitą, stosownie do tego, czy bęben ma służyć dla liny okrągłej lub płaskiej. Bębny dla lin okrągłych mogą być cylindryczne, stożkowe i wężownicowe. Bębny cylindryczne używają się tylko wtedy, gdy wyciąganie odbywa się z szybów nie głębokich i za pomocą lin, których ciężar jest nieznaczny.

Powierzchnia bębna, na którą się lina nawija, powinna być obrobiona w ten sposób, aby się lina nie uszkadzała.

Średnica bębnów zależy od grubości drutów, z jakich lina jest złożona, grubości liny i głębokości szybu. Zwykle średnica bębna wynosi od 4-ch do 6 ciu, a czasami do 8, a nawet i 9-iu metrów.

Szerokość bębna zależy tylko od grubości liny i głębokości szybu, ponieważ jednak koniec liny, przy klatce, musi być od czasu do czasu obcinany, przy obliczaniu więc szerokości bębna potrzeba mieć zawsze na uwadze, że na nim musi się mieścić kilka zwojów zapasowych, zwykle 5 do 6-iu.

Jeżeli szerokość bębna oznaczymy przez S, grubość liny, to jest jej średnicę, przez d, głębokość szybu przez 77, promień bębna przez R i liczbę zwojów zapasowych przez z, to

2 TT R

a dla lin stożkowych

— -j- z dn,

gdzie h₂ i t. d., długość dt d₂ d₃ i t. d. grubość oddzielnych części liny.

Jeżeli w ten sposób obliczona szerokość bębna wypada większą od 1 metra lub 1,20 metra, w takim razie na jednej warstwie zwojów liny musi nawijać się druga, a następnie 3-ia, i jeżeli przez r nazwiemy liczbę zwojów nawiniętych jedne na drugie, to szuka-

S

na szerokość bębna będzie —.

Takie liny, których zwoje układają się na bębnie warstwami, jedne na drugich, muszą mieć dusze konopne bardzo cienkie, aby się lina w niżej leżących zwojach, wskutek ciśnienia wyżej leżącej warstwy zwojów, nie bardzo spłaszczała.

Lina umocowywa się na bębnie w ten sposób, że koniec jej przepuszcza się przez otwór, zrobiony w oszalowaniu bębna i przywiązuje się do szprychy koła bębnowego.

Bębny cylindryczne mają wielką wadę, która wzrasta z głębokością szybu, a mianowicie, że wymagają, aby maszyna była ustawioną dość daleko od szybu. Jeżeli maszyna jest blizko szybu, lina przyjmuje zbyt ukośne położenie do płaszczyzny koła linowego i do osi bębnów, przez co zwiększa się tarcie i lina prędzej się zużywa, a prócz tego zwoje liny, wskutek jej ukośnego położenia, nie dobrze układają się na bębnie. Dla tej samej przyczyny zwoje liny nie dobrze się układają jeżeli bęben jest za szeroki.

Bębny osadzają się na wale maszyny w ten sposób, aby jeden z nich był przytwierdzony stale, a drugi, w razie potrzeby, mógł się swobodnie obracać na około wału. Jest to niezbędne dlatego, aby w każdej chwili można było dokładnie uregulować długość lin, stosownie do położenia klatek. Gdy jedna z klatek znajduje się na poziomie podszybia, druga powinna się znajdować na poziomie pomostu nadszybowego, długość więc lin powinna być zawsze w ten sposób uregulowaną, aby odpowiadała położeniu klatek. Ponieważ zaś nowo założone liny, po pewnym czasie, zawsze się wydłużają, przez co położenie przyczepionych do ich końców klatek może się zmieniać, należy więc zawsze mieć możność uregulowania długości lin. Nareszcie tam, gdzie wyciąganie odbywa się z różnych poziomów, długość lin musi być uregulowaną przy każdej zmianie poziomu, z którego odbywa się wyciąganie.

Regulowanie długości lin odbywa się następującym sposobem: klatkę przyczepioną do liny, owijającej bęben ruchomy, podnoszą do poziomu pomostu nadszybowego, bęben oswobadzają i podpierają w ten sposób, aby przy obrocie wału nie mógł się on obracać, następnie opuszczają powoli drugą klatkę do szybu, a gdy ona dojdzie do poziomu podszybia, przytwierdzają bęben ruchomy do wału.

Bębny stożkowe. Bębny cylindryczne mogą być z korzyścią używane tylko dla maszyn, przeznaczonych do wyciągania minerałów z niewielkiej głębokości, nie przewyższającej 200 metr. Przy większych głębokościach różnica momentów, działających na wał maszyny, na początku okresu wyciągania klatki i pod jego koniec, zależna od ciężaru samej liny, wypada zbyt znaczną, co pociąga za sobą bardzo wielkie niedogodności.

W samym początku, gdy klatka znajduje się na dnie szybu, maszyna musi podnieść, oprócz ciężaru pożytecznego i ciężaru martwego (klatka i puste wozy) jeszcze i ciężar całej liny, wiszącej w szybie. Po stronie zaś przeciwwagi jest tylko ciężar martwy (klatka i wozy puste). W miarę, jak naładowana klatka podnosi się do góry, lina się nawija na bęben, przez co jej ciężar ciągle się zmniejsza, gdy tymczasem po stronie przeciwwagi, lina się rozwija i ciężar jej stopniowo się zwiększa. Opór więc, jaki maszyna musi przezwyciężać, ciągle się zmienia.

Jeżeli przez P oznaczymy wagę liny, przez Q ciężar pożyteczny, przez R promień bębna linowego i przez Mx M₂ i J/₃ momenty siły, działającej na wał maszyny na początku, w środku i pod koniec okresu podnoszenia klatki, to

Mx = {P+Q)R ⁼⁼ QR

Mz = {Q-P) R.

Ciężar martwy, to jest waga klatki i wozów próżnych wzajemnie się zrównoważą, a więc można go nie wprowadzać do rachunku

Mx — M:i = (P 4- Q) R — (Q — P) R = 2PR.

Przyj ąwszy R — 1 metr, widzimy, że różnica momentów na początku i w końcu okresu podnoszenia równa się podwójnej wadze liny, to jest wzrasta wraz z głębokością szybu.

Przy szybach niezbyt głębokich, gdy waga liny Pjest mniejszą od ciężaru pożytecznego Q, momenty Mx J/₂ i J-4 mają jeszcze wartość dodatnią, można więc bieg maszyny regulować przez stopniowe zmiejszanie dopływu pary, zamykając przepustnicę dopływową. W szybach jednak głębokich, ciężar liny P jest zawsze znacznie większym od ciężaru pożytecznego Q, gdy więc klatka naładowana dochodzi do powierzchni ziemi, otrzymuje się moment ujemny—M%, to jest że siła, działająca na wał maszyny, przyjmuje odwrotny kierunek. Gdy więc z początku maszyna musi mieć dostateczną siłę, aby podnieść klatkę (z wozami naładowanemi), znajdującą się na dnie szybu, pod koniec okresu wyciągania potrzeba użyć przeciwpary, to jest hamulca, aby powstrzymywać klatkę z wozami próżnemi, która opuszcza się do szybu. Opuszczanie zaś klatki przy pomocy hamulca jest zawsze połączone z niebezpieczeństwem, a prócz tego, ponieważ moment oporu na początku wyciągania klatki, jest bardzo znacznym, maszyna więc musi być daleko silniejszą od tej, jaka byłaby potrzebna, gdyby ciężar liny był zupełnie zrównoważony, albo przynajmniej gdyby różnica momentów była mniejszą.

Dla zrównoważenia ciężaru liny służą bębny stożkowe.

Bębny stożkowe przedstawiają dwa stożki ścięte, połączone z sobą szerokiemi lub wązkiemi podstawami (fig. 612 i 613). Liny

Si

w*

Eig. 613.

Eig. 612.

nawijają się na bębny stożkowe w ten sposób, że gdy jedna z lin nawija się na część bębna o największej średnicy, druga lina, w tej samej chwili, owija część bębna o najmniejszej średnicy; tym sposobem większy ciężar działa na mniejszy promień bębna, a mniejszy ciężar na większy promień, wskutek czego ciężar liny do pewnego stopnia zostaje zrównoważony. Bębny te mają ten wielki niedostatek, że zwoje liny zsuwają się po pochyłej powierzchni bębna, wskutek czego następuje tarcie jednych zwojów o drugie i lina bardzo się prędko zużywa. Aby zwoje liny się nie zsuwały, kąt stożka nie powinien być większy nad 30 '. Przy takim zaś kącie stożka zrównoważenie ciężaru liny, nie może być nigdy całkowite. Przy głębokości szybu 130 metr. ciężar liny żelaznej zrównoważą się zaledwie w połowie. Z tej przyczyny bębny stożkowe są wogóle mało używane.

Bębny węźownicowe. Bębny wężownicowe tern się odróżniają od stożkowych, że kąt stożka mają daleko większy, a mianowicie 60 do 65° i że na powierzchni bębna zrobiony jest żłobek, w który układa się lina (fig. 614). Bębny te są lepsze od stożkowych i jeżeli tylko wymiary ich są dokładnie oznaczone, można dojść do tego, że nawet przy głębokości szybu 500 metr. momenty sił il/, il/₃ działających na wał maszyny na początku i pod koniec okresu wyciągania będą jednakowe, to jest il/, = M.a .

Fig. 614.

Dla lin stalowych 40 mm. grubych i przy głębokości szybu 500 metr. zrównoważenie ciężaru liny jest zupełne, jeżeli większa średnica bębna wynosi 10, a mniejsza 6 metr. Przy mniejszych wymiarach bębna zrównoważenie liny już nie będzie całkowite.

Głębokość żłobka dla liny powinna być równą jej średnicy, przy mniejszej głębokości lina łatwo wyskakuje, co może spowodować jej rozerwanie. Przekonano się także, że liny wyskakują ze żłobka, jeżeli ich długość nie jest dobrze uregulowana, a mianowicie, gdy lina jest za długą, wtedy przy początku okresu podnoszenia zaczyna się bujać i może ze żłobka wj^skoczyć.

Bębny wężownicowe są bardzo ciężkie i bardzo kosztowne. Waga metra bieżącego żelaza, z którego jest zrobiony żłobek dochodzi do 12 kilogr., co przy długości liny 500 metr. wynosi już 12000 kilogr., nie licząc samego korpusu bębna. Prócz tego, przy użyciu bębnów wężownicowych, wał maszyny musi być znacznie dłuższy.

Bębny dla lin płaskich (Bobiny). Bębny dla lin płaskich czyli tak zwane bobiny, składają się z jądra, zrobionego z lanego żelaza i z ramion drewnianych lub żelaznych, umocowanych w kierunku promieni, między któremi lina się nawija na jądro (fig. 615 i 616). Tym sposobem promień bębna, na który się lina nawija,

zmienia się przy każdym obrocie bębna i zmienia się mianowicie tak, jak jest potrzeba, aby się zmieniał, dla zrównoważenia ciężaru liny. Grdy lina jest rozwinięta, ciężar działa na promień naj mniej szy, w miarę zaś jak klatka się podnosi i ciężar liny się zmniejsza, promień na

ft r

ES

"A

iS

;ili

|l|j

h;<

i:

LÎ

Fig. 615.

Fig. 616.

wijania, przy każdym obrocie wału, zwiększa się na grubość liny. Przy głębokości szybu 250 metr., przy grubości liny 24 mm. i ciężarze wyciąganym równym 500 kilogr., zrównoważenie ciężaru liny jest zupełne.

Demanet proponuje dla zrównoważenia ciężaru lin okrągłych używać takie same bębny, jak i dla lin płaskich z wewnętrznem jądrem, na które zwoje liny nawijają się jedne na drugie.¹)

Zrównoważenie ciężaru liny za pomocą przeciwwagi. Sposób ten jest bardzo często używany w Anglii; polega on na tern, że od bębna (fig. 617), osadzonego na tym samym wale, co i bęben linowy, ciągnie się łańcuch, na którego końcu jest przyczepiona przeciwwaga, w postaci wózka na kółkach, który się toczy po rel-sach, ułożonych w ten sposób, że spadek kolejki się zmniejsza. Dla każdej z dwóch lin jest oddzielna

ii

Fig. 617.

b Demanet: Cours d’exploitation des mines de houille, tom 3, str. 259.

przeciwwaga. Gdy klatka znajduje się na dnie szybu, przeciwwaga znajduje się w najwyższym punkcie kolejki i działa całym swoim ciężarem, odpowiadającym ciężarowi liny. W miarę, jak lina się nawija i ciężar jej zmniejsza się, zmniejsza się także i ciężar przeciwwagi, która się toczy po drodze z coraz mniejszym spadkiem. Przy spotkaniu się klatek obie przeciwwagi spotykają się w miejscu, gdzie relsy mają najmniejszy spadek, a następnie przeciwwaga po stronie pustej klatki zaczyna się podnosić do góry i ciężarem swoim zrównoważą ciężar rozwijającej się liny.

W szybie Camphausen w Saarbrücken, dla zrównoważenia ciężaru liny, zastosowano bardzo dobry, ale zarazem i bardzo kosztowny sposób. Na wale maszyny wyciągowej o sile 100 koni,

—W

Fig. 618.

na

ne

na

którym są osadzone bębny cylindryczne dla lin okrągłych, jest umieszczony bęben wężownicowy, przedstawiający dwa stożki, złączone szerokiemi podstawami, których średnica wynosi 10 metrów, a średnica B mniejszej podstawy stożka 3 metry (fig. 618). C przedstawia bęben cylindryczny, na który nawijają się liny D E, idące od klatek. Od bębna wężownicowego idzie lina m n, która owija koła r s, nadające jej kierunek, a następnie wchodzi do szybu pomocniczego, 80 m. głębokiego, gdzie owija ruchome koło tu, do którego jest przyczepiona przeciwwaga P, której ciężar wynosi 15 000 kilogr., ale może być zwiększony lub zmniejszony. Końce liny m n są przymocowa-do bębna wężownicowego w ten sposób, że gdy lina rn nawija się bęben wężownicowy, zaczynając od małej podstawy stożka, to jest od najmniejszego promienia nawijania, lina n rozwija się z bębna,

z szerokiej podstawy stożka, to jest z największego promienia i na odwrót. W pierwszej chwili, jaka jest przedstawiona na fig. 618, gdy klatka naładowana stoi na dnie szybn i zaczyna się jej wyciąganie, lina m jest nawinięta na bęben aż do jego szerokiej podstawy, lina zaś n jest rozwinięta z bębna, tak, że koniec jej dochodzi do małej podstawy stożka. Gdy maszyna zostanie puszczona w ruch i wał zacznie się obracać w kierunku wskazanym strzałkami, lina m zacznie się rozwijać z bębna, a lina n nawijać na przednią część tegoż bębna, lecz ponieważ promień rozwijania liny m jest znacznie większy od promienia nawijania liny to w jednym i tym samym czasie rozwinie się z bębna daleko więcej liny m, aniżeli się nawinie na bęben liny n, ciężar więc P zacznie się opuszczać, a jednocześnie i promień, z którego się lina m rozwija, będzie się ciągle zmniejszać. Przeciwnie zaś promień nawijania liny n będzie się ciągle zwiększać. W chwili, gdy klatki spotykają się w środku głębokości szybu, ciężar P opuści się w szybie pomocniczym do najniższego punktu i promienie nawijania lin m i n będą wtedy zupełnie jednakowe. Gdy zaś klatka pusta zacznie się opuszczać niżej, promień nawijania liny n zacznie się zwiększać, a promień nawijania liny m zmniejszać, lina n zacznie się prędzej nawijać, aniżeli lina tn rozwijać i ciężar P będzie się podnosił do góry. Tym sposobem na początku wyciągania opuszczający się ciężar P, działając na największy promień nawijania liny m, służy jako przeciwwaga dla liny, przyczepionej do klatki naładowanej, która się podnosi do góry, od chwili zaś spotkania się klatek ciężar P, podnosząc się do góry, działa na ciągle zwiększający się promień nawijania liny n i służy jako przeciwwaga dla liny, przyczepionej do klatki próżnej, opuszczającej się do szybu.

Sposób wyciągania Koepe’go.') Koepe, dyrektor kopalni węgla Hanower w Westfalii, zbudował maszynę wyciągową, w której, zamiast bębnów linowych, na wale maszyny, osadzone jest tylko jedno koło zamachowe, na którego obwodzie jest zrobiony rowek dla liny (fig. 619). Koło to więcej niż na połowie obwodu owija okrągła lina stalowa, przechodząca przez koła linowe, umieszczone na wieży nadszybowej, na końcach której są zawieszone klatki. Pod klatkami przyczepia się druga lina, dolna, równej dłu-

9 Bardzo treściwe i dobre opisanie systemu wyciągania Koepe’go czytelnik znajdzie w artykule p. J. St. „O systemie dobywalnym Koepe’go“r Przegląd Techniczny z r. 1902, «N2JN2 7 i 9.

gości, jak i lina wyciągowa górna, która wisi swobodnie w szybie i służy tylko do zrównoważenia ciężaru liny górnej. Przy takiem urządzeniu, lina górna wraz z klatkami i liną dolną, tworzy jakby jedną linę bez końca, zrównoważenie więc liny wyciągowej jest najzupełniejsze.

Lina górna, wyciągowa, otrzymuje ruch wskutek tarcia, jakiego doznaje, owijając koło, osadzone na głównym wale maszyny. Dlatego jednak aby się lina nie ślizgała, tarcie między liną a obwodem koła musi być większe od różnicy obciążenia jednego i drugiego końca liny. Oznaczywszy więc obciążenie jednego końca, na którym jest przywieszona klatka z wózkami naładowanemi, przez P, drugiego końca przez Q, a współczynnik tarcia przez /!, powinno być:

f(P+ Q)>P-Q.

Ponieważ zaś tarcie na obwodzie koła j est zawsze większe od

lOh

'i \\\-•

tej różnicy, bezpieczeństwo więc co do ślizgania się liny jest zupełne.

na

Fig. 619.

Przy systemie Koepe’go podchwyty urządzają tylko podszybiu lub nadszybiu, tak, że obiedwie klatki nigdy nie spoczywają razem na podchwytach, gdy więc jedna klatka stoi na podchwytach, druga swobodnie wisi w powietrzu. Jeżeli podchwyty są umieszczone na nadszybiu, w takim razie muszą być w ten sposób zbudowane, aby się mogły pod klatkę wsuwać i z pod klatki wysuwać, bez podnoszenia jej w górę, jak np. podchwyty Stauss’a.

System Koepe’go został zastosowany w wielu miejscach w Westfalii, w niektórych kopalniach na Szląsku Górnym, a u nas w zagłębiu Dąbrowskiem, w kopalniach węgla Towarzystwa Warszawskiego i wszędzie daje bardzo zadawalające rezultaty.

Zalety tego systemu są następujące: Ponieważ klatki i wozy próżne, a także i lina są całkowicie zrównoważone, maszyna w⁷y-

ciągowa ma do przezwyciężenia wyłącznie tylko ciężar użyteczny, to jest tylko ciężar podnoszonego minerału, wymiary więc muszy- / ny Koepe’go mog;

wymiarów zwykłych

maszyn wyciągowych, które, oprócz ciężaru pożytecznego, muszą często podnosić i ciężar martwy. Różnica zaś wymiarów będzie tern znaczniejszą im głębokość szybu jest większą, im więcej wózków umieszcza się w klatce. Koszty budowy mniejszej maszyny oczywiście są mniejsze, a prócz tego i samo utrzymanie mniejszej maszyny kosztuje taniej, bo ona mniej zużywa pary i smarów.

Umieszczając koła linowe jedno pod drugiem, można dojść do tego, że obydwa koła nadszybowe i koło linowe, osadzone na wale maszyny, będą się znajdowały w jednej i tej samej płaszczyźnie pionowej, lina więc będzie pracowała w najlepszych warunkach, bo tarcie jej o boki rowków będzie doprowadzone do minimum. Prócz tego samą maszynę można postawić zupełnie blizko szybu, co jest niemożebne przy maszynach z bębnami cylindrycz-nemi lub wężownicowemi, na które lina wyciągowa, nawijając się, bardzo się odchyla od płaszczyzny koła linowego.

Nieszczęśliwe wypadki, pochodzące wskutek podniesienia klatki do kół linowych, przez nieuwagę maszynisty, są całkowicie wykluczone, bo jak tylko dolna klatka stanie na dnie szybu, maszyna staje się za słabą do dalszego podnoszenia klatki naładowanej, ponieważ ciężar martwy nie będzie zrównoważony, a prócz tego tarcie na kole lin o wem, osadzonem na wale głównym, będzie niedostateczne. Grdyby więc maszynista nie zatrzymał w swoim czasie maszyny, to tylko lina będzie się ślizgała na obwodzie koła, ale klatka w żadnym razie do kół linowych podniesioną być nie może. Z czego wypada, że tam, gdzie wyciąganie odbywa się sposobem Koepe’go, wieże nadszybowe mogą być znacznie niższe, a prócz tego i lżejszej konstrukcyi, bo przy zwykłych maszynach wieże nadszybowe zwykle obliczają w ten sposób, aby nie uległy uszkodzeniu nawet i wtedy, gdyby przy podniesieniu klatki do kół linowych, wskutek nadzwyczajnego oporu, jakiego wtedy doznaje lina, miało nastąpić jej rozerwanie.

System Koepe’go ma jednak także i swoje niedostatki: ślizganie się liny na kole linowem zależne jest od tarcia pomiędzy liną a obwodem koła, samo zaś tarcie zależy znowu od pewnych warunków, nie dających się zupełnie dobrze uchwycić i nie zawsze stałych, bo zależących od materyału, z którego zrobione jest koło i lina, od samej konstrukcyi liny i wreszcie od tego, czy powierzcli-nia liny jest sucha, lub też pokryta smarem, może się więc zdarzyć, że lina poślizgnie się na kole bez widocznej przyczyny i wbrew naszemu życzeniu, a wtedy automatyczne sygnały maszyny wyciągowej, wskazujące maszyniście położenie klatki w szybie i chwilę jej wyjścia na powierzchnię ziemi, dają mylne wskazówki, wskutek czego maszynista traci pewność w kierowaniu maszyną. Praktyka jednak uczy, że wada ta nie ma wielkiego znaczenia i że przy pewnej wprawie maszynista z równą pewnością kieruje maszyną. Gorszą jest ta okoliczność, że nie można zabezpieczyć liny od rdzewienia za pomocą smarów, bo gdyby się smar dostał na koło linowe, tarcie między liną i obwodem koła, jakie jest niezbędne dla wprowadzenia w ruch liny, nie miałoby miejsca i linaby się ślizgała. Zabezpieczają więc liny od rdzewienia, używając do ich wyrobu druty cynkowane i o ile można większej średnicy.

Lina przy systemie Koepe’go musi mieć ściśle oznaczoną długość, której zmieniać nie można, raz więc założona, nie może być nigdy skracaną, co uniemożebnia robienie prób na rozerwanie i giętkość drutów, jakie przepisy górnicze robić obowiązują.

Należy jednak zwrócić uwagę na to, że przyczyny, powodujące rozerwanie się liny, przy systemie wyciągania sposobem Koepe’go, są prawie całkowicie usunięte; liny pracują w najlepszych warunkach, a więc wypadki ich rozerwania nieomal że są niemo-żebne. Dlatego też zamiast próbowania lin, wydany został przepis, ograniczający czas ich użycia przy maszynach Koepe’go: w Pru-siech do 2-ch lat, u nas do ll/₂ roku.

Największym niedostatkiem systemu wyciągania Koepe’go jest to, że w razie rozerwania się liny, obydwie klatki jednocześnie wpadają do szybu i dla ich wydobycia potrzeba mieć osobną maszynę pomocniczą z bębnem i liną.

Oprócz wyżej wskazanych są jeszcze i drobniejsze niedogodności. I tak: wymiana zużytej liny przedstawia tu daleko więcej trudności i zachodu. Gdy dla jakiegobądź powodu nie można zjechać do szybu jedną z dwóch klatek, wtedy nie można się posiłkować i drugą klatką; maszyna staje się nieczynną i do szybu inaczej, jak po drabinach, opuścić się nie można. Nie można także wyciągać urabianego minerału z różnych poziomów. Nareszcie przy znaczniejszych głębokościach szybów nie można używać lin o zmniejszającym się przekroju.

Tomson w swojej broszurze „Förderanlegen für grosse Teufen“ i Poussigne w swej pracy „Conditions d’exploitation a grande

Jeżeli klatkę trzeba było podnieść, wypompowywano powietrze z górnej części rury. Wtedy pod ciśnieniem atmosfery na dolny tłok klatka podnosiła się do góry. Gdy klatkę trzeba było opuścić, wpuszczano powietrze do górnej części rury, klatka opuszczała się swoim własnym ciężarem. Prędkość zaś opuszczania regulowano wentylem, przez który zgęszczone pod klatką powietrze wychodziło na powierzchnię ziemi.

profondeur“ utrzymują, że system Koepe’go nie może być zastosowany do wydobywania z bardzo znacznych głębokości. Tomson głębokość, do której można go stosować, oznacza na 700 metr., a Poussigne nawet pisze (str. 71), że sposób ten przy głębokości szybu powyżej 800 mtr. powinien być wzbroniony, bo ruch liny dolnej, przyczepionej pod klatkami, staje się bardzo niespokojnym i lina zaczyna się tak silnie bujać, że uderza o ściany szybu, co nie jest dobrem ani dla liny, ani dla szybu, a prócz tego wskutek bujania się dolnej liny i ruch klatek nie jest zupełnie bezpieczny.

Wyciąganie za pomocą rozrzedzonego powietrza. Wyciąganie za pomocą rozrzedzonego powietrza było zastosowane przez inżeniera Blanchet przed trzydziestu paru laty, w szybie Hottinguer, w Epinac we Francji. Tam, w szybie 603 metr. głębokim, była ustawiona przez całą głębokość szybu, rura z lanego żelaza o średnicy 1,6 metr., połączona z maszyną do rozrzedzania powietrza.

W tej rurze znajdowała się klatka na 9 wozów, pod którą był jeden tłok, a nad nią 2 tłoki, oddalone od siebie na odległość cokolwiek większą, aniżeli wysokość drzwi, przez które wstawiały się wozy.

O ile całe to urządzenie było dogodne i wogóle odpowiadało swojemu celowi powiedzieć trudno, bo było ono zastosowane tylko w jednym szybie Hottinguer, a dziś szyb ten wraz z całem zrobionem w nim urządzeniem jest nieczynnym. Nie trudno jednak przewidzieć, że urządzenie cylindra kilkaset metrów wysokiego zupełnie prawidłowej formy i hermetycznie zamkniętego nie jest rzeczą ani tanią ani łatwą, gdyby jednak tę trudność dało się przezwyciężyć i sposób inżeniera Blanchet mógłby oddać wielkie usługi przy wydobywaniu z bardzo znacznych głębokości.

Naczynia wyciągowe i sposoby ich napełniania i wypróżniania. Kubły i beczki. Kubły i beczki wyrabiają z klepek, przeważnie dębowych, od 15 do 22 mm. grubych, albo też z blachy żelaznej. Kubły są mniejsze, używają się przy odbudowie rud duklami i wogóle tam, gdzie wyciąganie odbywa się windami ręczne-mi. Beczki są większe, używają ich przy windach parowych, przeważnie podczas pogłębiania szybów. Okucie beczki drewnianej składa się z 5 lub 6-iu obręczy żelaznych i dwóch pasów z płaskiego żelaza (fig. 620), idących wzdłuż beczki i krzyżujących się na jej dnie. Pasy te na górnej krawędzi beczki są zakończone kółkami, do których są przyczepione łańcuchy, idące do liny. Po dwa sąsiednie łańcuchy łączą się u góry kółkiem, za które się zaczepia hak od liny. Pojemność takich beczek wynosi od ¹/₂ do 1 metr. sześć. Pod spodem, na miejscu skrzyżowania się pasów, umocowane jest kółko, ułatwiające wypróżnianie beczki. Podniósłszy beczkę powyżej pomostu nadszybowego, zaczepiają za to kółko hak od

|o]

SV

y.

Eig. 620.

zgaj^ca między kierownikami, umocowanemi wzdłuż szybu (fig. 622 i 623). Grdy rama dojdzie do ostatniego wieńca obudowy, za-

'A

wk

■\_/•

w

d~1

II

i!

we

wre

c*iw

ha

Fig. 622

Fig. 628.

'i

Fig. 624.

Fig. 625.

.r

a JHII

•mb i

Fig. 626.

trzymuje się na nim, a beczka opuszcza*się dalej na dno szybu. Lina przechodzi wzdłuż ramy i nie jest do niej przymocowaną.

Beczki przyczepiają do liny za pomocą haka, przedstawianego na fig. 624 i 625. Hak a b obraca się około sworznia c. Sworzeń c umocowuje się za pomocą wewnętrznej mutry or, którą się naśru-bowuje w ten sposób, jak się ześrubowywa cyrkiel. Gdy beczkę potrzeba zawiesić, hak a b obracają około sworznia, tak, aby koniec b wyszedł ze strzemienia d. Następnie wstawiwszy koniec b w kółko, które łączy łańcuchy, idące od beczki, posuwają to kółko aż do dolnej części haka.

Przy pogłębianiu szybów, dla ułatwienia wypróżniania beczek, używają platformy na kółkach, z koszem, w który się wstawia beczka wychodząca z szybu. Na podporach a (fig. 626) osadzają na czopach kosz o, z pasów żelaznych, w który opuszczają pełną beczkę, wyciągniętą z szybu. Kosz c osa-

144 r-

dzony jest w ten sposób, że może się obracać około czopów. Pod koszem umocowanym jest drążek b, ku końcowi zakrzywiony, od którego idzie łańcuch s z hakiem, jaki się zakłada na górną krawędź beczki. Drążek b wchodzi do widełek i, w których, podczas przewozu beczki przytwierdza się nieruchomo, za pomocą zatyczki. Odwiózłszy beczkę do zwału, robotnik wyjmuje zatyczkę z widełek, a następnie przyciągając drążek b, wywraca beczkę wraz z koszem. Łańcuch, idący od drążka b, służy do tego, aby beczka przy wywracaniu nie mogła wypaść z kosza.

/ó'

Fig. 627.

Skrzynie na kółkach. W szybach pochyłych przewóz odbywa się w ten sam sposób, jak i na pochylniach. Jeżeli jednak szyb jest bardzo ciasny i nie ma miejsca na wózki, to wyciąganie minerałów z szybów pochyłych odbywa się w skrzyniach żelaznych na kółkach, toczących się po relsach, ułożonych wzdłuż szybu (fig. 627). Dlatego aby skrzynię uczynić wywrotną, układają dwie pary relsów w ten sposób, że przednia para kółek toczy się po wewnętrznych relsach, a tylna po zewnętrznych i relsy wewnętrzne, w miarę tego jak skrzynia wychodzi na powierzchnię ziemi, odpowiednio zniżają.

Takie skrzynie używają się tylko w szybach ciasnych i bardzo stromych, w których zwyczajne wózki na platformach pomieścić się nie mogą. Wymagają one prócz tego, aby kąt nachylenia szybu był na całej długości jednostajnym.

Klatki. Klatki służą do pomieszczenia wozów, które mają być wyciągnięte na powierzchnię ziemi. Klatki mogą być jedno lub kilkopiętrowe, to jest mieć tylko jeden pomost dla wozów, lub też kilka jeden nad drugim pomostów. Klatki jednopiętrowe są daleko dogodniejsze od kilkopiętrowych, dlatego też wielopiętrowe klatki używane są dziś przeważnie tylko w starych szybach, mających mały poprzeczny przekrój. W nowych szybach starają się używać klatki jednopiętrowe, a co najwyżej dwupiętrowe. Na każ-dem piętrze klatki może być po jednym wozie lub po dwa wozy, w tym ostatnim razie wozy mogą stać jeden obok drugiego, albo też jeden za drugim. Czasami na pomoście klatki ustawńa się po 4

wozy. W tych wypadkach, gdy na pomoście klatki ustawia się po dwa lub więcej wozów, należy zwracać uwagę na to, aby obydwie połowy klatki były jednakowo obciążone, nie należy więc stawiać woza próżnego obok pełnego, bo wtedy klatka cokolwiek się odchyla i trze jedną stroną o kierowniki.

Klatka może mieć tylko jedno wyjście, albo też dwa wyjścia, z dwóch przeciwległych boków. W pierwszym wypadku, gdy klatka zostanie opuszczoną na podszybie, najprzód należy wysunąć wozy puste, a potem dopiero wstawić wozy pełne, w drugim zaś wypadku wozy puste wypychają przy wstawianiu pełnych.

Klatki, przeznaczone dla opuszczania i podnoszenia ludzi, muszą być pokryte dachem, dla zabezpieczenia ich od deszczu i uderzeń ciał twardych, które mogą upaść z wierzchu. Boki takich klatek powinny być pokryte blachą żelazną lub siatką. Siatki z drutów cynkowanych są do tego celu odpowiedniejsze, ponieważ opuszczając się można zrewidować wnętrze szybu. W krótkich zaś bokach klatek umieszcza się drzwi na zawiasach, które zawieszają tylko na czas podnoszenia i opuszczania ludzi.

Klatki do wyciągania wozów powinny być zamykane z boków ruchomemi baryerami, nie dozwalającemi wozom wysuwać się w drodze.

Najlepszy przyrząd do zamykania klatki przedstawia gruby pręt żelazny z końcami zagiętemi pod kątem prostym, osadzony poziomo w łożyskach wewnątrz klatki, w ten sposób, że może się w nich obracać. Grdy zagięte końce są w położeniu poziomem, wejście do klatki jest zamknięte. Podnosząc je do góry tak, aby przyjęły położenie pionowe, wejście się otwiera i wozy można wytoczyć.

Klatki, przy największej wytrzymałości, powinny być jak najlżejsze, aby nie zwiększać ciężaru martwego, jaki lina musi wytrzymywać, dlatego też w ostatnich czasach żelazne klatki zamieniają na stalowe. Ciężar klatek żelaznych wraz ze spadochronami wynosi zwykle 0,8 do 1,5 ciężaru pożytecznego, klatki stalowe ważą tylko 0,6 do 0,7 wagi klatek żelaznych.

Klatki zawieszają na czterech łańcuchach, schodzących się u góry w jedno kółko, do którego przyczepia się lina. Często zamiast 4-ch łańcuchów klatki zawieszają na dwóch trójkątach z żelaza okrągłego, złączonych z sobą za pomocą kółka. Ten sposób jest lepszy, ponieważ naciągnąć równomiernie cztery łańcuchy jest bardzo trudno, a nierównomierne naciągnięcie łańcuchów bywało przyczyną nieszczęśliwych wypadków.

Między klatkami, w punkcie ich spotkania się, a także między klatkami a bokami szybu, powinna się pozostawać wolna przestrzeń od 12 do 15 centymetrów.

Na każdym szybie powinno być w rezerwie po dwie klatki

zapasowe.

Klatki powinny być szczegółowo rewidowane przez majstra dwa razy dziennie, rano i wieczorem. Przy takiej rewizyi majster powinien zwracać szczególną uwagę na śruby, łańcuchy i przymocowanie liny.

Kierowniki. Dla nadania właściwego kierunku klatkom, jak również dlatego, aby uniknąć wahania się klatek, któreby mogło spowodować zaczepienie się klatki jednej o drugą przy ich spotkaniu, służą kierowniki. Kierowniki mogą być drewniane, żelazne, lub też z lin drucianych.

m-

;X|

■jaBMMpta■ ;

Mfifial

■'■YX

L A. J^L iMi

l|

u»

I

il

WËr

"S :

Fig. 628.

Fig. 629.

Kieroimiki drewniane. Kierowniki drewniane przygotowują z belek dębowych lub sosnowych od 4 do G-ciu metrów długich, o poprzecznym przekroju 10X15 ctm., które przytwierdzają wzdłuż całego szybu, w kierunku linii pionowej. Do klatki zaś przyśrubo-wują z boków u góry i u dołu odpowiedniego kształtu klamry, które obchwytują kierownik z trzech stron, nie pozwalając jej wysunąć się z pomiędzy nich.

Kierowniki mogą być przytwierdzone albo z boków klatki (fig. 628), albo też z przodu i z tyłu klatki (fig. 629). Po bokach klatki kierowniki przytwierdzają wtedy, gdy wozy w klatce stoją

jeden obok drugiego. Z przodu zaś i z tyłu klatki zwykle wtedy, gdy wozy w klatce stoją jeden za drugim. Jeżeli kierowniki są przytwierdzone z przodu i z tyłu klatki, to jest z tych boków, przez które się wtaczają i wytaczają wozy, w takim razie na podszybiu i na pomoście nad-szybowym muszą być przerwane, a na ich miejsce przytwierdzone w rogach klatek kierowniki dodatkowe (fig. 629 i 630), a kierowniki główne, b kierowniki dodatkowe.

o*

Poprzeczne belki, do których są przytwierdzone kierowniki, zakładają w odległości od 1 do 2 metrów jedna od drugiej, co zależy od wymiarów poprzecznego przekroju szybu, wielkości podnoszonego ciężaru i prędkości ruchu klatek. Belki zakładają albo jednocześnie z omurowa-niem szybu, albo też omurowując szyb, pozostawiają dla nich gniazda.

Ł_

sz_

fi!

a sq sz

Fig. 630.

Kierowniki przymocowują do belek za pomocą śrub żelaznych (fig. 631, 632, 633 i 634), albo też drewnianemi klinami (fig. 635, 636 i 637). Jeden kierownik z drugim może być połączony w styk (fig. 634), albo też przez wcięcie w pół drzewa (fig. 631). Obydwa te jednak połączenia nie są dobre, ponieważ wskutek drżenia, wywołanego ruchem klatek, końce kierowników bardzo prędko się zużywają. Daleko lepiej łączyć końce dwóch stykają-

ÏU

ÏË

iIm

•:===

liii

mi

ii m

Fig. 631.

Fig. 632.

Fig. 633.

Fig. 634.

cych się z sobą kierowników nie na belce poprzecznej, do której są przytwierdzone kierowniki, lecz w przerwie między belkami. W tym ostatnim razie między poprzeczne belki wkładają pionowy

kawałek (fig. 638) lub też końce kierownika łączą za pomocą płyty żelaznej (fig. 639). Główki śrub powinny być wpuszczone w kierownik, a mutra nakręca się na gwint z tyłu poprzecznej belki. Jeżeli zaś z tyłu belki niema miejsca na mutrę, w takim razie kie-rowniki przybijają do belek zapomocą gwoździ, które zamiast główki mają gwint dla mutry. W kierowniku wiercą dziurę dla gwoździa, który się wbija tylko w belkę, a po nałożeniu na niego kierownika nakręca się na gwint mutrę. Tego rodzaju połączenie jest bardzo dobre pod tym względem, że zużyte kierowniki łatwo bardzo zamieniać nowemi.

* 'JV

V- Vł| |

ffÜ

gJI

Fig. G35.

Fig. 636. Fig, 637.

((U

między które wchodzi kierownik (fig. 642).

PL

ii P

lis

Dla zabezpieczenia klatek od wyskakiwania z pomiędzy kierowników, służą klamry, przedstawione na figurach 640 i 641. Często zamiast klamry przytwierdzają z obu stron klatki, u góry i u dołu, lub też przez całą jej wysokość, szyny z żelaza kątowego,

fe

pÉ Jlf &

s

Fig. 641.

Fig. 640.

Si»

■p

Fig. 63S.

Klamry i szyny z żelaza kątowego dla kierowników powinny być do klatek przyśrubowane, a nie przynitowane, ponieważ nity, po pewmym czasie, zawsze się osłabiają Fi₀. 639. • p0ruszająC podczas wyciągania klatek, bardzo psują kierowniki.

Drewniane kierowniki są wogóle bardzo dobre, mają tylko ten niedostatek, że się prędko zużywają; zamiana zaś zużytych

kierowników na nowe jest bardzo kosztowną, bo wymaga zatrzymania robót w szybie.

Kierownik i żelazne. Kierowniki żelazne w szybach, których głębokość jest nieznaczną, używane są rzadziej, aniżeli drewniane, ponieważ przy nich zastosowanie spadochronów jest bardzo trudne. Przygotowują ich z relsów, których metr bieżący waży 30 do 35 kilogr., albo też z belek żelaznych w kształcie I. Zwykle obydwa kierowniki przytwierdzają z jednego boku klatki w ten sposób, że albo wszystkie 4 kierowniki są przytwierdzone do jednej belki poprzecznej, przechodzącej przez środek szy-

Fig. 642.

-te

li i!

■i

Fig. 643.

Fig. 644.

bu, albo też wpuszczają w obudowę 2 belki po bokach szybu i do każdej z nich przytwierdzają po 2 kierowniki. Czasami ich przytwierdzają na dwóch przeciwległych rogach klatek.

Dobre i' mało miejsca kierowniki żela

za] mujące zne są przedstawione na fig. 643, 644 i 645. Kierowniki a z żelaza, mającego kształt

X są przymocowane śrubami do belek żelaznych b, kształtu I za pomocą żelaza kątowego U i nakładek n. Do klatek są przytwierdzone klamry s, które obchwytują główkę kierownika.

Fig. 645.

Na figurach 646 i 647 są przedstawione kierowniki z relsów typu Vignol’a. W poprzecznych belkach żelaznych kształtu J podtrzymujących kierowniki, robią wcięcia, w które wchodzi pięta relsu. Wcięcia te są niezbędne dlatego, aby reis nie mógł się przesuwać na boki i one powinny być zrobione bardzo starannie; aby zaś reis nie mógł się przesuwać do góry i na dół, przyśrubowują do niego nad belką i pod belką nakładki. Następnie wstawiwszy rel-sy w wycięcia w belce, ześrubo-wują ich klamrami, które muszą być dobrze do nich dopasowane. Klamry przy klatkach obchwy-

t\

mu

Fig. 647.

Fig. 646.

tujące główkę relsu, składają się z dwóch części, w których każda przyśrubowuje się do klatki dwoma śrubami.

Dla zmniejszenia tarcia kierowników żelaznych o klamry, używają gęsty smar.

Kierowniki linowe. Kierowniki linowe są najprostsze, urządzenie ich wymaga bardzo niewiele czasu i kosztuje o połowę taniej, aniżeli urządzenie drewnianych. Tego rodzaju kierowniki szczególnie się nadają do szybów z oprawą wodonieprzenikliwą drzewną lub oprawą wodonieprzenikliwą z lanego żelaza, mianowicie też dla szybów wierconych, w których urządzenie innego rodzaju kierowników, przedstawiałoby bardzo wielkie trudności. Średnio biorąc, na urządzenie metra bieżącego kierowników linowych potrzeba od 2 do 2¹/,i dni, a na urządzenie metra kierowników drewnianych od 6 do 7 dni.

Liny dla kierowników zwijają z drutów, a właściwie mówiąc, z prętów żelaznych lub stalowych od 4 do 10, a nawet 12 milimetrów grubych. Cienkie druty są nieodpowiednie, bo łatwo rdzewieją i pękają, lina zaś, choćby tylko z jednym drutem pękniętym, nie może już służyć jako kierownik. Przez tarcie grube druty mało się uszkadzają, chyba, że do klamry obchwytującej kierownik dostaje się woda z piaskiem.

Przy każdej klatce jest 3 albo 4 kierowniki (fig. 648 i 649). Przy czterech kierownikach liny powinny być umieszczone w ten sposób, aby wewnętrzne liny nie znajdowały się jedna naprzeciwko drugiej, jest to niezbędne dlatego, aby uniknąć wstrząśnień,

jakieby się mogły zdarzać głębokości szybu.

przy spotkaniu się klatek, po środku

Fig.648.

dliii! S 1(1111 II lp

VI11

Fig. 650.

Fig.649.

Liny dla kierowników powinny być obciążone i dobrze naciągnięte. Obciążenie wynosi od 1¹/₂ do 4 ton na każdą linę. Zwykle urządzają kierowniki linowe w następujący sposób:

Poniżej podszybia liny przepuszczają przez otwory, zrobione w ramie z belek drewnianych, wywiercone na takiej odległości, jaką ma być odległość między linami (fig. 650), a pod tą ramą zawiesza się na linach pomost i nakłada na niego tyle ciężarów, aby liny były dobrze naciągnięte.

Nad szybem, powyżej górnego pomostu, linę przepuszczają naprzód przez belkę a (fig. 651 i 652), a potem owijają około półkola żelaznego o, przytwierdzonego do belki a. Owinąwszy półkole, na którego powierzchni jest rowek, lina przechodzi powtórnie przez belkę a, pod którą jest schwyconą klamrą.

Przez belkę a (fig. 653 i 654) przechodzi sztaba żelazna b, zakończona u góry gwintem, na który ^ nakręca się mutra. Pod belką u, sztaba b jest rozpłaszczona i wygięta w ten sposób, że tworzy żłobek, w który wchodzi lina. Po włożeniu Fig. 652. cj0 niego liny, nakłada się na nią drugi taki sam żłobek i obydwa żłobki obchwytują się klamrami c, mocno ześrubowanemi. U góry, nad szybem, potrzeba mieć zawsze zapas liny, na wypadek jej rozerwania się, które czasami może się zdarzyć, jeżeli lina wyciągowa pęknie i klatka wpadnie do szybu. W podobnym wypadku klatka spadając, może rozerwać linę w dolnej części, potrzeba więc mieć możność linę przydłużyć.

Grube liny, złożone z grubych drutów, lepiej jest umocowywać następującym sposobem.

(J

fi

mssm

Fig. 651.

Liny, chociażby naj bardziej obciążone, zawsze mogą się wahać i te wahania będą tem większe, im szyb jest bardziej głębokim, dlatego też, przy kierownikach linowych, należy zostawiać większą przestrzeń między klatkami, aniżeli przy kierownikach drewnianych lub żelaznych. W Anglii, między klatkami przyjęto pozostawiać wolną przestrzeń nie węższą niż 40 ctm.

Z przyczyny wahania się lin na podszybiu i na górnym pomoście nadszybowym, powinny być kierowniki dodatkowe, któreby zmuszały klatkę zatrzymywać się w tem położeniu, w jakiem ona się powinna znajdować, aby można było dogodnie wytoczyć z niej wozy pełne i wtoczyć próżne.

Fig. 653.

Fig. 654.

Przy klatkach przytwierdzają się u góry i u dołu puszki, które obchwytują linę. Puszka taka składa się z dwóch części, które się ze sobą ześrubowują (fig. 655 i 656), tak, że lina może być z niej bardzo łatwo wyjętą. Otwór

w puszce u clołu się rozszerza i w rozszerzoną część wkłada się gęsty smar.

W nowszych czasach w Anglii, między klatkami, zawieszają tylko dwie liny, które wcale nie przechodzą przez puszki, przytwierdzone do klatek.

.j pl Aj

mmm

h-A

pj

Spadochrony. Spadochrony są to przyrządy, służące do zapobieżenia spadnięcia klatki na dno szybu, na wypadek pęknięcia liny.

Fig. 655. Fig. 656.

Zbudować przyrząd, któryby był w stanie zatrzymać spadającą klatkę, nie jest łatwo, to też zadanie to po dziś dzień nie zostało rozwiązane zadawalająco, bo chociaż zbudowano bardzo wiele i bardzo rozmaitych tego rodzaju przyrządów, to jednak żaden z nich nie przedstawia dostatecznej gwarancyi dobrego działania.

!>

Spadochron systemu Fontain’a.

V'

Udi';

'Afp

- A.':¹''"'"'    7- 'ü&SüË

ii

Fig. 657.

Fig. 658-

Używa się tylko przy kierownikach drewnianych (fig. 657, 658 i 659), a rama górna klatki, do której są przymocowane boki, c mocna belka poprzeczna, na której końcach są przytwierdzone klamry, obchwytujące kierowni-ki. Belka ta jest połączona z ramą a żelazem kątowem przez środek zaś tej belki przechodzi sztaba b, za pomocą której klatka przyczepia się do liny.

Pod ramą a jest przytwierdzona belka n, szczególnego kształtu, przedstawiona w planie na fig.

Fig. 659.

658. Główna sztaba b przechodzi i przez belkę w, a na jej końcu umieszczona jest mutra, nad którą znajduje się spiralnie zwinięta sprężyna r.

Pod belką c przytwierdzona jest krótka belka s, z której końcami są połączone ruchomo, jak na zawiasach ramiona d, zakończone zazębionemi nożami.

W razie pęknięcia liny spiralna sprężyna r, rozkręcając się,

154 —

pociągnie główną sztabę b ku dołowi, drążki cl roztworzą się i za-zębionemi końcami wpiją się w kierowniki, tak że klatka zostanie zawieszona między kierownikami.

Przy spadochronie systemu Fontain’a kierowniki muszą być bardzo mocne, a poprzeczne belki, do których one są przybite, ułożone blizko jedne od drugich. Słabą stroną spadochronu Fontain’a jest to, że zawsze można się obawiać pęknięcia drążków d.

Spadochrony Minowe. Spadochrony klinowe należą do najlepszych, wchodzą one coraz więcej w użycie i mogą być zastosowane tak dobrze do kierowników drewnianych, jak i do kierowników żelaznych. Urządzenie ich polega na tern, że między kierownikami a i klatką b znajdują się żelazne kliny c (fig. 6G0 i 661), które za pomocą odpowiednio urządzonych drążków ze sprężynami, są odcią-

Iii

U:

KU

b im

(lP

Ml

i

mmc

Fig. 660.

Fig. 661.

gane ku dołowi, lecz w razie pęknięcia liny, sprężyna wypycha kliny c do góry, a klatka, spadając, jeszcze je bardziej zaciska. Przy kierownikach drewnianych kliny od strony kierownika zlekka zazębiają (fig. 662).

Spadochron Solfriandc do kierowników linowych. Urządzenie jego polega na tern, że w razie pęknięcia liny, wszystkie 4 kierowniki linowe zostają odrazu zgięte w ośmiu miejscach i klatka zatrzymuje się na tych zgięciach. Spadochron Solfrian’a urządzony jest w następujący sposób (fig. 662 i 663):

Na każdym z dwóch przeciwległych boków klatki znajduje się płyta żelazna a. Każda z tych dwóch płyt ma u góry i u dołu podłużne szpary b, w które wchodzą czopy c, stale przytwierdzone do wierzchniej i dolnej ramy klatki. Płyty a mogą się, na długość dolnej szpary b, podnosić do góry i opuszczać na dół.

U góry, płyty a są połączone poprzeczną sztabą żelazną P, do której końców są przyczepione łańcuchy h, idące do liny wyciągowej, na której klatka jest zawieszoną.

Każda płyta jest opatrzona czterema sztyftami .9, wchodzące-mi w ucha, zrobione na końcach czterech drążków d, których dru-

•i

il Ui 1

Z|

hi

J.

Ilia

U=.ü-

i

mmm i

Niri

,i

Hpp—I

r

igciią

«jJIIUIIIII

Mą

■MB

= ii,lip

■SWlglp“^^

[MfMnniÉHg^sËL—_C._

Fig. 662.

gie końce są przytwierdzone do boków klatki w ten sposób, że mogą się obracać około osi poziomej x.

Gdy płyta a opuszcza się na dół, końce drążków d, połączone z nią sztyftami, także się opuszczają, a przeciwległe końce drążków obracają się wtedy około osi x.

W drążkach d około osi x są zrobione otwory, przez które przechodzą kierowniki linowe l. Gdy końce drążków d, osadzone na sztyftach s, opuszczą się na dół, liny /, służące jako kierowniki, które przechodzą przez otwory, zrobione w przeciwległych końcach tych drążków, zginają się i na nich tworzą się kolana, na których klatka się zatrzymuje (fig. 663).

Długość łańcuchów h jest w ten sposób uregulowana, że gdy klatka jest zawieszona na linie wyciągowej, płyty u są na takiej wysokości, że drążki d mają położenie poziome i kierowniki linowe przy podnoszeniu i opuszczaniu się klatki swobodnie przeclio-

■r\

mm

Wl

..

Ml

N5Ww//(rinl ! il H fWilxvxvA'®'

r-rf

■lia

mm

HH

flr

ni mi

//'

'»HiHiimiiiil

lig. 663.

dzą przez otwory w tych drążkach, lecz w razie zerwania się liny wyciągowej, płyty a, przy pomocy sprężyn r, opuszczają się na dół, a wraz z niemi opuszczają się końce drążków rf, osadzone na sztyftach s. Drążki d przyjmują wtedy położenie ukośne, a kierowniki linowe się zginają i tworzą kolana, na których klatka się zatrzymuje. Dlatego zaś, aby, przy zatrzymywaniu się klatki na podchwytach, na podszybiu i nadszybiu, drążki d nie wychodziły z położenia poziomego i nie zatrzymywały klatki, płyty a opatrzone są u dołu ramami ic, które zatrzymują się na podchwytach jednocześnie z klatka.

Dla zapobieżenia, aby, w razie pęknięcia liny, płyty a nie mogły się napowrót podnieść do góry, każda z płyt, w górnej części, jest z boków zazębioną i w te zazębienia wchodzą zębate kliny 2, połączone z sobą poziomą sprężyną, zmuszającą zęby klinów wchodzić w zazębienia płyt.

Jak dowiodły doświadczenia, zrobione w tym celu, zgięcie kierowników linowych, jakie następuje w razie zerwania się liny wyciągowej, wcale ich nie uszkadza i kierowniki zaraz się same przez się wyprostowują, jak tylko klatka zostanie napowrót zawieszona na linie wyciągowej.

Gdy na kierownikach linowych, w razie pęknięcia liny wyciągowej utworzą się kolana, pomost, jaki jest do nich przyczepiony pod poziomem podszybia, wraz z leżącemi na nim ciężarami, które służą do obciążenia lin, podnosi się trochę do góry, co jednak nie ma żadnego szkodliwego wpływu na umocowanie kierowników.

Ogólne uwagi o spadochronach. Wszystkie spadochrony mają ten wielki niedostatek, że zwiększają czasami nawet dosyć znacznie, ciężar martwy, jaki lina podnosi, żaden zaś ze spadochronów, jakie po dziś dzień zbudowane zostały, nie wzbudza zupełnego zaufania.

Liczne doświadczenia przekonały, że spadochrony działają dosyć zadawalająco tylko wtedy, jeżeli zerwanie się liny następuje przy wyciąganiu klatki do góry i przytem, jeżeli lina rozerwała się tuż nad klatką, jeżeli zaś lina pęka przy opuszczaniu się klatki, działanie ich jest już o wiele mniej zadawalające. Zjawisko to objaśnia się następującym sposobem: jeżeli lina rozerwie się przy podnoszeniu się klatki, to wprzód aniżeli klatka zacznie spadać, musi nastąpić chwila, podczas której ona się zatrzyma, a ta przerwa w jej ruchu, już jest dostateczną, aby sprężyny zaczęły działać i aby spadochron pochwycił kierowniki. Działanie spadochronu będzie już znacznie słabsze, jeżeli lina pęknie w pewnej odległości od klatki, bo kawałek oderwanej liny, spadając na dach klatki, ciężarem swoim może ją zmusić opuścić się na dół. Jeżeli zaś rozerwanie się liny następuje przy opuszczaniu klatki, wtedy klatka odrazu zaczyna spadać z ciągle wzrastającą prędkością, siła więc sprężyn w spadochronie musi przezwyciężyć powiększającą się wraz z prędkością żywą siłę, co jest zadaniem daleko bardziej trudnem.

Należy jeszcze zwrócić uwagę i na to, że spadochrony, działające momentalnie, które zatrzymują klatkę w jednej chwili, bynaj-

mniej nie zabezpieczają ludzi od nieszczęśliwych wypadków, jakie następują w razie zerwania się liny, bo wtedy ludzie, znajdujący się w klatce otrzymują, co najmniej, takie same uszkodzenia, ja-kieby otrzymali, gdyby upadli z taką samą prędkością na jakieś twarde ciało.

Nareszcie dają się słyszeć coraz częstsze narzekania, że tam, gdzie są spadochrony, ludzie zanadto im ufają i mniej zwracają uwagi na liny. Ponieważ jednak znane są liczne wypadki, w których spadochrony oddały pi’awdziwe usługi, nasze przepisy górnicze obowiązują kopalnie mieć spadochrony przy wszystkich tych klatkach, w których opuszczają się ludzie.

Nie należy jednak nigdy zapominać, że najlepszym spadochronem jest dobra i dobrze utrzymywana lina, której dolny koniec powinien być często obcinany i próbowany.

Podszybia. Chodnik kierunkowy lub przecznica, zbliżając się do szybu, zwykle się rozszerza i ta rozszerzona część nazywa się 'podszybiem. Podszybie jest stacyą, na której zatrzymują się pociągi wozów naładowanych, prz}'chodzących z przodków i na której zestawiają pociągi z wozów próżnych, opuszczanych do szybu w klatkach i mających powrócić do przodków. Podszybie więc musi być przynajmniej tak szerokie, jak obydwa oddziały wyciągowe szybu, aby w niem można było ułożyć co najmniej podwójny tor kolejki.

W tych zaś razach, gdy podszybia są urządzone z dwóch przeciwległych stron szybu i połączone chodnikiem obwodowym, szerokość podszybia musi być jeszcze zwiększona o całą szerokość chodnika obwodowego.

Wysokość podszybia musi być także większa od wysokości chodników przewozowych. Przy jednopiętrowych klatkach wysokość podszybia musi być co najmniej równą wysokości klatki, a przy klatkach wielopiętrowych podszybia także robią dwu lub nawet czteropiętrowe.

fig. 665 i 666

Ponieważ wymiary podszybia są znacznie większe od wymiarów chodników przewozowych, a naprawa obudowy w podszybiach jest zawsze połączona z wielkiemi trudnościami, obudowa więc ich musi być znacznie mocniejszą i trwalszą. Na fig. 664 przedstawione jest podszybie z oprawą drzewną, a na podszybie z oprawą murową. W skałach mało wytrzymałych oprawę drzewną urządzają w podszybiach sposobem wskazanym na

fig. 229, str. 179, tom 1. Przy oprawie murowej kapy najczęściej robią żelazne. Taką obudowę przedstawia fig. 270, str. 215, tom 1.

.311

âsËÈseséâ

!■

ft»

W-

Fig. 664.

Podszybie musi być dostatecznie długie, aby przy manewrach z wozami i przy zestawianiu pociągów, wozy nie mogły wpadać do szybu. Często podszybia urządzają w ten sposób, że z jednej strony szybu przychodzą tylko pociągi z wozami naładowanemi, a z przeciwległej strony szybu jest drugie podszybie, na którem zestawiają pociągi z wozów próżnych.

W kopalniach rud, w których wyciąganie odbywa się beczkami, podszybia urządzają w ten sposób, że w chodniku, około samego szybu, robią wgłębienie takiej wysokości, jaka jest wysokość

|j[pr

ém

w

I" ~~i

il:

v,

iSl

' J1

il t.-!=

mM

i _i

r “i

if

Silili

Ci

/w

[V-a

'i

r-m~

ÜS

mm

W.

Fig. 665.

Fig. 666.

beczki (fig. 667) i tak szerokie, aby się w niem mieściły dwie obok siebie stojące beczki. Robotnik przyciąga hakiem opuszczają-

cą się beczkę próżną do wgłębienia i odczepiwszy ją od liny, przyczepia na jej miejsce beczkę pełną. Próżna zaś beczka napełnia się podczas wyciągania pełnej.

na

na

11

ar

LMOMlMHOlfc

mm

mM

WÈ a-'-

Ï3''-

Fig. 667.

W Harcu, w kopalniach rud, podszybia urządzają jeszcze stępującym sposobem: Podszybie składa się z dwóch części, górnej a i dolnej b (fig. 668 i 669). Dolna część b przedstawia chodnik, idący od szybu, w którego piętrze są ułożone pokrywające ten chodnik ukośnie ściosane kamienie r, a między temi kamieniami, całej długości ó, pozostawia się szparę cokolwiek węższą od szerokości wózka (fig. 669). Nad chodnikiem b podszybie się znacznie rozszerza i ta rozszerzona część u dołu jest ograniczona ukośnie ściętemi ścianami, ułożonemi na sucho na kamieniach ciosowych ('. Górna część podszybia a pozostawia się bez obudowy, służy ona jako skład, do którego zwalają rudę przywiezioną z przodków, a dlatego, aby ruda nie spadała do dolnego chodnika ó, szparę między kamieniami c, pozos tawioną w piętrze tego chodnika, zakrywają drewnianemi okrąglakami, ułożonemi wpoprzek szpary.

Na połączeniu dolnego chodnika b z szybem, wyrobione jest wgłębienie dla beczek (fig. 668), w chodniku zaś b znajduje się wózek dla przewozu rudy, od składu do beczek. Wózek ten ma w krótkim boku klapę, otwierającą się na zawiasach. Gdy wózek potrzeba napełnić rudą, podsuwają go pod szparę i podnoszą jeden z okrąglaków d, któremi ona jest zakrytą. Wypróżnianie wózka odbywa się otwierając klapę i ruda wysypuje się wtedy do beczek.

Podczas wyciągania, szyb zrmyka się klapą k na zawiasach. Opuszczająca się beczka zsuwa się po tej klapie i zatrzymuje się w zagłębieniu dla niej zrobionem.

Zatrzymywanie klatek na poziomie pomostu nadszy-bowego i na podszybiu. Klatka z wozami naładowanemi, wyclio-

w*

w.;

i j//

§?>

Bk a W

Z.

f '*5v

'æss

Mj

|pf

'k

\

Pt

ÜH

WA

If

Fig. 668.

dząca z szybu, jak również i klatka z wozami pustemi, opuszczona do szybu, musi być zatrzymana na takim poziomie, aby dno klatki stanowiło przedłużenie relsów, ułożonych na pomoście nad-szybowym, lub na podszybiu, inaczej wytaczanie wozów z klatki, jak również i wtaczanie do niej wozów byłoby nie-możebne, a przynajmniej połączone z bardzo znaczną stratą czasu.

W Anglii, a także i w niektórych miejscach w Westfalii, maszyniści doszli do takiej wprawy, że zatrzymują klatki na poziomie pomostu nadszybowego, wprost maszyną wyciągową, bez żadnych innych przyrządów. Nie wszyscy jednak maszyniści są tak wydoskonaleni, a wreszcie wytaczanie i wtaczanie wozów do klatki, wiszącej nad szybem, i niczem nie podpartej nie jest bezpie-cznem i nie zawsze może być tolerowane, wszędzie więc prawie dla zatrzymywania klatek, na

Górnictwo. T. II.

fe..

■à

CL

(Ł

tcm

Fig. 669.

Ma

II

jg?/' .<

jg|

m

poziomie nadszybia, ustawiają od-

11

dzielne przyrządy, które wychodząca z szybu klatka sama otwiera i które po przejściu klatki zamykają się automatycznie.

Przyrząd z obracającemi się podchwytami. Przyrząd ten składa się z czterech podchwytów a (fig. 670), osadzonych po dwa na dwóch wałach, leżących z przeciwległych boków szybu. Podchwyty są tak osadzone na wałach, że mogą być postawione pionowo i poziomo. W położeniu poziomem podchwyty występują cokolwiek wewnątrz szybu, tak, że opuszczająca się klatka na nich osiada. Klatka, wychodząca z szybu, sama podnosi podchwyty, które po jej przejściu, opadają wskutek własnego ciężaru i przyjmują położenie poziome.

IgpbllllliraMIWIlilllinill..............................

1^

BI

'f

Fig. 670.

Dla przejścia zaś klatki opuszczającej się na dół, podchwyty muszą być podniesione za pomocą drążka b, który w takim razie należy przesunąć w kierunku wskazanym strzałką.

Tego rodzaju przyrządów z podchwytami jest bardzo wiele, wszystkie jednak mają ten wielki niedostatek, że klatka, stojąca na podchwytach, która ma być opuszczona do szybu, wprzód aniżeli zostanie opuszczona musi być podniesiona do góry, bo inaczej podchwytów otworzyć nie można. Takie zaś ciągłe podnoszenie i opuszczanie klatki, oprócz tego że jest połączone z bardzo znaczną stratą czasu, wywiera jeszcze nadzwyczajnie zły wpływ na linę, która otrzymuje ciągłe wstrząśnienia i bez potrzeby się zużywa. Szczególnie cierpi przy tern koniec liny, przyczepiony do klatki, znajdującej się na podszybiu, który wskutek tego musi być daleko częściej odcinany.

Nareszcie częste podnoszenie i opuszczanie klatki zużywa bez potrzeby siłę maszyny i znacznie zwiększa rozchód pary, co jest nadzwyczajnie ważne przy klatkach wielopiętrowych.

Z tych względów przyrządy z podchwytami, otwierającemi się do góry, dziś całkowicie wychodzą z użycia i zamieniają się przyrządami z podchwytami hydraulicznemi, lub też z podchwytami, które klatka, opuszczając się na dół, otwiera własnym ciężarem.

¹

ii

. Eig. 621.

łańcucha, wiszącego nad pomostem, a następnie opuszczają beczkę, wskutek czego beczka się wywraca i wypróżnia (fig. 621). Beczka powinna być w ten sposób odrobiona, aby na jej powierzchni nie było żadnych części wystających, któremi mogłaby zaczepiać o boki szybu, lub o drugą beczkę, jeżeli wyciąganie odbywa się dwiema beczkami.

Prędkość wyciągania beczek wynosi w szybach nieobudowa-nych 0,6 m., w zabudowanych i oszalowanych gładkiemi deskami

1,3 m., a tam, gdzie są kierowniki, można ją zwiększyć do 3 metr. na sekundę.

Dla nadania właściwego kierunku beczkom służy rama, śli-

TTTf

'-wili

,;1

■'S

iii

Fig. 671.

Przyrząd z podchwytami hydraulicznemi Frantz’a.

Przyrząd ten przedstawiony jest na fig. 671, 672, 673, 674 i 675. Fig. 671 przedstawia przyrząd w planie, fig. 672 widok z boku, fig. 673 przekrój pionowy po linii M N, figura 675 podchwyt opuszczony na dół, a figura 674 podchwyt podniesiony do góry.

Przyrząd Frantz’a składa się z czterech rur pionowych a z dławnicami pakunkowemi, w które wchodzą 4 tłoki (fig. 672 i 673). Rury a są połączone z sobą rurami poziomemi b, które znowu za pomocą rury t z kranem k (fig. 671) łączą się z akumulatorem A. Kran k może być otwierany i zamykany za pomocą korby r (fig. 673).

Każdy z tłoków jest połączony z drążkiem dwuramiennym c, mogącym się obracać około poziomej osi o, umieszczonej w wierzchniej części tłoka (fig. 674 i 675).

hi

lir

śsŁ

vi

10

Fig. 672.

czo

Dłuższy koniec drążka c podchodzi pod stale przymocowany p i, drugi zaś krótszy koniec służy jako podchwyt, na którym zatrzymuje się klatka.

fil

II

C'

a\

I ' l iii, \lMil

m

m/Ę

Fig. 673.

Przypuśćmy że' kran k w rurze f, prowadzącej do akumulatora, jest zamknięty, woda w rurach a znajduje się pod tłokami i podchwyty c są w położeniu poziomem. Wychodząca z szybu

klatka podnosi do góry przednie końce drążków c (fig. 674), tworzących podchwyty. Po jej przejściu podchwyty opuszczają się własnym ciężarem i przyjmują napowrót położenie poziome (fig. 673). Opuszczająca się klatka osiada na podchwytach, a ponieważ kran k od akumulatora jest zamknięty, tłoki z podchwytami, będąc podtrzymywane przez wodę, wypełniającą rury a, nie mogą się opuścić. Gdy po wytoczeniu wozów naładowanych, klatkę trzeba napowrót opuścić do szybu, sygnalista otwiera zapomocą korby r, kran k (fig. 671 i 672) i tym sposobem łączący rury a z akumulatorem. Wtedy klatka ciężarem swoim wytłacza wodę z rur a do akumulatora .4,[tłoki w rurach a opuszczają się i podchwyty zaczynają opadać na dół, aż póki nie przyjmą położenia, wskazanego na fig. 675. Jak tylko^ klatka opuści się poniżej podchwytów, tłoki w rurach a pod ciśnieniem wody, wypełniającej akumulator, podniosą się do góry i podchwyty c, zaczepiając o czopy i, przyjmą na

zi

Le

Fig. 675.

Fig. 674.

powrót położenie poziome, a gdy zamkną wejście do szybu, sygnalista zamyka kran k od akumulatora.

Cały przyrząd napełnia się wodą zapomocą rurki z kranem, przechodzącej przez tłok akumulatora.

Jak widzimy, klatka stojąca na podchwytach hydraulicznych sama sobie otwiera podchwyty, może więc być zaraz po wytoczeniu z niej wozów opuszczoną na dół, bez uprzedniego podnoszenia jej do góry. Ztąd zaś wypływają następujące korzyści:

1.    Znaczna oszczędność pary, bo dla uniesienia klatki z podchwytów, potrzebaby przynajmniej raz jeden napełnić parą cylindry.

2.    Wielka oszczędność czasu, któryby się tracił bez żadnej potrzeby na unoszenie klatki do góry li tylko dlatego, aby otworzyć podchwyty.

3.    Bardzo się zaoszczędza lina, a także i maszyna wyciągowa. Przyrząd, z podchwytami Stauss’a (fig. 676, 677, 678,

679 i 680). Figura 676 przedstawia cały przyrząd w planie. Na fig.

677 i 678 przedstawiony jest widok z boku i plan podchwytu zamkniętego, a na fig. 679 i 680 widok z boku podchwytu otwartego. We wspólnej ramie A osadzone są dwa wały B i C. Do wału B, osadzonego niżej, jest przytwierdzona rękojeść ß, którą przesuwa

li

jo:

Bf

J: I

i°

•o

1^1

Fig. 676.

jąc można obracać wał B w jedną lub drugą stronę. Na wale C osadzone są wewnątrz ramy A chomąta a w ten sposób, że przez otwór, zrobiony w górnym końcu chomąta a, przechodzi wał (7, po-

/'V

^/////////////////yJ///////I'/////////////////A'.yÿÿ\

i-

\oy«

51

--r_

Fig. 677.

łączony nieruchomo [z tym chomątem, a przez otwór, zrobiony w przeciwległym końcu chomąta a, przechodzi wał w, mogący wraz z chomątem a obracać się około wała C w ramie A

Na wale n jest osadzony podchwyt P, który może się obracać

około wała n, a prócz tego przy obracaniu się chomąta a, podchwyt P może się jeszcze przesuwać po pochyłej płaszczyźnie 0.

Na wale n, oprócz podchwytu P, osadzony jest jeszcze drążek s, połączony jak na zawiasie sworzniem i, z takim samym drążkiem l, osadzony nieruchomo na wale B.

Na fig. 677 i 678 podchwyt jest przedstawiony w położeniu, jakie on zajmuje, gdy wejście do szybu jest zamknięte, wtedy chomąta a znajdują się w takiem położeniu, że one wiszą na wale C, wał więc n znajduje się pod wałem C. Wały zaś jB, n z drążkami Is, połączonemi sworzniem i, znajdują się w jednej poziomej płaszczyźnie, a sworzeń i leży na podpórce k.

Jeżeli teraz rękojeść R przesuniemy w kierunku wskazanym strzałką, do miejsca oznaczonego liniami kropko'wanémi, sworzeń i podniesie się do góry, drążki l s, utworzą kolano i pociągną pod-

is -

psi

nr—len. ^

T=Tj

o i Tü

a|

ii

ran

IL

Fig. 678.

' - ' • ~TTTr~// ~vT\ r---- -

I-

CI six-lo - ii

|ji    •tiiin

üi _ iiiiiiii~

Fig. 679.

Fig. 680.

chwyt P, który przesunie się po pochyłej płaszczyźnie z i przyjmie położenie, wskazane na fig. 679.

Przy takiem położeniu podchwytu P, wejście do szybu jest otwarte i klatka K może być opuszczona na dół.

Po przejściu klatki sygnalista przesuwa rękojeść R do jej położenia pierwotnego, wskutek czego podchwyty znowu zostaną wysunięte i zajmą położenie, wskazane na fig. 677 i 678.

Wychodząca z szybu klatka sama podnosi podchwyty P, ponieważ one obracają się na wale n i po przejściu klatki opadają na dół swoim własnym ciężarem.

Podchwyty z klinami (fig. 681). W tych przyrządach wal, na którym są osadzone podchwyty b ma zgrubienia z, pod które podchodzą kliny c. Pociągnąwszy rękojeść a w kierunku wskazanym strzałką, kliny c wysuwają się z pod zgrubień z, wskutek cze-

p-.

Fig. 681.

go podchwyty b pod ciężarem klatki opadają na dół i klatka może być opuszczona do szybu. Po przejściu klatki podchwyty pod działaniem przeciwwagi p same podnoszą się do góry i przyjmują pierwotne położenie. Zamiast przeciwwagi mogą być także resory.

Przyrządy do zatrzymywania klatki na poziomie podszybia. Na poziomie podszybia czasami urządzają dla podtrzymania klatki, takie same podchwyty, jak i na poziomie pomostu nad-szybowego. Te podchwyty są zawsze zamknięte i otwierają się tylko wtedy, jeżeli klatkę potrzeba opuścić do żompia, przy odlewaniu wody zapomocą maszyny wyciągowej, lub też przy manewrowaniu z klatkami wielopiętrowemi. Grdy klatki są jednopiętrowe i gdy odlew wody nie odbywa się maszynami wyciągowemi, wtedy podchwyty na podszybiu są zbyteczne, układają więc tylko wpo-przek szybu belki drewniane, na których klatka się zatrzymuje.

Gdy maszynista opuszcza klatkę na belki, zawsze następuje uderzenie klatki, połączone z mniej lub więcej znacznem wstrzą-śnieniem, które bardzo szkodliwie oddziaływa na trwałość klatki, jak również i na trwałość znajdujących się w niej wozów, a szczególniej kół i osi. Dla zmniejszenia więc siły uderzeń, często podkładają pod belki sprężyny albo bufory gutaperkowe.

Sterne dla zmniejszenia siły uderzeń klatki zbudował przyrząd, przedstawiony na fig. 682.

PK

mi

mrl\

mi

[m

IP

üitü

Fig. 682.

Belki a, na których osiada klatka, przytwierdzają się do cylindrów m wewnątrz pustych, a u dołu otwartych, które się umieszczają pod belkami «, po rogach klatek. Cylindry m są wstawione w cylindry n także wewnątrz próżne i przymocowane za pomocą śrub do belek b, osadzonych nieruchomo, wewnątrz cylindrów n ułożone są naprzemian pierścienie kauczukowe r i stalowe s, na których leży płyta stalowa d, a na niej dopiero stoi cylinder m. Gdy klatka, opuściwszy się, uderzy w belkę a, umocowany pod nią cylinder w, pod ciężarem klatki, ściśnie pierścienie gumowe r i pogrąży się wewnątrz cylindra n. Siła więc uderzenia znacznie się zmniejszy, nietylko wskutek sprężystości pierścieni gumowych, działających jak resory, ale jeszcze i wskutek sprężystości powietrza, zawartego w cylindrach m n, które przy osiadaniu górnego cylindra m zmniejszy swoją objętość.

Przyrządy zabezpieczające klatkę od uderzeń o koła nadszybowe. Zdarza się, że przez nieuwagę maszynisty, klatka, wychodząca z szybu, zamiast być zatrzymana na poziomie pomostu nadszybowego, zostanie podniesiona do kół nadszybowych, lub też że maszynista, przez nieuwagę, zamiast opuścić klatkę na dół, podniesie ją do góry. W podobnych wypadkach klatka, uderzając z impetem o koła nadszybowe, może je skruszyć i sama się połamać, a ponieważ w tych razach prawie zawsze następuje zerwanie liny, klatka więc spada na dno szybu i łamie kierowniki, a często i belki przedziałowe. Dla zapobieżenia podobnym wypadkom zbudowano wiele przyrządów i przedsięwzięto bardzo wiele środków ostrożności.

Jeden z najprostszych środków polega na tem, że na pewnej wysokości nad pomostem nadszybowym, odległość między kierownikami, które są zawsze doprowadzone do wierzchu wieży, stopniowo zmniejszają, tak, że klatka, doszedłszy do tej wysokości zostanie ściśniętą przez kierowniki i musi się zatrzymać. Dlatego zaś, aby w razie pęknięcia liny klatka nie mogła upaść na dno szybu, w wieży, poniżej kół linowych, ustawiają przyrząd z podchwytami, które, klatka, podnosząc się, sama otwiera, i które, po jej przejściu, zamykają się automatycznie, tak, że klatka, która się oderwała, zatrzyma się na podchwytach.

lii

tli

TT

Sir-

<*

fäl

Fig 683.

Fig. 684.

Drugi sposób polega na tem, że w wieży nadszybowej, w pewnej wysokości nad pomostem, umieszcza się drążek, połączony z przepustnicą pary do maszyny wyciągowej i z hamulcem maszyny. Jak tylko klatka doszedłszy do drążka zaczepi o niego, prze-pustnica zakrywa się i hamulec zacznie działać, tak że maszyna musi się zatrzymać.

Używają się jeszcze przyrządy, działające w ten sposób, że klatka, nie dochodząc do kół linowych, odczepia się od liny i spada na podchwyty. Tego rodzaju przyrząd przedstawiają fig. 683 i 684. Dig. 683 przedstawia przyrząd zamknięty, a fig. 684 przyrząd otwarty, gdy lina jest odczepiona.

Lina przepuszcza się przez pierścień żelazny a, umocowany nieruchomo na belkach w wieży nadszybowej, poniżej kół. Do końca liny przyczepione jest strzemię b ze sworzniem, który obchwy-tują kleszcze s połączone łańcuchami, na których wisi klatka. Kleszcze s zamykają się zapomocą rury r, która je ściska. Dlatego zaś, aby się kleszcze nie mogły otworzyć, pod rurą r, przepuszczone są na wylot przez kleszcze s, miedziane lub stalowe sztyfty o dłuższe aniżeli średnica rury r, tak, że kołnierz rury na nich spoczywa.

Średnica rury r jest cokolwiek mniejsza, aniżeli średnica otworu w pierścieniu a, średnica zaś kołnierza przy rurze r jest większa od średnicy otworu w pierścieniu a.

Jeżeli klatka zostanie podniesiona powyżej poziomu normalnego, rura r wchodzi do pierścienia a, ponieważ zaś jej kołnierz nie może się pomieścić w otworze pierścienia, rura więc odetnie sztyfty o i zsunie się na dół. Kleszcze się wtedy otworzą, lina odczepi i klatka spadnie na podchwyty umyślnie w tym celu ustawione w wieży nadszybowej.

Zamykanie szybu. Dla zapobieżenia nieszczęśliwym wypadkom, szyb powinien być ogrodzony i wejście do niego zawsze zamknięte. Najprostsze zamknięcie przedstawia baryera żelazna, która się podnosi do góry, jak na zawiasach, lub przesuwa w kierunku poziomym. Takie jednak zamknięcie, jak praktyka dowiodła, nie jest jeszcze dostatecznem, bo wypadki wpadnięcia do szybu zdarzały się nawet i przy zamkniętej baryerze. Potrzeba więc, aby wejście do szybu było zamknięte drzwiczkami.

Drzwi otwierające się na zawiasach zastosowane być nie mogą, bo zajmują zbyt wiele miejsca, urządzają więc ramy, które klatka wychodząca z szybu sama podnosi do góry, a gdy klatka opuszcza się, rama opuszcza się razem z nią swoim własnym ciężarem. Tego rodzaju zamknięcie przedstawia fig. 685. Lekka rama a z płaskiego żelaza opatrzona jest na nogach czterema pierścieniami, które obejmują okrągłe pręty żelazne b, służące jako kierowni-ki dla ramy. U dołu ramy, po środku jej szerokości, przytwierdza się kawałek płaskiego żelaza zagiętego pod kątem prostym w ten sposób, że zagięta część wystaje wewnątrz szybu. Dach klatki wychodzącej z szybu zaczepia o wystającą sztabkę i podnosi ramę do góry, a gdy klatka zostanie opuszczona, rama opuszcza się własnym ciężarem.

Przyrząd ten jest bardzo dobry pod tym względem, że szyb nie może być nigdy otwarty, rama jednak, otrzymując ciągłe uderzenia, bardzo często się psuje.

Takież same podnoszące się i opuszczające ramy służą i do zamykania szybu na poziomie podszybia, z tą tylko różnicą, że do

-j--

ramy przyczepiony jest łańcuch, przechodzący przez krążek, do drugiego końca którego przyczepia się przeciwwagę. Klatka, dochodząc do podszybia, zaczepia albo za przeciwwagę i opuszcza ją na dół i w takim razie rama, zamykająca wejście do szybu, podnosi się do góry, albo też klatka zaczepia za ramę, która razem z kla-

o<:ö

IV tką opuszcza się na dół, a przeciw-L waga podnosi się do góry. Wpierw-szym wypadku rama musi być cięższa od przeciwwagi, w drugim

przeciwwaga cięższa od ramy.

Fig. 685.

Catrice zbudował przyrząd, w którym drzwiczki, zamykające wejście do szybu są połączone z tłokiem cylindra hydraulicznego, umieszczonego nad niemi, klatka, dochodząc do podszybia, ściska sprężynę, wprawiającą w ruch przyrząd rozdzielczy cylindra hydraulicznego. Woda podnosi tłok, a razem z nim i drzwiczki, zamykające szyb. Grdy klatka zostanie podniesiona, przyrząd rozdzielczy sam przez się wraca do pierwotnego położenia i tłok się opuszcza, a z nim i drzwiczki. Przyrząd ten jest ustawiony w kopalni Bruay w Pas-de-Calais we Francy i.

Zamykanie hermetyczne szybu. Jeżeli przewietrzanie kopalni odbywa się zapomocą wentylatora ssącego, który wyciąga zepsute powietrze z kopalni i jeżeli szyb, od którego idzie kanał do wentylatora, ma służyć jednocześnie jako szyb wyciągowy, w takim razie szyb musi być zamykany hermetycznie. W podobnych wypadkach zamykanie szybuurządzają zapomocą pokrywy ruchomej, w której jest zrobiony otwór dla liny i którą wychodząca z szybu klatka sama podnosi do góry. Tego rodzaju urządzenie przedstawione jest na fig. 686. Górna część każdego z oddziałów wyciągowych., powyżej kanału powietrznego a, prowadzącego do wentylatora, jest wyłożoną dobrze dopasowanemi do siebie deskami c*, tak, że tworzy skrzynię, która się zamyka dnem klatki, gdy ta ostatnia wyjdzie na powierzchnię ziemi. W górnej części tej skrzyni, u samego wylotu szybu, zrobiona jest przykrywa b, tworząca ruchomy pomost, przez środek którego przechodzi lina, wychodząca z szybu. Klatka podnosi pomost fr, który się opuszcza własnym ciężarem, po opuszczeniu się klatki. Ciężar pomostu zrównoważą się do pewnego stopnia przeciwwagą, która niej est narysunkupokazaną.

iiTOT W1 ' '

teNii

|p:.''>•

Ü

mąg

!!'

i (

!■

JP

ilu

te

wÈt-

Jr

pi i

0ié

*111

mm

Dlatego, aby lina, przechodząc przez otwór w pokrywie nie zużywała się od tarcia, wycięcie w pokrywie robią większe i zakrywają go denkiem żel aznem, w środku którego jest umocowana rurka, rozszerzająca się u dołu i u góry, przez którą przechodzi lina. Między bokami wycięcia i denkiem pozostawiona jest wolna przestrzeń, tak, że gdy lina się waha, denko może się przesuwać.

Fig. 686.

Dno klatki musi być tak dobrze dopasowane, aby mogło służj^ć za przykrywę, gdy pomost jest podniesiony do góry.

Wszystkie jednak tego rodzaju urządzenia wypełniają sw^oje zadanie tylko częściowo,bo strata powietrza jest zawsze bardzo znaczna.

Zamykanie szybów podczas ich pogłębiania. Przy pogłębianiu szybu w Königsgrube na Górnym Szląsku urządzono bardzo dobre ogrodzenie, połączone z pomostem ruchomym, tak, że wejście do szybu zawsze było zamknięte. Urządzenie to przedstawia fig. 687. Cały wylot szybu pokrywa się balami, pozostawiając tylko taki otwór, jaki jest niezbędny do przejścia beczki. Otwór jest wewnątrz wyłożony deskami, które tworzą skrzynkę stopniowo kn dołowi się rozszerzającą, aż do wymiarów, jakie ma oddział wyciągowy.

Wylot oddziału wyciągowego zakrywa wózek tv, przedstawiający pomost,poruszający się na relsacłi a, ułożonych nad szybem. Z jednej strony szybu, naprzeciwko wózka w, zrobione jest takie same ogrodzenie, składające się z kolumenekp, złączonych poprzecznemi sztabami żelaznemi. Naprzeciwko tego ogrodzenia na samym wózku w, zrobione jest takie same ogrodzenie z kolumenek żelaznych s, połączonych poprzecznemi sztabami. Do kolumn s są przytwierdzone

s

r

L>

d f¹

d '

s.

Miii, CL

fi

Kii

iii

i li

mm

i:

t;

(ÿi

wm

; Sun

j»'

i

glâ

]*•li

Wś

w«

m

IHIhI

liâllilî

Fig. 687.

■HM

te

pręty żelazne d, których końce wchodzą w otwory o, zrobione w kolumnach p. Pręty d, swobodnie przechodzą przez otwory o, tak, że nie przeszkadzają toczeniu się wózka w w jedną lub drugą stronę.

Na fig. 687 cały przyrząd jest przedstawiony w chwili, gdy beczka ma wychodzić z szybu. Wejście do szybu jest otwarte, ale przystęp do niego zagrodzony z trzech stron baryerami, a z czwartej wózkiem w. Gdy beczka wyjdzie z szybu, przesuwają wózek iv, po relsach a, tak, aby kolumna s doszła do kolumny p, zamykając całkowicie wylot szybu. Następnie beczkę wiszącą nad szybem, opuszczają na wózek w i, odczepiwszy ją od liny, odwożą po rei-

sach r r na zwał. Próżną zaś beczkę przyczepiają do liny, podnoszą cokolwiek do góry i odsunąwszy wózek w, opuszczają do szybu.

Wytaczanie wozów z klatek. Podszybie, pomost nadszy-bowy, a także i same klatki powinny być tak urządzone, aby zamiana w klatkach wozów naładowanych na próżne odbywała się z możliwą szybkością, bo najmniejsza strata czasu, jeżeli się tylko będzie powtarzać przy opuszczaniu i podnoszeniu każdej klatki, znacznie zmniejszy wydajność każdego szybu, a przez to bardzo może zwiększyć koszty wydobycia.

Najlepsze urządzenie jest takie, przy którem z jednej strony klatki wytaczają się wozy naładowane, a ze strony przeciwnej wstawiają wozy próżne. Dla ułatwienia i przyśpieszenia tej roboty często bardzo posiłkują się oddzielnemi przyrządami, umyślnie do tego celu zbudowanemi.

W kopalni węgla Standard w Pensylwanii, na pomoście nad-szybowym, umieszczony jest cylinder parowy z tłokiem. Jak tylko klatka wyjdzie z szybu, wpuszczają parę do cylindra i tłok wpycha do klatki wozy próżne, które są zawczasu przygotowane i które wypychają z klatki wozy naładowane.

W niektórych kopalniach dno klatki urządzają w ten sposób, że ono może się obracać około osi poziomej, umocowanej wzdłuż tego boku klatki, z którego wytaczają się wozy naładowane, a jednocześnie podchwyty na stronie przeciwległej robią cokolwiek wyższe, tak, że gdy klatka stanie na podchwytach, dno jej cokolwiek się nachyla i wozy wytaczają się automatycznie, a przynajmniej do ich wytoczenia potrzeba użyć bardzo niewielkiej siły. W ten sposób są urządzone klatki w kopalniach węgla w Anzin, w północnej Francyi.

W kopalniach węgla Clifton w Notingham nietylko dno klatki, ale i część pomostu nadszybowego może być w każdej chwili nachyloną. Tam, gdy klatka wyjdzie z szybu, robotnik, podający wozy próżne, przesuwając drążek, nachyla, za pomocą przyrządu działającego ciśnieniem wody, pomost, na którym stoją wozy próżne (fig. 688), a jednocześnie dno klatki, które może się obracać około osi poziomej, natrafia przy osiadaniu na przeszkodę i także się nachyla, wskutek czego wozy naładowane wytaczają się z klatki automatycznie.

Dla zaoszczędzenia czasu należy się jeszcze starać, aby tak na podszybiu, jak i na pomoście nadszybowym dostęp do szybu był

ze wszystkich stron otwarty, cale zaś podszybie i pomost nadszy-bowy powinny być wyłożone płytami z lanego żelaza.

Można jeszcze znacznie zwiększyć wydajność szybu, używając klatki dwupiętrowe i urządzając podszybie i pomost nad szybowy w ten sposób, aby wyładowywanie klatki odbywało się jednocześnie na dwóch poziomach, tak, aby wszystkie wozy z obudwu pięter klatki były odrazn wytoczone. Figura 689 przedstawia podszybie urządzone do klatek dwupiętrowych, których wyładowywanie odbywa się jednocześnie na dwóch poziomach.

--o

EÉNI^

ira

rap

«JJ///

//

II

Fig. 688.

Podszybie ma dwa piętra, których wysokość jest równą wysokości pięter w klatce. W pewnej odległości od szybu urządza się koło hamulcowe a, zapomocą którego część wozów naładowanych, przychodzących z przodków opuszcza się na dolne piętro i tam wstawia się w dolne piętro klatki. Wozy próżne, wytoczone z dolnego piętra klatki, podnoszą się na górne piętro ciężarem opuszczających się wozów naładowanych.

Sygnały. Ludzie znajdujący się na podszybiu, a także i ludzie znajdujący się na pomoście nadszybowym, powinni mieć zawsze możność skomunikowania się z maszynistą, aby go mogli w każdej chwili zawiadomić, jaki ruch należy dać klatce. Do tego celu służą odpowiednio zorganizowane sygnały.

Przyrządy do sygnalizowania urządzają w rozmaity sposób. W szybach nie bardzo głębokich, przez całą głębokość szybu przeprowadzają linkę drucianą lub drut, idący od młotka żelaznego, znajdującego się na poziomie pomostu naclszybowego. Umówiona liczba uderzeń młotka wskazuje manewr, jaki maszynista ma wykonać z klatką.

Sygnał dany z dołu, robotnik znajdujący się na pomoście nadszybowym powtarza maszyniście, mówiąc do niego przez rurę blaszaną, idącą do komory maszynowej. Tego rodzaju sygnały, jakkolwiek bardzo często używane, nie są dobre, ponieważ linka lub drut, wskutek częstego użycia, może się przerwać w chwili dawania sygnału, co może spowodować bardzo smutne następstwa.

fi 8

kim¹

ifi

^.5*

gfgr:

Si (Si

flis

• '/‘il

A'

\ mmmi

in

L\

¹1.\v■

if/ '■

Fig. 689.

Lepsza daleko sygnalizacya jest zapomocą pręta żelaznego. Przez całą głębokość szybu przeprowadzają dosyć gruby pręt żelazny, w który robotnik, dający sygnał, uderza pewną umówioną liczbę razy.

Ostatniemi czasy coraz częściej wchodzą w użycie sygnały elektryczne, do czego służą elementy suche, lub też aparaty indukcyjne. Dziś używane sygnały elektryczne są zupełnie dobre i całkowicie odpowiadają swojemu celowi, na wypadek jednak zepsucia się przyrządu, należy mieć możność dania sygnału innym sposobem.

Oprócz sygnałów, jakie daje sygnalista z podszybia, niezbę-

dną jest rzeczą, aby ludzie, opuszczający się lub podnoszący się w klatkach, mogli w każdej chwili dawać sygnały z każdej głębokości szybu. Sygnalizacyę tego rodzaju urządzają w rozmaity sposób. W kopalniach w Anzin, w północnej Francy i, z jednej strony klatki umocowują krążek ze żłobkiem, przez który przechodzą dwa druty, przeprowadzone przez całą głębokość szybu, w odległości 20 ctm. jeden od drugiego. Wewnątrz zaś klatki znajduje się przyrząd, za pomocą którego, w każdej chwili, jakąkolwiek byłaby prędkość ruchu klatki, można te druty połączyć z sobą i tym sposobem wprowadzić w ruch przyrząd sygnalizacyjny.

Oprócz sygnałów, dawanych z podszybia i z klatki, powinny być jeszcze sygnały, wprowadzane w ruch przez samą maszynę wyciągową, któreby dawały znać maszyniście o przybliżeniu się klatki do pomostu nadszybowego. Przedewszystkiem więc na linie powinien być zrobiony w odpowiedniem miejscu znak kredą lub farbą białą. Dlatego zaś, aby znak ten był widoczny, lina powinna być dobrze oświetlona za pomocą reflektora.

Następnie przy każdej maszynie wyciągowej powinny być dzwonki. Takich dzwonków bywa jeden lub dwa, a czasami trzy. Jeden z nich daje znać o zbliżaniu się klatki, drugi o odejściu, a trzeci alarmuje, gdy klatka zostanie podniesiona do wieży powyżej poziomu normalnego.

Nareszcie maszynista powinien mieć ciągle przed oczyma model wnętrza szybu, na którym mógłby widzieć, w każdej chwili, położenie klatek w szybie. W tym celu do wała maszyny, na którym są osadzone bębny, przytwierdzają wałek żelazny, mający kształt podwójnego stożka. Na tych stożkach nawijają w dwie przeciwne strony dwa sznurki w ten sposób, że, gdy wałek się obraca, jeden ze sznurków nawija się na stożek, a drugi z niego się rozwija. Sznurki przechodzą przez dwa małe krążki, umieszczone w górnej części przyrządu, a do ich końców przyczepiają się ciężarki. Ciężarki te podnoszą się i opuszczają około deski pomalowanej na czarno, która przedstawia przecięcie szybu w małej skali. Ruch ciężarków jest zupełnie identyczny z ruchem klatek w szybie. Jeżeli więc na desce będzie oznaczony poziom nadszybia i podszybia, to maszynista, patrząc na deskę, będzie widział, w każdej chwili, położenie obudwu klatek w szybie.

Wyładowanie i dalszy przewóz wydobytego minerału. Klatki z wozami naładowanemi, wychodzącemi z szybu, powinny się zatrzymywać na takiej wysokości nad poziomem ziemi, aby wydobyty minerał mógł być wprost zsypywany do wagonów kolei żelaznej. W tym celu budynek nadszybowy powinien być dostatecznie wysokim i mieć dwa pomosty nadszybowe, z których jeden na powierzchni ziemi, a drugi w pewnej nad nim wysokości. Dolny pomost służy dla dostawy materyałów, niezbędnych do odbudowy; z tego pomostu opuszcza się do kopalni drzewo do obudowy, żywność dla koni i inne materyały. Na tym pomoście wylewa się także woda z kopalni, jeżeli odlew odbywa się klatkami za pomocą maszyny wyciągowej. Górny zaś pomost służy do dalszego przewozu minerału, wydobywanego w kopalni. Pomost ten wyścieła się płytami z lanego żelaza i po nim wydobyty minerał przewożą do miejsca, gdzie nastęjmje jego wyładowanie.

Wozy wychodzące z kopalni, wyładowują jednocześnie w kilku miejscach, wszystkie te jednak miejsca powinny się znajdować blizko siebie, tuż obok szybu, a przynajmniej w jaknajmniejszej od niego odległości, aby opróżnione wozy mogły wracać jaknaj prędzej do kopalni. Na tę okoliczność należy zwracać szczególną uwagę, bo brak wozów próżnych zatrzymuje roboty w kopalni.

Tam, gdzie miejsca wyładowania wozów znajdują się daleko od szybu, urządzają przewal z mechaniczny za pomocą liny lub łańcucha bez końca. W kopalni Wiendahlsbank w Westfalii, gdzie przewóz odbywa się zapomocą łańcucha bez końca, łańcuch jest opatrzony w haki (fig. 554, str. 78), które zaczepiają automatycznie za pierścienie, wiszące u dna wozów i służące do łączenia ich w pociągi. Gdy hak wejdzie w pierścień, wóz zaczyna się posuwać razem z łańcuchem. Około miejsca, gdzie następuje wyładowanie wozów, kolejka podnosi się cokolwdek do góry i wózek, doszedłszy do najwyższego punktu, stacza się z równi pochyłej swoim własnym ciężarem; a ponieważ prędkość wozu, staczającego.się z równi pochyłej, jest większą od prędkości łańcucha, wóz więc odczepia się od łańcucha automatycznie.

Wywroty. Wozy, wytoczone z klatek, muszą być natychmiast wypróżnione i opuszczone napowrót do kopalni. Wypróżnianie wozów, w kopalniach węgla, odbywa się zawsze automatycznie, za pomocą przyrządów, zwanych wywrotami.

Wywroty przedstawiają bębny lub ramy żelazne różnego kształtu, zbudowane w ten sposób, że jak tylko wóz naładowany będzie w nie wstawiony, bęben lub rama, wskutek odpowiedniego umieszczenia środka ciężkości, natychmiast się wywraca, a po wypróżnieniu wozu przyjmuje pierwotne położenie.

Wywroty mogą być dwojakie: jedne, które przy wywracaniu się robią obrót około osi równoległej do osi kół u wozu, to jest w stronę krótkiego boku wozu i drugie, które się wywracają w stro-

ii

im

mst

C m- -,

Fig. 690.

nę długiego boku wozu, to jest robią obrót około osi prostopadłej do osi kół.

Wywrót pierwszego rodzaju przedstawia fig. 690 i 691. Wóz naładowany wtacza się w ten sposób, że koła jego wchodzą do ramy a b c (fig. 690). Rama a b c może się obracać na czopach s .<?, a ponieważ środek ciężkości wozu, naładowanego wraz z ramą leży

nad czopami, wóz za naj-mniejszem poruszeniem wywraca się w kierunku, wskazanym strzałką. Pas żelazny (l służy do podtrzymania skrzynki wozu, belka zaś m nie pozwala wy wrotowi przechylić się dalej jak do pewnej

<Ł i

\d

Im

granicy.

Tego rodzaju wywroty mają ten wielki niedostatek, że przy każdem wywróceniu wóz otrzymuje dwa uderzenia, jedno gdy jest przewrócony do góry kołami, bo wtedy belka m uderza o przeszkodę, nie dozwalającą ramie a b c dalej się przechylać, a drugi raz, gdy rama a b o uderza o przeszkodę, przyjmując pierwotne położenie.

li*

___

Fig. 691.

Wywroty drugiego rodzaju, obracające się około osi prostopadłej do osi kół, nazywają się wywrotami kolowemi, ponieważ wywracając się, opisują całkowity okrąg koła.

Cb

fs

BI

Fig. 692.

Wywrót kołowy (fig. 692 i 693) przedstawia bęben, złożony z dwóch pierścieniaib połączonych d w o m a parami sztab z żelaza kątowego, z których dolna para służy jako relsy, na które wtacza się wóz, a górna para podtrzymuje skrzynkę wozu przy wywracaniu. Pierścień aosadzo-

ny jest na dwóch kółkach rr, po których się ślizga przy obracaniu się bębna, a pierścień b ma trzy szprychy łączące się w samym środku pierścienia w czop c, osadzony w łożysku. Na tym czopie i na kółkach r r, bęben może się obracać razem z wstawionym w niego wozem, a ponieważ robi on całkowity obrót, wywracanie więc odbywa się bez uderzenia.

ia

ol

Wywroty kołowe szczególnie nadają się do wozów długich i wązkich, które trudno byłoby wywracać około osi poprzecznej.

SHi

Fig. 693.

Wywrót przedstawiony na fig. 692 i 693 jest pod tym względem niedogodnym, że wejście do bębna jest tylko z jednej strony wywrotu, wtaczanie więc i wytaczanie wozów jest połączone ze znaczną stratą czasu. Dla zapobieżenia temu, często pierścień b osadzają na takich samych kółkach, jak i pierścień a, tak, że wejście do bębna jest z obydwóch stron i wtedy wóz pełny, wchodząc do wywrotu, wypycha wóz próżny.

Wywroty przenośne. Jeżeli wywrót jest stale przytwierdzony, w takim razie po naładowaniu każdego wagonu kolejowego, wagon ten należy odsunąć, a na jego miejsce przysunąć inny, próżny. Aby więc uniknąć ciągle powtarzającego się przesuwania wagonów kolejowych, urządzają wywroty przenośne. W tym celu wywroty kołowe ustawiają na platformach, opatrzonych czterema kołami, poruszaj ącemi się po relsach, ułożonych w wycięciach, zrobionych w pomoście, na który podnoszą z szybu wózki naładowane.

Zamiast ustawiać wywrót na platformie, można go jesżcze urządzić w ten sposób, że pierścienie wywrotu będą jednocześnie służyły jako koła, na których on może toczyć się po relsach. ^ Taki wywrót przedstawia jppg fig. 694. Półokrągłe wycięcia w pierścieniach służą do tego, aby zatrzymać wywrót przed tym torem kolei, na którym stoją wózki, mające być wypróżnionemi. AV wycięcie to wmhodzi czop, umocowany prostopadle do relsów. Po wypróżnieniu wozu, robotnik odwraca wywrót do pierwotnego położenia, albo też toczy go jeszcze na pół obrotu i ustawia naprzeciw drugiego toru kolejki. Te wywroty są pod tym względem dogodne, zenie potrzebują smarowania.

łril

fi

>-

■

mp

Fig. 694.

Wywroty w kopalniach węgla ustawiają w jednym wspólnym budynku, którego wymiary są zastosowane do produkcyi kopalni. W górnem piętrze budynku ustawiają wywroty, a w dolnem, z dwóch stron zupełnie odkrytem, układają kilka torów kolei żelaznej, które się łączą za pomocą zwrotnic z głównym torem drogi, tak, że wagony kolejowe mogą być podstawiane wprost pod otworami, nad któremi znajdują się wywroty. Dlatego zaś, aby węgiel zsypywany do wagonów, nie bardzo się rozkruszał, pod każdym z wywrotów znajduje się pochyły żłób, po którym węgiel stacza się do wagonu. Dolny koniec tego żłobu umocowany jest na zawiasach w ten sposób, że można go dowolnie, stosownie do potrzeby, podnosić lub opuszczać. Gdy wagon jest próżny, żłób opuszcza się tak, że koniec jego sięga prawie do dna wagonu, w miarę zaś, jak wagon się na-

pełnia, koniec żłobu podnoszą do góry. Dla ułatwienia podnoszenia i opuszczania żłobu ciężar jego jest zrównoważony przeciwwagą.

Przesuwanie wagonów kolej owych. Wagony po ich naładowaniu, muszą być odsunięte, a na ich miejsce przysunięte wagony próżne. Przesuwanie wagonów, przy niewielkiej produkcyi, odbywa się przy pomocy ludzi lub koni, w niektórych zaś kopalniach używają do tego celu wołów; przy większej jednak produkcyi dogodniejsze i tańsze są maszyny parowe. Najlepsze są małe maszynki parowe z bębnem, na który się nawija lina. Ustawiają ich na platformie poruszającej się po relsach, ułożonych wpoprzek torów kolei żelaznej. Zapomocą takiej maszynki można nietylko przesuwać wTagony wzdłuż toru, ale jeszcze przewozić je z jednego toru na drugi i zestawiać w pociągi.

Dla przesuwania wagonów służą jeszcze i małe lokomotywy, których użycia nie można jednak bardzo zalecać, ponieważ one zagrażają bezpieczeństwu ludzi, zajętych przy ładowaniu i przesuwaniu wagonów.

Składy węgla. Do wagonów zsypuje się ten tylko węgiel, który ma być zaraz wywieziony, zdarza się jednak, że dla braku wagonów lub innych przyczyn węgiel nie może być zaraz wywieziony, dlatego też zawsze należy mieć miejsce, na którem można byłoby urządzić składy zapasowe. W tym celu na wysokości pomostu nadszybowego urządzają pomosty na słupach, ciągnące się daleko po za budynek nadszybowy. Na tych pomostach układają kolejkę dla wózków kopalnianych i wywroty, za pomocą których węgiel zsypuje się wprost na ziemię. Pomosty takie budują wTzdłuż toru kolei żelaznej, a dla ułatwienia ładowania wagonów poziom, na który zsypuje się węgiel, powinien się znajdować na większej wysokości nad torem kolei żelaznej, aniżeli wysokość wagonów.

Słupy dla pomostów, a także i wszystkie podpory lepiej robić żelazne, ponieważ żelazo jest trwalsze od drzewa i nie może być zniszczone przez pożar.

Przewóz skał płonnych. W każdej kopalni przy prowadzeniu przecznic, pogłębianiu szybów i przy naprawach obudowy wr chodnikach otrzymuje się zawsze dosyć znaczną ilość skał płonnych. Jeżeli maszyna wyciągowa pracuje w dzień i w nocy, skały te wydają na powierzchnię ziemi stopniowo, w miarę jak się nagromadzają. Jeżeli jednak maszyna wyciągowa podczas nocy jest nieczynna, a to ma miejsce w wielu kopalniach, w takim razie wózki ze skałami płonnemi odwożą do podszybia i tam pozostawiają do następnego dnia. Następnego zaś dnia wózki te wyciągają na powierzchnię ziemi i wypróżniają na zwałach. Jeżeli zwał znajduje się blizko szybu, przewóz odbywa się prędko i nie przedstawia żadnych trudności, bo na początku dniówki puste wozy nie są jeszcze potrzebne. Jeżeli jednak miejsce, w którem odbywa się wypróżnianie wozów, znajduje się na znaczniejszej odległości od szybu, w takim razie przewóz skał płonnych, szczególnie w zimie, podczas złej pogody, zamieci śnieżnej i t. p., zajmuje bardzo dużo czasu, wskutek czego może się okazać brak próżnych wozów w kopalni. Dla zapobieżenia temu w niektórych kopalniach urządzają, w blizkości szybu, tymczasowe zwały, a następnie zsypaną na nich skałę przewożą stopniowo w ciągu dnia.

Zwały dla skał płonnych często urządzają w ten sposób, jak i składy dla węgla, budując pomosty na słupach, które się zasypują w miarę, jak zwał się wydłuża. Dla oszczędzenia zaś słupów, które na zawsze są już stracone, kolejkę dla przewozu układają wewnątrz szerokiego rusztowania, przesuwając ją w ten sposób, że zwał się ciągle rozszerza.

AV podobnym wypadku dla przewożenia skał płonnych używają wózki, zwane kolebami (fig. 485, str. 23). Skałę przewożoną w tych razach zsypują na brzeg zwału, a w miarę, jak się on rozszerza, kolejkę przesuwają.

ROZDZIAŁ VIII.

Urządzenia wjazdowe.

Ogólne pojęcie. Pod urządzeniami wjazdowemi rozumiemy nietylko urządzenia, zrobione w szybie dla opuszczania i podnoszenia ludzi, ale i wszelkie inne, mające na celu ułatwienie górnikom, przedostania się do kopalni, bez względu na to, czy górnik opuszcza się siłą muskularną, czy też jest opuszczany zapomocą maszyny.

Górnik, udając się do kopalni, musi iść tylko tą drogą, jaka mu jest wskazana. W kopalniach, w których wydzielają się gazy wybuchające, górnikowi nie wolno chodzić przez chodniki, któremi wychodzi zepsute powietrze z kopalni.

W chodnikach, które służą jednocześnie jako drogowe i przewozowe o jednym torze kolejki, relsy powinny być ułożone bliżej jednej ze ścian tak, aby z drugiej strony toru pozostawała wolna przestrzeń, dostatecznie szeroka, po której górnicy mogliby bezpiecznie chodzić, nie narażając się na ściśnięcie wózkami. O tern już wspominaliśmy w tomie I-ym, mówiąc o prowadzeniu przecznic (str. 169).

W sztolniach z kanałem odpływowym odkrytym, idącym w kierunku osi sztolni, nad kanałem powinien być zrobiony pomost, a przynajmniej kładka, na całej długości sztolni.

Na pochylniach z hamulcami, jeżeli one służą jednocześnie jako chodniki drogowe, część pochylni powinna być odgrodzoną i chodzenie dozwolone tylko w tej odgrodzonej części. Jeżeli nachylenie pochylni nie przenosi 20 do 30°, górnik może jeszcze iść wprost po spodku i co najwyżej należy zrobić z jednego boku gładką poręcz. Przy większem nachyleniu konieczne są schody, które, jeżeli spodek chodnika jest twardy, wycinają wprost w spodku, w przeciwnym razie układają wzdłuż pochylni jedną lub dwie deski, do których przybijają poprzeczne łaty, lub wweszcie urządzają schody.

Pochylnie drogoAve powinny mieć wysokość równą wysokości średniego wzrostu ludzkiego, ponieważ nachylanie się przy schodzeniu po pochylni, nawet przy małym kącie jej nachylenia jest bardzo uciążliwie, a przy cokolwiek większym kącie nachylenia wprost niemożebne.

W pochylniach bardzo stromych z kątem nachylenia od 30 do 50’ i więcej, tak zwanych kominach, które służą tylko do schodzenia, a nie do wchodzenia, układają na spodku, gładkie deski, a w pewnej nad niemi wysokości przeciągają linę. Zjeżdżający siada na deski i zsuwa się po nich, trzymając się rękami za linę. Na ręce należy Avtedy nakładać rękawice.

Drabiny. Drabiny wyrabiają z dwóch połowic lui) dwóch mocnych łat, około 5 ctm. szerokich i od 12 do 15 ctm. grubych, w które wkładają czworokątne a nie okrągłe szczeble. Szerokość szczebli wynosi od 24 do 26 mm., wysokość w środku długości 78, a w końcach 52 mm.; odległość między szczeblami od 25 do 27 ctm. Boki dla drabin z drzewa sosnowego przygotowmją av ten sposób, że biorą okrąglak odpowiedniej średnicy, wiercą w nim dziury dla szczebli, a następnie rozpiłowują wzdłuż osi. Szczeble wkładają w ten sposób, aby zaokrąglone boki drabiny były nazewnątrz. Odległość między bokami drabiny wynosi około 30 ctm. Dla zabezpieczenia szczebli od zbyt prędkiego zużycia górną krawędź obijają czasami żelazem.

Drabiny mogą być i żelazne, są one jednak pod tym względem bardzo niedogodne, że podczas dni mroźnych szczeble są bardzo zimne, wskutek czego przy chodzeniu po drabinach ręce zanadto marzną. Górnik, idący po drabinach, gdy dochodzi do powierzchni ziemi, jest już tak zmęczony, że mając ręce zmarznięte, może się nie utrzymać na drabinie. Z tej przyczyny żelazne drabiny nie powinny być nigdy ustawione w szybach, przez które świeże poAvietrze wchodzi do kopalni. Drabiny żelazne stawiają tylko podczas pogłębiania, na dnie szybu, ponieważ drewniane łatwoby się mogły połamać kamieniami, odrzucanemi przy wystrzałach.

Na fig. 695 przedstawiony jest przedział szybu z drabinami. Podzielony on jest pomostami ć, ZAvanemi spocznikami, na oddziel-ne części czyli oddziały, mające około 6-iu metr. wysokości. W szybach wentylacyjnych, aby nie tamować przystępu powietrza, zamiast spoczników z desek układają kraty żelazne. Spoczniki leżą na obudowie szybu, a na nich są ustawione, pochyło, drabiny r/, sięgające od niższego spocznika, do otworu wchodowego, wyrobionego w spocz-niku wyżej leżącym. Nad tym otworem przytwierdza się krótki kawałek pionowo ustawionej drabiny, albo też żelazne klamry, ażeby idący miał stałe oparcie dla rąk, w chwili, gdy wstępuje na drabinę, lub z niej schodzi.

rt

id

Ä1

jj

|ij

a-'

Długość drabiny nie powinna przenosić 6-iu i maximum 8 metr., sama zaś drabina powinna być ustawiona pod kątem 70°. Przy takiem nachyleniu, człowiek, idący po drabinie, nie potrzebuje się zginać, a więc najmniej się męczy. Drabiny przybijają hakami żela-znemi do rozpór, umocowanych w poprzek przedziału. Rozpory powinny być rozłożone w ten sposób, aby przypadały mniej więcej w środku długości drabiny. Jeżeli zaś drabiny są dłuższe, rozpór powinno być dwie, bo inaczej drabina drży, co bardzo męczy człowieka po niej idącego.

Si

Fig. 695.

Drabiny ustawiają albo równolegle jedna do drugiej, jak na fig. 695, albo też zygzakiem (fig. 696). Pierwszy sposób jest lepszy, ponieważ w razie spadnięcia, człowiek upada na spocznik, gdy tymczasem przy drugim sposobie ustawienia, otwór w spoczniku znajduje się u podstawy drabiny, człowiek więc może upaść do następnego przedziału. Ten drugi sposób ustawiania drabin był już niejednokrotnie przyczyną nieszczęśliwych wypadków.

W szybach bardzo ciasnych, jak np. w duklach pogłębianych przy odbudowie rud żelaznych, w których nie ma miejsca na po

stawienie pochyłych drabin, urządzają drabiny pionowe, przytwierdzając je wprost do obudowy szybu; chodzenie jednak po takich drabinach jest nadzwyczaj męczące, a prócz tego i bardzo niebezpieczne, ponieważ idący po drabinach górnicy znajdują się bezpośrednio jeden nad drugim w razie więc, jeżeli który z nich upuści lampę, lub jakikolwiek inny przedmiot, ludziom, idącym po drabinie grozi niebezpieczeństwo. Dlatego też drabiny pionowe mogą być ustawiane tylko w wyjątkowych razach i tylko w bardzo niegłębokich duklach. Prócz tego powinny być one przytwierdzone na takiej odległości od obudowy szybu, aby idący po drabinie mógł wygodnie stawiać nogi na szczeblach. Z tego względu drabiny pionowe lepiej jest umieszczać w rogu dukli.

ii

fi

umr

>wV

i

13

ij

innr

Emm. Fig. 6%.

Chodzenie po drabinach przy większej głębokości szybów zajmuje bardzo wiele czasu i zużywa, bez żadnej potrzeby, bardzo wiele sił. Górnicy dochodzą do przodków w stanie znużenia, a wychodzą z kopalni prawie że wyczerpani z sił, co bardzo źle wpływa na ich zdrowie, powodując choroby płuc, czyniące ich w krótkim czasie niezdatnymi do robót górniczych.

Schody ruchome. Schody ruchome pomysłu Dörell’a były po raz pierwszy zbudowane w r. 1833 w Harcu, gdzie są znane pod nazwą Fahrkünste. Schody ruchome mogą być pojedyncze i podwójne. Schody pojedyncze przedstawia fig. 697 i 698. Mocna belka drewniana u, okuta żelazem, przechodzi przez całą głębokość szybu i łączy się z maszyną, ustawioną na powierzchni ziemi, która porusza ją naprzemian do góry i na dół. Do tej belki są przytwierdzone, w odległościach odpowiadających długości skoku belki, stopnie A, na których można stawać, a nad nimi klamry «, za które człowiek, stojący na stopniu, może się trzymać. Z boków szybu, przez całą jego głębokość, w miejscach, w których się zatrzymują na chwilę stopnie A, są porobione stałe pomosty czyli spocz-niki cl. Górnik, opuszczający się cło kopalni, staje na spoczniku d i oczekuje chwili, w której stopień A, umocowany na belce u, zatrzyma się na równej z nim wysokości; wtenczas przechodzi na sto-

pień b, chwyta się za klamrę c i opuszcza się razem z belką. długość jej skoku. Następnie przechodzi na stały spocznik cl i tu znowu

na

oczekuje nadejścia stopnia b i t. d. Wchodząc tym sposobem spoczniki d, opuszcza się do szybu. Przy

i schodząc ze stopni b na wychodzeniu z kopalni należy postępować odwrotnie, a mianowicie stawać na stopień przychodzący z góry, podnosić się na nim i schodzić na spocznik w chwili, gdy stopień b ma się na dół opuszczać.

Ü

ü

i

-;g

ii

W-

r-:

u

“3

îHk

‘m

rs

Cm

mi

mr

Fig. 693.

Fig. 699 przedstawia schody ruchome podwójne, różniące się tern od poprzednich, że w szybie umieszcza się nie jedną, lecz dwie belki, ze stopniami, poruszające się naprzemian do góry i na dół i tylko jeden stały spocznik u wejścia do szybu, inne zaś spoczniki są zastąpione przez stopnie, przy-a, twierdzone do drugiej belki. Odle-d głość pomiędzy stopniami na każ-i dej belce równa się podwójnej dłu-gości skoku. Na fig. 699 A i B j przedstawiają belki żelazne, poruszające się naprzemian do góry i na dół, a jest stały spocznik, przytwierdzony u wejścia do szybu. Do belki A są przymocowane II stopnie a, ć, c; do belki zaś B sto-! pnie ß, 7. Stopnie a, b c i stopnie ß, y są rozmieszczone na obudwu Fig. 697. belkach w jednakowych odstępach, odległość zaś między stopniami jest równa długości skoku belki. Górnik, opuszczający się do kopalni wchodzi najprzód na stały spocznik a i w chwili, gdy stopień a stanie na tej wysokości, co i spocznik a, przechodzi na stopień a. Następnie razem z belką A opuszcza się aż do punktu, oznaczonego na figurze 699-ej numerem 1. W punkcie 1, stopień a spotyka się ze stopniem ß, górnik więc przechodzi na stopień ß i stojąc na nim, opuszcza się aż do punktu 2, w którym przechodzi na stopień b i tak dalej, ciągle przechodzi naprzemian z jednej belki na drugą i z jednego stopnia na drugi, a mianowicie ze stopnia b na stopień 7, potem ze stopnia 7 na stopień 0 i t. d. Przy podnoszeniu się przechodzenie ze stopnia na stopień odbywa się w porządku odwrotnym.

Belki A B wprowadza w ruch maszyna zapomocą koła zębatego i/, drążka korbowego G i trójkątów C1), osadzonych na bel-

kach F i połączonych z sobą drążkiem E. Czasami schody ruchome wprowadza w ruch maszyna o działaniu bezpośredniem. Odległość między belkami A i B wynosi 70 ctm. Wysokość skoku od 200 do 400 ctm. Liczba skoków na minutę od 6 do 10.

V'

lui

fil

MG

W;

»I

«g

(X

!...

U lfe Le

>>

l?ć

SH!

m.

AJ2

®-----------

\-Z73

i II

ó>—

Sie;;;

75

Fig. 699.

Schody ruchome podwójne przedstawiają tę dogodność, że belki, do których są przytwierdzone stopnie, wzajemnie się równoważą, wskutek czego maszyna musi tylko przezwyciężać ciężar zjeżdżających ludzi. Prócz tego przy równych długościach skoków, na schodach podwójnych, zjeżdża się i wyjeżdża z prędkością dwa razy większą, aniżeli na schodach pojedynczych.

W niektórych kopalniach stopnie robią tak wielkie, aby na każdym stopniu mogło razem stawać kilku ludzi; i przytem w ten sposób, aby jednocześnie jedni robotnicy mogli zjeżdżać do szybu, a drudzy wyjeżdżać z szybu i aby udający się w przeciwnych kierunkach nie przeszkadzali sobie wzajemnie.

Urządzenie schodów ruchomych jest wogóle kosztowne, a ponieważ, jak praktyka dowiodła, bezpieczeństwo przy zjeżdżaniu i wyjeżdżaniu nie jest większe, aniżeli w klatkach, przyczepionych do lin i wprowadzanych w ruch maszynami wyciągowemi, więc schody te wogóle mało się rozpowszechniły. W kopalniach węgla, gdzie opuszczanie i podnoszenie górników można wykonać z ró-wnem bezpieczeństwem i daleko prędzej maszynami wyciągowemi, schody ruchome nie przedstawiają żadnych korzyści.

Co innego w kopalniach rud. Tam odbudowa prowadzi się często na bardzo znacznej głębokości i na różnych poziomach, a ponieważ z przyczyny małego wydobycia, nie ma potrzeby zaopatrywać się w silne maszyny wyciągowe, schody więc ruchome mogą oddawać pewne usługi.

Zjeżdżanie i wyjeżdżanie na linie. Sposób zjeżdżania i wyjeżdżania na linach oddawna był znany i w różnych kopalniach rozmaicie się nim posiłkowano. W jednych przez linę przesuwano drążek, na którym górnik siadał, trzymając się liny rękami, w innych, jak np. w AVieliczce, górnicy siadali na pętlicach, przyczepionych do liny. Takich pętlic było 6, trzy obok siebie i drugie trzy pod niemi. W kopalniach w Schemnitz na Węgrzech, do liny przymocowywali kilka, jedno nad drugiem, siedzeń ze skóry. Nareszcie w innych kopalniach też same naczynia, któremi 'wyciąga się na powierzchnię ziemi urobiony minerał, jak kubły, skrzynki, beczki i klatki służą do zjeżdżania i wyjeżdżania ludzi. Jeżeli głębokość skrzynek, kubłów i beczek jest mniejsza od 80 ctm., górnicy opuszczający się w nich powinni mieć na sobie tak zwane pasy bezpieczeństwa: Są to zwyczajne mocne pasy skórzane, do których jest przytwierdzony łańcuch z hakiem żelaznym na końcu. Górnik, opasawszy się pasem, wchodzi do kubła lub beczki, zaczepia hak od pasa za łańcuch, do którego jest przywieszony kubeł lub beczka i który stanowi przedłużenie liny wyciągowej. W razie więc gdyby się kubeł lub beczka zaczepiły o bok szybu i przechyliły, górnik nie mógłby upaść, bo jest przyczepiony bezpośrednio do liny. Prędkość zjeżdżania w beczkach może być tylko bardzo nieznaczna, mniejsza aniżeli 1 metr na sekundę. Jeżeli jednak beczki chodzą między kierownikami, to prędkość zjeżdżania i wyjeżdżania może być znacznie większa, do 2 i więcej metrów na sekundę. Wchodzenie i wychodzenie z beczek przedstawia wiele niedogodności i jest połączone z bardzo dużą stratą czasu.

Najdogodniejszy sposób zjeżdżania, a jak doświadczenie dowiodło, że i najbezpieczniejszy jest w klatkach, chodzących pomiędzy kierownikami. Takie klatki przy mijaniu się nie mogą się zaczepić jedna o drugą, a prócz tego przy klatkach mogą być zastosowane spadochrony, które chociaż jeszcze nie przedstawiają zupełnego bezpieczeństwa, w każdym jednak razie niebezpieczeństwo znacznie zmniejszają

Na każdern piętrze klatki może zjeżdżać tylko pewna, ściśle oznaczona liczba górników, wchodzenie i wychodzenie z klatek jest bardzo dogodne i zajmuje bardzo mało czasu, a prędkość ruchu klatki może być doprowadzona do 5-iu a nawet i 6-iu metrów na sekundę. Nareszcie górnicy przybywają do kopalni wcale nie zmęczeni, a więc z zapasem sił większym, aniżeli gdy schodzą po drabinach. Jeżeli tylko maszyna, lina i klatka są w dobrym stanie i sygnalizacya dobrze urządzona, w takim razie zjeżdżanie i wyjeżdżanie w klatkach nie przedstawia najmniejszego niebezpieczeństwa.

Przy zjeżdżaniu i wyjeżdżaniu w klatkach powinny być zachowane następujące ostrożności:

Zjeżdżanie i wyjeżdżanie powinno się odbywać pod kierunkiem dozorcy.

Liny druciane, służące do żjeżdżania, powinny być próbowane sposobem, o którym wspominaliśmy przy opisaniu lin (str. 126).

Klatki, kierowniki i liny powinny być codziennie dokładnie zrewidowane.

Klatka powinna mieć dach i być z boków zakryta, a z przodu i z tyłu, na czas zjeżdżania i wyjeżdżania, powinny się zakładać dobrze zamykające się drzwiczki, co najmniej 1 metr wysokie.

Na początku każdej dniówki, przedtem nim się zacznie zjeżdżanie, należy opuścić i podnieść klatkę z pełnym ciężarem zupełnie powoli, aby się przekonać czy maszyna dobrze działa.

Maszyna, wprowadzająca w ruch klatki, powinna mieć hamulec na tym samym wale, na którym są osadzone bębny.

Górnicy nie powinni mieć przy sobie lamp zapalonych, klatka zaś powinna być oświetlona latarnią.

Przez cały czas zjeżdżania i wyjeżdżania przy maszyniście powinien znajdować się jego pomocnik, gotowy do przyjęcia maszyny w każdej chwili, w razie omdlenia maszynisty, lnb jakiegokolwiek innego wypadku, jaki może się z nim zdarzyć.

Największa prędkość klatki nie powinna nigdy przechodzić 6-iu metrów na sekundę; prędkość, z jaką się zjeżdża, powinna być zawsze mniejszą od prędkości, z jaką się wyjeżdża. Nagłe opuszczenie się na większą głębokość, nawet z umiarkowaną prędkością, często może spowodować czasową głuchotę, wskutek zmiany ciśnienia. Dla zapobieżenia temu należy podczas opuszczania się robić od czasu do czasu ruch, jaki się robi przy połykaniu śliny, aby otworzyć trąbkę Eustachego i zrównoważyć ciśnienie powietrza w komorze usznej z ciśnieniem atmosfery.

Na sygnalistów należy brać ludzi przytomnych, roztropnych i wypróbowanych.

Liczba górników, mogących odrazu wchodzić do klatki powinna być ściśle oznaczona. Nikt niema prawa wejść do klatki, póki mu sygnalista nie pozwoli, jak również nikt nie może z niej wyjść bez jego pozwmlenia.

ROZDZIAŁ IX.

Osuszanie kopalni.

Wstęp. Wszystkie skały, tworzące skorupę ziemską, są mniej lub wdęcej porowate, jedne, jak np. piasek, są bardzo porowate, i przepuszczają wodę w ogromnych ilościach, inne są zbite, lecz mogą być popękane, więc także mniej lub więcej wody przepuszczają. Przesączająca się woda, doszedłszy do skał nieprzenikliwych, spływa po nich, tworząc podziemne strumienie, które następnie przedostają się do kopalni, gdzie przyczyniają jedną z największych trudności, jakie górnik ma do pokonania.

Chociaż cała ilość wody, przypływającej do kopalni, bierze swój początek w opadach atmosferycznych, tern niemniej jednak górnicy odróżniają wody powierzchowno od wód wewnętrznych. Wody powierzchowne są rezultatem przesiąkania wód deszczowych i śniegowych, na przestrzeniach wokoło kopalni, jak również przesączania się wody z kanałów, rzek, stawów i t. p. Ilość ich jest zmienną i zależną od pory roku i od pogody. Na wiosnę i w jesieni przypływ tych wód jest większy w zimie i w lecie mniejszy. Można zaś je łatwo odróżnić od wód wewnętrznych, ponieważ zawsze mają temperaturę, zbliżoną do wód, znajdujących się na powierzchni ziemi. W zimie są zimniejsze, a w lecie cieplejsze od skał, z których wypływają.

AVody wewnętrzne mają ten sam początek co i wody powierzchowne, różnią się jednak od nich tem, że przypływają do kopalni ze znacznych odległości, a czasami wytryskują z wielkich głębokości, czego dowodem może służyć w podobnych wypadkach ich wysoka temperatura.

Wnętrza ziemi zawierają prawdziwe strumienie, które napełniając groty, tworzą podziemne jeziora. Znane są wypadki, gdy strumienie, płynące na powierzchni ziemi, w pewnych miejscach, zupełnie znikają, a następnie, w znacznej odległości, znowu z pod ziemi wypływają. Taki przykład przedstawia rzeczka Baba, pod Olkuszem, która całkowicie znika w piaskach, zajmujących obszerne przestrzenie w tej miejscowości.

Z jak znacznych odległości wody wewnętrzne mogą przypływać do kopalni, przekonano się przy wierceniu otworu świdrowego w pustyni Sahara. \Yoda, wypływająca z tego otworu zawierała w sobie takie żyjątka, jakie się nigdzie w Saharze nie znajdują, oczywiście więc, że przypłynęły one, wraz z wodą, z bardzo odległych okolic.

Ilość wody przypływającej do kopalni bywa bardzo rozmaitą, w niektórych kopalniach, szczególniej przy pogłębianiu szybów, przypływ wody jest tak wielki, że prawie niepodobna go przezwyciężyć, bo liczba pomp, jakaby była do tego potrzebną, nie jest w stanie pomieścić się w szybie. W innych znowu kopalniach przypływ wody jest prawie żaden. U nas w zagłębiu Dąbrowskiem, niektórych kopalniach węgla przypływ wody dosięga do 20 metrów sześciennych na minutę.

W miejscowościach, w których kiedyś prowadziły się roboty górnicze, stare wyrobiska bardzo często bywają całkowicie zalane, tworząc obszerne zborniki wody, będące przyczyną nadzwyczaj wielkiego przypływu. Takie zjawisko spotykamy w kopalniach gal-manu, w okolicach Olkusza, gdzie w ciągu kilku stuleci wydobywano błyszcz ołowiany srebronośny. Cała ta miejscowość jest poprzecinana w najrozmaitszych kierunkach staremi wyrobiskami, które dziś są całkowicie zalane, tworząc coś nakształt gąbki napojonej wodą.

Woda, przypływająca do kopalni, zbiera się w najniższej części, to jest w dolnej części szybu, która się nazywa żompiem i musi być ztamtąd wydaloną, sama kopalnia zaś musi być osuszoną.

Jest trzy sposoby osuszania kopalni: 1) zatamowanie przypływu wody; 2) odprowadzenie wody, która się już nagromadziła w wyrobiskach i 3) odlewanie wody beczkami, skrzyniami lub pompami.

Zatamowanie przypływu wody. Środki, jakich się używa, aby niedopuścić wody, zbierającej się na powierzchni ziemi, do wnętrza kopalni, nie mogą nigdy całkowicie doprowadzić do celu, ponieważ niema sposobu w zupełności zapobiedz przesączaniu się wody na znacznych przestrzeniach. Prowadząc jednak roboty w tym kierunku, można przypływ wody znacznie zmniejszyć. W tym celu szyby zakładają na miejscach wzniesionych i około ich wylotów ziemię mocno ubijają. Około wychodni pokładów węgla, a także i innych skał, przepuszczających wodę, tę ostatnią odprowadzają, kopiąc odpowiednio urządzone rowy.

czne kliwem.

Naturalnie, że koryta rzek i kanałów, jeżeli je tworzą skały przepuszczające wodę, zastępują sztucznemi, wyjmując z ich dna piasek i nasypując warstwę gliny, którą mocno ubijają, a następnie pokrywają warstwą piasku. Czasami robią sztuczne koryta z cegły na cemencie. Środek ten jednak tylko w takim razie może być skutecznym, jeżeli jest się pewnym, że w tern miejscu nie nastąpi osiadanie gruntu, przy którem, urządzone w ten sposób sztu-koryto, uległoby spękaniu i zrobiłoby się dla wody przeni-

no

Podobne roboty prowadzą się na wielką skalę we Francy i, w tych miejscowościach, w których odbudowują się grube pokłady węgla. Tam, wprzódy, dla odbudowy tych pokładów zastosowywa-sposób roboty bez podsadzki, wskutek czego, przy osiadaniu gruntu, potworzyły się liczne szczeliny, będące przyczyną bardzo znacznego przypływu wody z powierzchni ziemi, od czasu zaś jak zaczęto prowadzić roboty, mające na celu zapobieżenie przesączaniu się wody, przypływ jej do kopalni bardzo się zmniejszył.

Filary ochronne. Po wyrobieniu minerału z danego złoża, grunt zaczyna osiadać i powoduje tworzenie się szczelin. Dla zapobieżenia temu pozostawiają, w pewnych miejscach, mianowicie tam, gdzie woda się zbiera na powierzchni ziemi, filary ochronne. Sposób ten w wielu razach daje bardzo dobre rezultaty, nie można mu jednak całkowicie ufać, ponieważ kierunek szczelin, tworzących się na powierzchni ziemi, wskutek zawalania się wyrobisk, pozostałych po wyjęciu minerału z danego złoża, nie jest jeszcze dokładnie znany.

Tern niemniej jednak pozostawianie filarów ochronnych w wielu razach oddaje wielkie usługi. Tak naprz. w Anglii, w niektórych kopalniach, roboty górnicze prowadzą pod pełnem morzem, w bardzo znacznych odległościach od brzegu, czasami dochodzą-cycli do 3600 metrów. W podobnych wypadkach odbudowę prowadzą systemem filarowym, z pozostawieniem filarów.¹)

Tamy. Budowa tam w chodnikach ma na celu zatrzymanie przypływu wody w danym chodniku i niedopuszczenie jej do innych części kopalni. Tama może zatrzymywać przypływ wody czasowo lub na zawsze.

W pierwszym wypadku tama musi być tak urządzona, aby ją można było otwierać, w drugim w tamę zakładają rurę, przez którą woda odpływa podczas budowy tamy i którą następnie szczelnie zatykają.

Budowa tam wymaga wielkiej staranności, bo często bardzo od dobrego jej wykonania zależy dalszy los kopalni. Najważniejszą rzeczą jest wybór miejsca dla tamy. Skała, w miejscu wybranem pod budowę tamy, musi być twarda, wytrzymała i niepopękana, ściany naokoło tamy muszą być gładkie, obrobione żelazkiem, bez użycia materyałów wybuchowych, ale nieoszlifowane, aby tama nie mogła się ślizgać.

Tamy zawsze budują od tyłu, to jest od strony, z której woda przypływa, w każdej więc tamie musi być zostawiony otwór dla przejścia ludzi. Otwór ten po ukończeniu tamy szczelnie zamykają.

Tamy mogą być drewniane i murowane.

Tamy drewniane. Tamy drewniane układają z belek wbitych między ściany, wpoprzek chodnika lub też z krótkich belek, ułożonych jedna na drugiej wzdłuż chodnika. W pierwszym wypadku ciśnienie wody działa wpoprzek włókien, w drugim wzdłuż włókien.

Tamy z belek poprzecznych mogą być stojące i leżące. Tamy stojące budują wtedy, gdy szerokość chodnika, jest większa od jego wysokości, lub gdy skały w piętrze i spodku chodnika są wy~ trzymalsze od skał tworzących boki chodnika, w przeciwnym razie budują tamy leżące.

Tamy Stojące. Tamy stojące budują w chodnikach, mających nie więcej 2,5 m. wysokości, w- których skały w piętrze i w spodku są wytrzymalsze od skał w ścianach bocznych i przy-tem w takich chodnikach, których szerokość jest większa od wysokości. Fig. 700 przedstawia przekrój podłużny, a fig. 701 plan tamy stojącej.

) „Haton de la Goupillière Cours d’exploatation des mines“, t. 2,

str. 283.

Wybrawszy miejsce dla tamy, przedewszystkiem należy go osuszyć, aby woda, płynąca po spadku chodnika, nie przeszkadzała robotom. W tym celu w odległości od 3 do 4 metrów, po za miejscem, gdzie ma być tama wzniesiona, robią groblę a z betonu lub gliny od 40 do 50 ctm. wysoką i drugą taką samą groblę, tylko trochę niższą, w odległości od 2 do 3 metrów przed mającą się wznieść tamą i na tych dwóch grolilach umieszczają rynnę ó, za pomocą której ji «J 1 odprowadzają wodę, zbierającą się po za pierwszą z tych grobli. Osuszywszy w ten ||||| sposób miejsce dla tamy, robią w spodku i w piętrze chodnika wcięcia ukośne pod kątem 20 \ których szerokość powinna być o */% większą od grubości belek, jakie mają być użyte dla tamy (fig. 700). Jest to niezbędne dlatego, aby tama pod ciśnieniem wody mogła się trochę posunąć naprzód i nie być wypchniętą.

ii

ii

li

li

Let—làÈL

W"

ii

ièlMBngSR

I"

Si

......

Fig. 700.

Wcięcie dla tamy powinno być obrobione gładko żelazkiem i młotkiem, bez użycia materyałów wybuchowych. Boczne zaś

—»co»¹ j

wm~ć

ff®

Fig. 701.

ściany chodnika obrabiają W ten sposób, aby były do siebie równoległe. Na Z, ukośnie ściosane płaszczyzny w spodku i w piętrze chodnika kładą warst w ę mchu, a na mech deski wierzbowe, 26 milimetrów grube, ułożone w ten sposób, aby włókna drzewne w deskach szły w kierunku długości chodnika. Dla tamy biorą belki dębowe, od 50 do 52 ctm. grube, obciosane z trzech stron i w całej długości dobrze do siebie dopasowane. Końce tych belek ścinają ukośnie, równolegle do wcięć, zrobionych w piętrze i spodku chodnika. Belki wbijają jednocześnie z obudwu stron chodnika, zaczynając od ścian bocznych i posuwając się ku środkowi, dlatego zaś, aby je utrzymać na miejscu, wpędzają rozpory c.

Belki, dotykające się ścian bocznych chodnika, powinny być tak obrobione, aby z tylnej strony dotykały się ściany, a z przedniej aby pozostawała szpara 26 milim. szeroka, w którą następnie wbijają kliny.

Środkową belkę wciągają za pomocą sztaby żelaznej s i windy i podtrzymują dotąd, póki tama nie będzie skończona i wszystkie szpary nie zostaną zaklinowane Sztaba s ma na końcu mutrę cokolwiek wciętą w belkę.

Gdy budowa tamy jest już ukończoną, sztabę s zaczynają obracać, przez co mutra się wykręci i upadnie na ziemię po za tamą, wtedy sztabę s wyjmują, a otwór, jaki się pozostaje w belce zatykają drewnianym korkiem, w który wbijają kliny na krzyż.

Po wciągnięciu środkowej belki wszystkie szpary między belkami utykają pakułami, napojonemi tłuszczem, albo mchem, a następnie wbijają w nie kliny. Z początku wbijają płaskie kliny z drzewa miękkiego, jak wierzba, a następnie ostre kwadratowe kliny z drzewa dębowego lub bukowego, które poprzednio muszą być wysuszone w piecu, postępując zupełnie tak samo, jak przy układaniu wieńców podstawowych dla obudowy wodonieprzeni-kliwej (tom I, str. 246).

W jednej z belek, pod samem piętrem, robią otwór, o średnicy 10 milim., w który wstawiają rurkę. Przez ten otwór, w miarę tego, jak poziom wody za tamą zaczyna się podnosić, wychodzi powietrze, a gdy przez niego zacznie wychodzić wToda, otwór szczelnie zatykają. Ta ostrożność jest niezbędną dlatego, aby belki były od strony tylnej całkowicie oblane wodą, w przeciwnym razie, belki, będąc w zetknięciu z zepsutem powietrzem, prędko uległyby gniciu.

W ten spósób zbudowaną tamę umocowują jeszcze od strony przedniej odpowiednio wpędzonemi rozporami. Taka tama, zrobiona z belek, 52 ctm. grubych, może wytrzymać ciśnienie słupa wody, mającego od 80 do 90 metrów wysokości, to jest od 8 do 9-iu atmosfer.

Tamy leżące. Tamy leżące budują wtedy, jeżeli wysokość chodnika jest większą od jego szerokości. Wcięcia dla belek w bokach chodnika robią nie ukośne, jak przy tamach stojących, lecz proste, belki układają poziomo jedne na drugich, wpoprzek chodnika. Wszystkie szpary zaklinowują od strony tylnej tamy, dlatego zaś, aby ludzie, po skończeniu roboty, mogli wyjść, w tamie pozostawia się otwór, który się zakrywa denkiem, zamykaj ącem się od tyłu. Denko obkłada się skórą, przez denko przechodzi śruba, na którą nakłada się od strony przedniej tamy pokrywę, a następnie obie pokrywy mocno się ześrubowywują.

Tamy sferoidalne. Tamy sferoidalne mają kształt ściętego ostrokręgu, o podstawach płaskich, lub sferoidalnych. Układają je z oddzielnych belek od 0,63 m. do 1,70 m. długich, obrobionych w ten sposób, że gdyby przedłużyć ich krawędzie, to wszystkie zeszły by się w jednym punkcie, znajdującym się na osi chodnika. Wycięcie dla tamy musi być przynajmniej 1l/₂ raza dłuższe od grubości tamy, aby tama, po jej ukończeniu, mogła się przesunąć

ÆM*% ...y> ,

wSsÊÊÈ

pod ciśnieniem wody.

tf

iii

sillia

4M]

Fig. 702.

Wycięcie dla tamy robią następującym sposobem (fig. 702): Osuszywszy miej sce, na którem ma być postawiona tama, zapomocą dwóch niewysokich grobli zrobionych w pewnej odległości przed tamą i po za nią i połącz3^wszy je rynną, po której ścieka woda, umocowują stempel między piętrem a spodkiem, w środku szerokości chodnika. W punkcie przez który przechodzi oś chodnika wbijają w stempel gwóźdź, do którego przywiązują sznurek, około 7 metrów długi, to jest takiej długości, jaką ma być długość linii tworzącej ostrokręgu, którego kształt ma mieć budująca się tama. W kierunku tego sznurka ściosują ściany zapomocą młotka i żelazka, bez użycia materyałów wybuchowych.

Do budowy używają kloce sosnowe, dobrze wysuszone, które obrabiają w kształcie ściętych ostrosłupów, każdy kloc obrabia się na powierzchni, według rysunku zrobionego w naturalnej wielkości, kloce układają rzędami, przyczem wszystkie kloce tworzące jeden rząd, powinny być jednakowej długości. Układanie kloców zaczynają od ścian bocznych chodnika, posuwając się ku środkowi.

Kloc, przypadający w środku każdego rzędu, jest kluczem sklepienia. Klucz wkłada się ostatni, on powinien być o 15 do 20 ctm.

dłuższy od innycli kloców danego rzędu. Po ułożeniu całej tamy, klucze pobij aj ą młotem, aby je głębiej wpędzić i przez to ro-zepchnąć każdy rzęd tamy.

Przed zaczęciem układania tamy sprawdzają czy kloce są dobrze dopasowane do skały. W tym celu spodek wycięcia posypują ochrą, a następnie układają na nim pierwszy rząd kloców. Ochra, zabarwiając kloce, wskazuje o ile każdy z nich jest dobrze dopasowany i jeżeli tylko okaże się, że niektóre kliny są źle dopasowane, to je poprawiają. Gdy wszystkie kloce dolnego rzędu są dobrze dopasowane, na spodek wycięcia nalewają cienką warstwę smoły, następnie pokrywają go mocnem płótnem, a dopiero na płótnie układają pierwszy rzęd kloców. Płótno powinno być tak szerokie jak długie są kloce, a takie długie, aby zachodziło na belki chodnika aż do połowy ich wysokości. W ten sam sposób pokrywają później wycięcie zrobione w piętrze chodnika.

AV drugim od dołu rzędzie kloców zrobiony jest otwór dla odpływu wody, ma on kształt stożka i po ukończeniu układania tamy zatyka się szczelnie od strony tylnej.

Około środka tamy pozostawia się otwór niezbędny dla wyjścia ludzi. W ten otwór wstawia się rura z lanego żelaza, która, od strony przedniej, jest cylindryczną o średnicy 46 do 47 ctm., a ku tyłowi się rozszerza i przyjmuje kształt stożka. Rura ta od strony tylnej jest zakończona kołnierzem, przed jej ułożeniem należy ją owinąć płótnem, napojonem smołą. W przedostatnim rzędzie od góry zrobiony jest otwór do wypuszczenia powietrza.

Kloce, w których są zrobione otwory dla odpływu wody i powietrza, są grubsze od innych. Kloce układają w ten sposób, aby spoiny pionowe nie tworzyły jednej ciągłej linii.

Po ułożeniu wszystkich kloców szpary między nimi szczelnie zaklinowują, zupełnie w ten sam sposób, jak się zaklinowują wieńce podstawowe w obudowie wodonieprzenikliwej.

Gdy wszystkie spoiny są szczelnie zaklinowane, otwór, przez który wyszli ludzie, zamykają korkiem drewnianym, który przyciągają za pomocą śrub.

Tego rodzaju tama, zbudowana w kopalni we Preybergu, wytrzymuje ciśnienie słupa wody, mającego 240 metrów wysokości.

Po jej ukończeniu i zamknięciu otworu tama przesunęła się: w ciągu pierwszych 7 do 8 minut 71 milim., po 12-tu godzinach na 330 milim., a po 10-iu dniach na 603 milim.

Tamy murowe. Tamy murowe, podobnie jak i drewniane, mogą być dwojakiego rodzaju: płaskie, przedstawiające zwykłe ściany, postawione wpoprzek chodnika i sferoidalne. Pierwsze budują się bardzo rzadko, tylko w wyjątkowych razach, bo stawiają opór wyłącznie tylko swoim ciężarem, muszą być wykonane bardzo starannie i nie przedstawiają tej pewności, co tamy sklepione. Daleko lepsze są tamy sferoidalne. Wycięcie dla tych tam robią w ten sam sposób jak i dla tam drzewnych, z tą tylko różnicą, że go nie przedłużają od strony przedniej tamy, ponieważ mur, pod ciśnieniem słupa wody, nie może się przesunąć ku przodowi w ten sposób, jak się przesuwa tama drzewna. Najlepszym materyałem do tego rodzaju tam jest dobry klinkier i cement.

Otwór dla ludzi w tamach murowanych jest zbyteczny, bo murowanie ich odbywa się od strony przedniej. Rura do wody musi być ustawiona w ten sposób, jak i w tamach drzewnych, ale zamykać ją można dopiero wtedy, gdy zaprawa cementowa zupełnie stwardnieje. Rura powinna mieć parę kołnierzy, wpuszczonych w mur. Od strony przedniej tamy ma ona kształt cylindra, a od tylnej — stożka, osadzać ją należy jaknajbliżej spodku.

Otwór dla powietrza w tamach murowanych nie jest niezbędny, może być jednak pożyteczny pod tym względem, że cegła po nasiąknięciu wodą robi się więcej zbitą. Cegła zaś lepiej nasiąknie, jeżeli powietrze z po za tamy będzie wypuszczone. Tama dopiero wtedy jest dobrze wodą nasiąknięta, jeżeli od strony przedniej cała jej powierzchnia jest pokryta białą powłoką.

Dla wzmocnienia tamy, część chodnika przed i za tamą obudowują oprawą wodonieprzenikliwą.

Przy murowaniu tamy należy zachowywać te wszystkie środki ostrożności, o jakich była mowa przy opisaniu obudowy wodo-nieprzenikliwej murowej.

Tamy z drzwiami. Tamy z drzwiami budują głównie dlatego, aby się zabezpieczyć od nagłego przypływu wody, jaki czasami może zagrażać kopalni, a przynajmniej niektórym jej częściom. Takie tamy budują z klinkieru, na cemencie; w nich osadzają odrzwia, w których otwór powinien być tak wielki, aby przewóz po chodniku mógł się odbywać końmi.

Tamy z drzwiami służą jeszcze do chwilowego zatrzymywania przypływu wody w tych wypadkach, gdy maszyny wodociągowe nie są dostatecznie silne, aby go przezwyciężyć.

Odrzwia w tamach zawsze robią z żelaza lanego, same zaś

drzwi mogą być drewniane lub z żelaza kotłowego. Tamę z drzwiami drewnianemi przedstawia fig. 703. Odrzwia odlane są z jednej lub dwóch sztuk. Drzwi zrobione są z trzech rzędów bali dębowych, 52 mm. grubych, ułożonych na krzyż i odpo-

' ' '4

■m

W~'%

■■

zmi

__ii

LA'

¹¹

Ib

-i |4

f;

Ol

*Mj

Ÿ/&1 i

■ y

fs

r-

mä

m<ü

Ib

Pnf

m

sa

2«

VäC;

.Z- 3

Ci

|§vV:

rn-

Fig. 703.

Fig 704.

wiednio okutych. Przed zamknięciem między drzwi i odrzwia wkłada się pasek grubego płótna, napojonego smołą. Następnie, zamknąwszy drzwi, przyciąga się je zapomocą dwóch śrub, na które nakładają belki, a następnie przykręcają mutry.

AV nowszych czasach prawie wyłącznie używają tamy z drzwiami Żelaznem i (fig. 704 i 705). Odrzwia a mają kształt stożka, który się omurowuje. Drzwi b robią z blachy kotłowej, wygiętej w postaci sklepienia i zawieszają na zawiasach (fig. 705), s pasy, służące do wzmocnienia drzwi; z (fig. 704) żeberka dla wzmocnienia odrzwi.

Przed zamknięciem tamy między drzwi i odrzwia wkładają pasek płótna, napojonego smołą, a po zamknięciu zakładają dwie belki c i przyciągają drzwi, nakręcając mutrę na śruby, przechodzące przez pasy s i belki o. Otwór w odrzwiach ma 942 milim. szerokości i 1726 milim.

silai

kBjTjS

SR

■

kii

III

Fig. 705.

wysokości. Grubość blachy, z której drzwi są zrobione, zależy od ciśnienia wody, zwykle jednak robią je 20 mm. grube. Tego rodzaju tamy mogą mieć drzwi pojedyncze lub podwójne.

Wszystkie narzędzia, potrzebne do zamknięcia drzwi, powinny się zawsze znajdować tuż obok tamy, aby ją w razie potrzeby można było zamknąć w każdej chwili Prócz tego opieka nad tamą powinna być powierzona specyalnemu dozorcy, który obowiązany jest ciągle sprawdzać czy wszystko przy tamie znajduje się w należytym porządku.

W miejscu, gdzie tama została zamknięta, powinien być natychmiast ustanowiony nad nią ścisły nadzór, przyczem należy zwracać uwagę nietylko na zewnętrzny wygląd tamy, ale jeszcze sprawdzać i ciśnienie, jakie tama wytrzymywać musi. W tym celu w tamę powinna być wstawiona rurka z kranem, urządzona w ten sposób, aby do niej można było przyśrubować manometr sprężynowy. Dobrze jest także mieć w tamie drugą większą rurę z kranem, przez którą możnaby było, w razie potrzeby, wypuścić wodę z po za tamy. Taka rura może oddać wielkie przysługi, mianowicie wtedy, gdy tama okaże się zasłabą i będzie potrzeba wybudować nową. W podobnym wypadku; przed zamknięciem nowej tamy, koniecznie potrzeba wypuścić wodę z po za starej, aby przestrzeń między obiema tamami została zalana i aby stara tama nie potrzebowała wytrzymywać żadnego ciśnienia. Jeżeliby bowiem po zamknięciu nowej tamy, stara, nie mogąc wytrzymać wywieranego na nią ciśnienia, pękła, w takim razie nowa nie byłaby w stanie wytrzymać impetu wody i byłaby zniesiona.

Tamy w szybach. Podobnie, jak w chodnikach, budują tamy i w szybach, chociaż wogóle daleko rzadziej, aniżeli w chodnikach. Tamy w szybach mogą być także drzewne, murowe, lub też z lanego żelaza. Tamy drzewne budują z belek poprzecznych, albo też robią tamy sferoidalne, na które woda wywiera ciśnienie w kierunku włókien drzewa.

Tamy murowe lepiej się nadają w szybach, aniżeli w chodnikach, ponieważ jednak mur, pod ciśnieniem wody, zawsze może dać szczelinę, więc dla zapobieżenia przesączaniu się wody, budują dwie tamy, jedna nad drugą, a przestrzeń między niemi wypełniają dobrze ubitą gliną. Przy tukiem urządzeniu, gdyby nawet tama dała później szczelinę, warstwa gliny między tamami w żadnym razie wody nie przepuści.

Przy budowie tam w szybach należy odróżniać dwa wypadki. Gdy tama buduje się dla zabezpieczenia od wtargnięcia wody z dołu, lub też dla zabezpieczenia od przypływu wody z góry. Ten ostatni wypadek może mieć miejsce w razie, jeżeli w szybie popsuła się obudowa wodonieprzenikliwa. Tamy, mające na celu zatrzymanie wody przypływającej z dołu, są trudniejsze do wykonania.

Ostrożności, jakie należy przedsiębrać, prowadząc roboty górnicze w blizkości starych wyrobisk. Prawie wszystkie stare wyrobiska, z których kiedyś były wydobywane minerały użyteczne, są zalane wodą. Woda je zalewająca tworzy często bardzo obszerne zbiorniki podziemne, które nieraz grożą, w razie przybliżenia się do nich robót podziemnych, całkowitem zalaniem kopalni.

Gdzie tylko złoże minerału użytecznego dochodzi do powierzchni ziemi, można być prawie pewnym, że górna jego część jest już wybrana, a pozostałe wyrobisko wodą zalane. Przybliżając się więc do miejsc, gdzie kiedyś były prowadzone roboty górnicze, potrzeba być bardzo ostrożnym, aby woda, zalewająca stare wyrobisko, której ciśnienie może być czasami bardzo znaczne, nie roz-kruszyła filaru, odgraniczającego przodek od starego wyrobiska i nie zalała kopalni. W podobnych wypadkach należy przyjąć jako ogólne prawidło, aby roboty we wszystkich przodkach, zbliżających się do starych wyrobisk, były poprzedzane otworami świdro-wemi, których długość powinna być przynajmniej tak wielką, jak wielką powinna być grubość filaru niezbędnego, aby wytrzymać ciśnienie wody, zalewającej stare wyrobisko.

Jeden otwór, przewiercony w kierunku osi chodnika, zbliżającego do starego wyrobiska, nie jest dostateczny, bo stare wyrobisko może być z boku chodnika, potrzeba więc, oprócz środkowego otworu, wiercić jeszcze w kierunku ukośnym do osi chodnika, dwa otwory w bokach i jeden w piętrze. Jeżeli skała, jaką się otrzymuje z otworu jest miękką i napojoną wodą, co daje prawo przypuszczać, że przodek zbliża się do starych zatopionych wyrobisk, wtedy wiercenie otworu przerywają i postępują następującym sposobem.

Obudowują mocno cały przodek, stawiając jeden stempel około drugiego i zwracając szczególną uwagę na to, aby część przodka, naokoło otworu była bardzo mocno obudowana. Następnie rozszerzają otwór na pewnej długości i wstawiają w niego rurę z kranem. Otwór w tym kranie musi być tak wielki, aby przez niego można było wstawić dłuto. Rurę w otworze umocowują klinami, wbijając z początku płaskie kliny z drzewa miękkiego, a następnie ostre kliny kwadratowe z drzewa twardego, poprzednio dobrze wysuszonego.

na-

Po należytem umocowaniu rury otwór zaczynają wiercić dalej. Wiercenie to przedstawia zawsze pewne niebezpieczeństwo, leży więc przedsięwziąć wszystkie możebne środki ostrożności. Ludzi z kopalni wydalić, a całą drogę, którą robotnicy zajęci wierceniem mają wracać, od przodka aż do szybu, oświetlić.

W chwili, gdy otwór dosięgnie starego wyrobiska, woda wry-wa się z taką gwałtownością, że dłuto zostaje wyrzucone, często zaś przed ukazaniem się wody następuje wybuch gazów, które pędem swoim gaszą lampy, utrudniając powrót robotników.

Jak tylko woda pokazała się z rury, krąp należy zakręcić i przypływ jej regulować w ten sposób, aby mógł być przezwyciężony i kopalnia nie została zalaną. Po pewnym czasie woda zaczyna wypływać z rury pod normalnem ciśnieniem, co jest dowodem, że stare wyrobiska są już osuszone i że już pozostaje się odlewać tylko ten przypływ, dzięki któremu zostały one kiedyś zalane. Przypływ zaś ten najczęściej bywa nieznaczny.

Odprowadzanie wody, nagromadzającej się w wyrobiskach. Wodę, nagromadzającą się w kopalni, w tych razach, gdy to jest możebne, odprowadzają zapomocą sztolni. Jeżeli tylko roboty w kopalni, a przynajmniej znaczna ich część prowadzi się powyżej poziomu doliny, znajdującej się gdzieś w pobliżu, w takim razie najprostszym i najtańszym środkiem dla osuszenia kopalni jest przeprowadzenie sztolni. Jak tylko sztolnia zostanie przeprowadzoną, wszystkie roboty, prowadzące się po nad jej poziomem, będą całkowicie osuszone, wodę zaś z robót, prowadzonych poniżej poziomu sztolni, wypadnie odlewać do sztolni. Sztolnie jednak można zakładać tylko w miejscowościach górzystych i to tylko w takich razach, jeżeli w blizkości prowadzących się robót można znaleźć taki punkt, z którego mająca się przeprowadzić sztolnia nie wypadnie zbyt długą. Podobne warunki dosyć często zdarzają się w kopalniach rud, ale tylko bardzo rzadko w kopalniach węgla. Czasami zapomocą jednej sztolni można osuszać kilka, kopalni i w takim razie długość sztolni może być bardzo znaczna. Tak np. sztolnia Józefa II w Schemnitz ma 18 kilometrów długości. Sztolnia Ernest-August w Harcu ma 23638 metrów długości,

sztolnia Schüssel w kopalniach w Mansfeld 31800 metr., a sztolnia Rothschönberger we Freybergu 47504 metrów długości.

Sztolnia może służyć nietylko dla odlewu wody, ale i dla . przewozu, a w tych razach gdy ilość wody w sztolni jest bardzo znaczna, przewóz w niej odbywa się łódkami. Prócz tego sztolnia bardzo pomaga naturalnemu przewietrzaniu, a czasami siła przepływającego przez nią strumienia może być zużytkowaną jako motor.

Ponieważ sztolnie mają służyć czas prawie nieograniczony, powinny więc być zabezpieczone filarami ochronnemi. Sztolnie zawsze lepiej jest prowadzić w spągu, aniżeli w piętrze, jeżeli zaś w spodku sztolni zalegają pokłady, przepuszczające wodę, w takim razie dno jej ubijają gliną, albo też kanał odpływowy wykładają drzewem lub omurowują.

U nas kopalnie galmanu Józef, Kuklinki, Ulises i Jerzy pod Olkuszem, osuszają się trzema sztolniami: PonikoAYską, mającą 2745 metr. długości, Bolesławską 1640 metrów długą i Czartoryską około 1300 metrów długą.

Odlewanie wody maszynami wyciągowemi. W kopalniach, w których przypływ wody jest nieznaczny, wodę odlewają beczkami, lub też umyślnie do tego celu urządzonemi skrzyniami, które wyciągają na powierzchnię ziemi temi samemi maszynami, jakie służą do wyciągania minerału. Beczkę do odlewu wody przedstawia fig. 706 i 707. W dnie beczki zrobiona jest klapa, przez którą przechodzi gruby pręt żelazny «, służący jako kierownik. Gdy beczka wyjdzie z szybu, podsuwają pod nią platformę na kółkach, toczących się po relsach, ułożonych nad otworem szybu. Opuszczająca się beczka wspiera się na pręcie a, wskutek czego klapa się podnosi i beczka się wypróżnia.

Dlatego zaś, aby klapa nie mogła się przechylić, w pewnej wysokości nad dnem beczki, umocowują poprzeczną sztabę b z płaskiego żelaza, z otworem po środku, przez który przechodzi pręt a, taka sama sztaba jest umocowana i pod dnem beczki.

Ih’zy opuszczaniu beczki do wody, klapa otwiera się sama przez się pod ciśnieniem wody. Tego rodzaju beczka o pojemności jednego metra sześciennego waży od 750 do 780 kg.

W szybach, w któiych są urządzone kierowniki, wodę odlewają skrzyniami z blachy żelaznej, od 6-iu do 8-iu milim. grubej, wzmocnionemi pasami z żelaza płaskiego. Wymiary skrzyń powinny być takie, aby ciężar skrzyni, napełnionej wodą, był mniej

więcej równym ciężarowi klatki z wozami, napełnionemi minerałem. Skrzynie te są opatrzone dwoma klapami, jedną u dołu, otwierającą się automatycznie pod ciśnieniem wody, przy opuszczaniu skrzyni do żompia i drugą, która zapomocą odpowiednio urządzonego drążka, otwiera się także automatycznie po wyjściu skrzyni na powierzchnię ziemi i służy do wypróżnienia skrzyni.

Takie skrzynie urządzają o pojemności od 2 do 5 metrów sześciennych. W kopalniach węgla w Lens, w północnej Francji,

li ja

fj]C§Hp

minw

i ■    , i"iiil-l

wodę odlewają skrzyniami o pojemności prawie 3 metrów sześciennych (28 hektolitrów). Ciężar ich wynosi 1086 kilogr.

Przy odlewaniu wody zapomocą skrzyń, klatki trzeba odczepiać od liny, a na ich miejsce przyczepiać skrzynie, co jest po

i ÜI

fOlssiB

LlJL

tli

rriaa

IH i .ii«

■Dii

mm

Fig. 707.

Fig. 706.

łączone z pewnemi niedogodnościami, tam więc, gdzie przypływ jest bardzo nieznaczny, mają skrzynie na kółkach, które wstawiają w te same klatki, co i wozy kopalniane.

Sposób odlewu wody skrzyniami, przy pomocy maszyny wyciągowej, jest bardzo dobry przy pogłębianiu szybów, bo pozwala obyć się bez pomp, ale w kopalniach już urządzonych może mieć tylko niewielkie zastosowanie, bo zawsze jest kosztowniejszy, aniżeli odlew wody maszynami wodociągowemu Koszty odlewu jednego metra sześciennego wody z głębokości 100 metr. zapomocą skrzyń obliczają w kopalniach w północnej Francyi, gdzie ten sposób często bywa stosowany, co najmniej na 5 centymów, gdy tymczasem odlew tej samej ilości wody i z takiej samej głębokości maszynami wodociągowemi obliczają tylko na 3, a nawet na 2'/2 centyma.

W kopalni Preussen w Westfalii, przy pogłębianiu szybu, wodę odlewano skrzyniami w ten sposób, że na 4 metry powyżej dna szybu ustawiono zbiornik, do którego wodę pompowano z dna szybu zapomocą pulsometru, a z tego zbiornika czerpano ją skrzyniami o pojemności 6 metr. sześć., zawieszonemi na linach., idących od maszyny wyciągowej.

Chodniki wodne. Ponieważ woda może być odlewana skrzyniami, podnoszonemi maszynami wyciągowemi, tylko w pewnych godzinach, zwykle w noc}', gdy nie ma wydobycia i gdy maszyna wyciągowa odpoczywa, przy tego więc rodzaju odlewie muszą być urządzone dla wody oddzielne zbiorniki, czyli tak zwane chodniki wodne, o pojemności dostatecznej dla pomieszczenia przypływu całego dnia, lub całej doby. Podobny zbiornik urządzają, prowadząc na pewnej głębokości pod chodnikiem głównym, oddzielny chodnik wodny, takiej długości i takiego poprzecznego przekroju, aby pojemność jego była dostatecznie wielką dla pomieszczenia tej ilości wody, jaka przypływa do kopalni w ciągu tego czasu, podczas którego jej odlew się nie odbywa. Następnie zaś przeprowadzony chodnik wodny łączy go zapomocą przecznicy z żompiem szybu wyciągowego.

W kopalniach węgla, w których odbudowuje się kilka pokładów, przeciętych przecznicą idącą od szybu, zbiornik dla wody urządzają następującym sposobem:

za-

Od żompia a (fig. 708 i 709), który powinien mieć około 10 metr. głębokości, pędzą krótką przecznicę b do najbliższego pokładu węgla, następnie, od tej przecznicy prowadzą w obie strony chodnik wodny c c (fig. 709), który łączą z chodnikiem głównym d d pochylniami p p. Chodniki wodne c c mają spadek w stronę przecznicy &, a przecznica b ma spadek w stronę żompia a. AVo-da spływa do zbiornika po pochylniach p p. Dlatego zaś, aby w razie potrzeby można było zatrzymać wodę w zbiorniku i nie dopuścić jej do żompia, w przecznicy b często robią tamę z drzwiami, lub też tamę, w której osadzają rurę z kranem. Gdy kran jest mknięty, woda do żompia spływać nie może.

Podobne zbiorniki, o pojemności, o ile można jaknaj większej, należy urządzać i wtedy, gdy woda odlewa się maszynami wodo-

Fig. 708

Fig. 709.

ciągowemi, szczególnie też, jeżeli dla jej odlewu służą maszyny podziemne, aby, w razie zepsucia się maszyny, kopalnia nie mogła być zalana wprzódy, aniżeli maszyna zostanie naprawiona.

Odlew wody maszynami wodociągowemi.

Pompy górnicze. Pompy zaczęto używać w kopalniach dopiero w połowie XV-go wieku. Pierwsze pompy górnicze składały się z rury ssącej i rury tłokowej, bez rury wierzchniej. Były to pompy nizkie, z których woda wylewała się bezpośrednio nad tłokiem. Kilka takich pomp ustawdano jedna nad drugą, i każda z nich podnosiła wodę do bezpośrednio wyżej nad nią ustawionej, przyczem rura ssąca wierzchniej pompy stała w skrzyni, do której się wlewała woda z dolnej pompy. Znacznie później dodano w pompach rurę wierzchnią i dopiero od tej chwili był prawdziwy postęp, bo rozwiązane zostało zadanie podnoszenia wody na bardzo znaczne wysokości.

Pompy górnicze mogą być podzielone na dwie klasy: pompy podnoszące, mające tłok wewnątrz próżny, zakrywający się klapą, na której tłok podnosi wodę do góry i pompy tłoczące, mające tłok pełny, zapomocą którego woda zostaje wtłoczona do wierzchniej kolumny rur.

Pompy podnoszące. Pompami podnoszącemi nazywają pompy, w których nad rurą tłokową znajduje się rura wierzchnia, służąca do podnoszenia wody. Słup wody, wypełniający tę rurę, spoczywa na tłoku i podnosi się wraz z nim, przy każdym skoku aż do otworu odpływowego, zrobionego w najwyższym punkcie rury. Pompa podnosząca składa się z następujący cli części (fig. 710): a rura ssąca, zaopatrzona w górnej części w przepnstnicę ssącą b, a w dolnej smokiem c*, to jest siatką, która służy do tego, aby okruchy skał i inne przedmioty nie mogły się przedostawać do pompy. Długość rury ssącej nie przenosi 4 metr.,

lir

mj

■li

[<

li

lit

<1 rura tłokowa, wewnątrz której znajduje się tłok, przedstawiający krótki cylinder wewnątrz próżny, który się z wierzchu zamyka przepustnieamioo.Tłok jest opatrzony kołnierzem skórzanym, szczelnie przystającym do rury tłokowej, a sama rura tłokowa musi być wewnątrz bardzo starannie obtoczoną.

i|

Nad rurą tłokową znajduje się rura wierzchnia składająca się z całej sery i krótkich rur z żelaza lanego, ześrubowanyclr z sobą i tworzących jedną wysoką kolumnę, w której porusza się naprzemian do góry i na dół trzon, połączony z tłokiem.

tm

L\

II

Fig. 710.

Dla udogodnienia naprawy przepustnic, które potrzeba wykonywać od czasn do czasu, do wierzchniego końca rury ssącej i wierzchniego końca rury tłokowej są przytwierdzone skrzynki s s, zamykające się denkami r, przyśrubowanemi z boku. Po odjęciu denka przepustnica może być łatwo wyjęta i naprawiona lub zastąpiona przez inną. Nareszcie, aby mieć możność naprawy przepustnic nawet i wtedy gdy pompa jest zatopioną, średnicę rury wierzchniej w robią cokolwiek większą od średnicy rury tłokowej (l, tak, że w razie potrzeby, przez górny otwór rury wierzchniej można wyjąć trzon tłokowy, tłok i przepustnicę ssącą. Tę ostatnią wyjmują zapomocą chwytaczy w rodzaju tych jakie używają przy robotach wiertniczych.

wo-

Działanie pompy jest następujące. Przy podnoszeniu tłoka do góry, powietrze rozrzedza się w rurze tłokowej, wskutek czego

da, pod ciśnieniem atmosfery, wchodzi do rury ssącej, otwiera przepustnicę i przedostaje się pod tłok. Przy opuszczaniu się tłoka woda, znajdująca się w rurze tłokowej, ciśnieniem swojem zamyka przepustnicę ssącą, a natomiast otwiera przepustnicę w tłoku, przez którą przechodzi do rury wierzchniej. Po kilku poruszeniach tłoka do góry i na dół, woda całkowicie wypełnia rurę wierzchnią, a następnie zaczyna się wylewać przez wierzch rury.

Teoretycznie wysokość rury ssącej, aż do najwyższego położenia tłoka, może być równą 10 metrom, to jest ciśnieniu jednej atmosfery, w praktyce jednak nie przyjmuje się więcej nad 6—8 metrów.

Oznaczywszy przez S płaszczyznę przekroju rury tłokowej, przez s płaszczyznę przekroju trzona tłokowego i przez h wysokość skoku tłoka, objętość wody (teoretyczna) wylewającej się przez wierzch rury, przy podnoszeniu tłoka, będzie równą

(S-s) li

a objętość wody wylewającej się przy opuszczaniu się tłoka

s li,

bo przy podnoszeniu się tłoka, część trzona tłokowego o objętości s li będzie się wynurzała z wody, a przy opuszczaniu się tłoka taż sama część trzona tłokowego będzie się zanurzała w rurze. Jeżeli trzon jest cienki tak, że s li w stosunku do S li jest bardzo małe, wylewanie się wody w ilości Sh będzie miało miejsc tylko przy podnoszeniu się tłoku.

Pompy podnoszące należą do najstarszych urządzeń kopalnianych jeszcze i dziś używanych. Budowa ich jest prosta i dogodna, naprawy zaś tłoka i przepastnie można wykonywać nawet i wtedy, gdy pompa jest zatopiona. Przedstawiają zaś tę wielką niedogodność, że trzon tłokowy znajduje się wewnątrz pompy, w razie więc uszkodzenia którejkolwiek z rur, aby wyjąć uszkodzoną rurę, potrzeba rozebrać znaczną część trzonu. Z tych względów, w niektórych kopalniach, rurę wierzchnią ustawiają z boku rury tłokowej, tak, że trzon tłokowy znajduje się nazewnątrz rur (fig. 711) i przechodzi przez pakunek dławnicowy. Tego rodzaju pompy są pod tym względem dogodne, że przystęp do trzonu tłokowego i do rur jest ze wszystkich stron otwarty, uszkodzone więc części trzonu i rur z łatwością mogą być wyjęte i naprawione. Lecz pod innemi względami pompy te są mniej dogodne od wyżej opisanych, ponieważ zajmują w szybie daleko więcej miejsca, a prócz tego, jeżeli pompa jest zatopiona, naprawa tłoka i przepustnicy w rurze ssącej staje się niemożebną.

Uszkodzenie pomp podnoszących. Uszkodzenie pompy podnoszącej może nastąpić wskutek zepsucia się przepustnicy ssącej lub przepustnicy tłokowej, zepsucia się kołnierza skórzanego na tłoku, zanieczyszczenia smoka, którym się kończy rura ssąca, lub zanieczyszczenia samej rury ssącej, nareszcie wskutek uszkodzenia pakunku między kołnierzami rur ssącej i tłokowej.

III

V.'

W razie uszkodzenia przepustnicy ssącej, woda wtłacza się napowrot do rury ssącej i nie wchodzi do rury wierzchniej.

mwËÆSam?

łllłlllir ksrjesteaessanÄH i i

ft ' '

mggg

Î Jeżeli kołnierz skórzany wokoło tłoka jest zużyty, lub też jeżeli jest uszkodzona przepustnica tłokowa, woda może wchodzić do rury wierzchniej, ale przy podnoszeniu się tłoka, woda znajdująca się nad tłokiem nie podnosi się do góry i nie wylewa się z rury wierzchniej.

mail

Jeżeli połączenie między kołnierzami rur ssącej i tłokowej nie jest uszczelnione, w takim razie pompa wciąga powietrze, co łatwo jest poznać, ponieważ wtedy przy podnoszeniu tłoka daje się słyszeć szczególnego rodzaju świst, a prócz tego pompa nie będzie wcale wciągała wody, a przynajmniej będzie jej wciągała bardzo mało.

Fig. 711.

Jeżeli nareszcie, wskutek nagromadzonych nieczystości, pozatykały się otwory w smoku, lub też zatkaną została sama rura ssąca, to przy podnoszeniu do góry tłoka, powietrze pod tłokiem będzie się rozrzedzało, ale klapa w wentylu ssącym nie będzie się otwierała i pompa nie będzie wciągała wody.

Pompy tłoczące. Pompy tłoczące składają się z następujących części (fig. 712, 713 i 714): rury tłokowej a, tłoka b przedstawiającego rurę u dołu zamkniętą, rury ssącej c, rury wierzchniej, to jest rury tłoczącej cl, skrzynki r z przepustnicą ssącą i skrzynki s z przepustnicą tłoczącą. Tłok jest przytwierdzony do trzonu (fig. 712) zapomocą kronsztyny żelaznej k i płyty wzmacniającej.

Są trzy typy pomp tłoczących, w pierwszym, który jest naj_

bardziej rozpowszechniony, rura tłokowa a spoczywa na legarach m__ (fig. 712), a rura ssąca jest z boku rury tłokowej. W pompach druk£ giego typu (fig. 713)

ssąca znajduje się pod rurą tłokową i sta-

rura

lj • tet-

iÿjf

Il

II

I bil Bt

s. ....    "

r < .........

5^

SI

żuj, HU

Fi___

ii iji

/A

s?y

\y

i-';

là

§pp

-f

"1,1

k\

fcb

Fig. 713.

nowi jakby jej przedłużenie. Pompy tego typu przedstawiają tę niedogodność, że w razie złamania się trzonu tłokowego, tłok spada na przepustnicę ssącą i powoduje znaczne uszkodzenia, gdy tymczasem w pompach pierwszego typu, w razie złamania się trzo-

tłok uderza w belkę m, nie wyrządzając żadnych innych uszkodzeń. W obudwu tych typach rura tłokowa a musi być połączona z rurą tłoczącą d zapomocą oddzielnego przyrządu u, służącego do

nu,

wypuszczania z rury tłokowej zgęszczo-nego powietrza, o czem będzie powiedziane dalej.

Wewnętrzna średnica rury tłokowej w obudwu typach tych pomp jest tylko o 2 do 3 centym, większą od średnicy tłoka.

i:

UJ

11111

ii

Pompy trzeciego typu odróżniają się od dwóch poprzedzających tem, że rura tłocząca d (fig. 714) jest połączona nie z dolną, lecz z górną częścią rury tłokowej a i skrzynka z przepustnicą tłoczącą znajduje się nad rurą tłokową. W pompach tego typu, woda wprzódy aniżeli się przedostanie do rury tłoczącej d. musi przejść przestrzeń między tłokiem a wewnętrznemi ścianami rury, przez całą wysokość rury tłokowej a. Dlatego też średnica rury tłokowej musi być większą aniżeli średnica rury tłokowej w pompach dwóch pierwszych typów. Z czego wypada, że rura tłokowa musi być cięższa i droższa.

JS

II

ISF

Fig. 714.

W tych pompach przestrzeń między tłokiem i rurą tłokową gra rolę rury tłoczącej, płaszczyzna więc poprzecznego przekroju tej przestrzeni nie może być mniejszą od poprzecznego przekroju tłoka, to jest stosunek średnicy tłoka do średnicy rury tłokowej powinien być równym 1,4.

Działanie pompy tłoczącej jest następujące:

w ru-

Przy podnoszeniu tłoka do góry, powietrze rozrzedza się rze tłokowej, wskutek czego woda, pod ciśnieniem atmosfery, otwiera przepustnicę ssącą i wchodzi do rury tłokowej. Przy opuszczaniu się tłoka, które następuje wskutek ciężaru trzonu i same-

go tłoka, a po części i wskutek ciśnienia wywieranego przez maszynę, woda w rurze tłokowej zamyka przepustnicę ssącą, a natomiast otwiera przepustnicę tłoczącą i przedostaje się do rury tłoczącej.

Ponieważ opuszczanie się tłoka w pompach, tłoczących następuje głównie tylko wskutek ciężaru trzonu i ciężaru samego tłoka, więc tłok wtedy tylko może się opuszczać powoli i prawidłowo, jeżeli, przy swem opuszczaniu się stale napotyka opór zmniejszający jego prędkość, to jest jeżeli cała wolna przestrzeń w rurze tłokowej jest wypełniona wodą. Gdyby rura tłokowa, dla jakiejkolwiek przyczyny, nie napełniła się wodą, np. gdyby połączenie między rurami ssącą i tłokową nie było uszczelnionem i pompa zamiast wody wciągała powietrze, w takim razie tłok, nie znajdując przy swem opuszczaniu się żadnego oporu, w jednej chwili upadłby na dno rury tłokowej i spowodowałby uszkodzenie pompy. Widzimy więc, że w pompach tłoczących najmniejsza ilość powietrza, wciągniętego przez rurę ssącą, może spowodować silne wstrząśnienie tłoka, a nawet i uszkodzenie pompy. Z tej przyczyny pompy tłoczące nie mogą być używane przy pogłębianiu szybów, ponieważ tam poziom wody często się zmienia i może się tak obniżyć, że część smoka zostanie obnażoną i pompa będzie wciągała powietrze.

W oda wchodzącado rury tłokowej zawsze zawiera w sobie pewną ilość powietrza, a ponieważ w rurze tłokowej jest prawie że próżnia, rozpuszczone więc w wodzie powietrze zaczyna się z niej wydzielać i zbierając się w górnej części rury tłokowej, stopniowo nagromadza się w takiej ilości, że przy następnych podnoszeniach tłoka, próżnia w rurze tłokowej już się nie może utworzyć, przepustnica więc ssąca przestaje się otwierać, a przynajmniej otwiera się niezupełnie i rura tłokowa nie napełnia się wodą całkowicie. Gdy to nastąpi, tłok, opuszczając się, nie znajduje dostatecznego oporu, zaczyna więc spadać raptownie, a gdy dojdzie do poziomu wody, prędkość jego w jednej chwili się zmniejsza i dalej opuszcza się prawidłowo. Przy każdem więc opuszczaniu się tłoka, następują silne i niebezpieczne dla całości pompy wstrząśnienia.

Dla zaradzenia temu służy przyrząd u (fig. 712 i 713), przedstawiający rurkę łączącą górną część rury tłokowej z rurą tłoczącą. W tej rurce znajduje się maleńka przepustnica, otwierająca się przy każdem podnoszeniu się tłoka, tak, że wydzielające się z wody powietrze zaraz wchodzi do rury tłoczącej. Dla regulowania ruchu pomp tłoczących i dla zastosowania ich działania do wielkości przypływu wody, w celu całkowitego zapobieżenia wciąganiu powietrza do pompy, maszyny wodociągowe urządają w ten sposób, aby pauzy między skokami tłoka, w punktach martwych, można było robić dowolnie długie.

Ten cel osiąga się za pomocą oddzielnych przyrządów zwanych kataraktami, o których będzie powiedziane dalej.

Ponieważ pompa tłocząca nie może wciągać powietrza, więc przed puszczeniem jej w ruch należy koniecznie rurę tłokową, a także i przestrzeń pomiędzy przepustnicami, ssącą i tłoczącą napełnić wodą.

Dlatego zaś, aby w razie, gdy zajdzie potrzeba otwarcia skrzynki przepustnicowej można było wodę ją wypełniającą spuścić do żompia; rura pozioma łącząca tę skrzynkę z rurą tłokową, powinna być połączona, za pomocą cienkiej rurki, z rurą ssącą.

Porównywując pompy tłoczące z pompami podnoszącemi, trzeba oddać pierwszeństwo pompom tłoczącym.

W pompach podnoszących kołnierz skórzany około tłoka, jeżeli tylko woda jest nieczysta, a co się prawie zawsze zdarza w kopalniach, ściera się nadzwyczajnie prędko, a jednocześnie ściera się i wnętrze rury tłokowej. AV pompach tłoczących zamiast j kołnierza skórzanego jest tylko dławnica pakunkowa, do której woda nieczysta nie dochodzi, jeden więc i ten sam pakunek może służyć bardzo długo.

W pompach tłoczących, pomiędzy tłokiem i rurą tłokową pozostaje się pusta przestrzeń, rura więc tłokowa nie potrzebuje być wewnątrz szlifowaną, należy tylko oszlifować tłok, obtoczenie zaś i oszlifowanie tłoka jest daleko łatwiejszem od obtoczenia i oszlifowania wnętrza rury tłokowej.

Wszelkiego rodzaju naprawy dławnicy pakunkowej są łatwiejsze i wymagają mniej czasu aniżeli naprawy kołnierza skórzanego w pompach ssących. Dobrze zrobiony pakunek może służyć więcej aniżeli rok czasu, gdy tymczasem kołnierz skórzany, jeżeli tylko woda jest nieczysta, służy zaledwie kilka tygodni.

Urządzenie szybu wodnego. Robiąc rurę tłoczącą odpowiedniej wysokości, możnaby za pomocą jednej pompy, podnieść wodę prawie na nieograniczoną wysokość. Tak np. jeżeliby rurę wierzchnią zrobić na wiorstę lub więcej długą, możnaby za pomocą jednej pompy odlewać wodę z najgłębszych szybów. Tego ro-

dzaju jednak urządzenie przedstawiałoby zbyt wiele niedogodności.

W miarę powiększania się głębokości szybu, wzrasta i ciśnienie kolumny wody wypełniającej rurę tłoczącą, gdyby więc, na całej wysokości szybu, była ustawiona tylko jedna pompa, dolne części pomp musiałyby mieć nadzwyczajną grubość, pakunek około tłoka niszczyłby się bardzo prędko, jak również niszczyłyby się prędko pakunki między kołnierzami rur. Z tej więc przyczyny, gdy wysokość, na którą trzeba wodę podnosić, jest znaczną, a maszyna odwadniająca jest ustawioną na powierzchni ziemi, szyb rozdzielają na kilka oddzielnych części, to jest pięter i w każdej z tych części ustawiają oddzielną pompę, tak, że pompa znajdująca się w oddziale niżej leżącym podaje wodę pompie ustawionej w oddziale bezpośrednio nad nim leżącym. Tym sposobem woda przelewa się z jednej pompy do drugiej tyle" razy, na ile części szyb jest podzielony, a każda z pomp podnosi wodę tylko na taką wysokość, jaka jest głębokość tej części szybu, w której pompa jest ustawioną. Tego rodzaju urządzenie szybu wodnego z trzema pompami podnoszącemi przedstawia figura 715. Przez całą głębokość szybu przechodzi trzon główny «, który wprowadza w ruch maszyna odwadniająca, ustawiona na powierzchni ziemi. Do tego zaś trzonu przytwierdzają trzony tłokowe b wszystkich pomp podających sobie wodę. Pompy wylewają wodę albo do małych zbiorników c (fig. 715), albo też rurę wierzchnią r pompy dolnej (fig. 716) wydłużają w ten sposób, aby poziom wody w niej był powyżej przepustnicy ssącej w pompie piętra górnego, tak, że woda z rury r sama się wlewa do rury ssącej s.

Zwykle w najniższej części szybu ustawiają pompę podnoszącą, która ciągnie wodę wprost z żompia, a nad nią dopiero pompy tłoczące. W żompiu nie należy ustawiać pompy tłoczącej dla-

WE

<-

I:

'r"

i/ji

I’

Fig. 715.

ON

tego, że w pompach tłoczących rura ssąca jest zawsze bardzo krótka wentyle więc pompy musiałyby być umieszczone głęboko w żom-piu, co byłoby połączone z wielkiemi niedogodnościami, bo przy znaczniejszym przypływie mogłyby być często zatapiane.

Urządzając szyb w ten sposób zmniejszamy ciśnienie wody na ściany rur, na przepustnice i na pakunki, wszystkie więc te części mniej cierpią i nie potrzebują tak częstej naprawy. Z drugiej jednak strony, ponieważ tych części jest więcej, więc i szanse zepsucia się każdej z nich są także większe.

W pompach, w których trzon, opuszczając się, tłoczy wodę własnym swoim ciężarem, co się zdarza najczęściej, ciężar głównego trzonu przy tego rodzaju urządzeniu szybu, może być daleko

mniejszym.

im

Fig. 716.

Rozdzielenie szybu na piętra i ustawienie na każdem piętrze oddzielnej pompy jest niezbędnem w szybach, którym grozi zatopienie na |znaczną wysokość, bo w razie zepsucia się dolnej pompy, przypływ można przezwyciężyć pompami ustawio-nemi w wyższych oddziałach szybu.

więcej miejsca.

z pomp starają się robić o ile można jaknaj większą. Przy pom

Jeżeli jednak urządzenie szybu wodnego z pompami ustawionemi jedna nad drugą przedstawia pewne dogodności, to z drugiej strony jest ono znacznie kosztowniejszem i zajmuje o wiele Dlatego też wysokość każdej

pach podnoszących wysokość pompy wynosi od 30 do 40 metrów, a przy pompach tłoczących od 60 do 100 a nawet i więcej metrów. Wysokość pomp podnoszących nie powinna przekraczać 40 metr., ponieważ tłoki tych pomp nie wytrzymują większego ciśnienia. Przy większych wysokościach tłoki tak często się psują, że wymagają ciągłej naprawy, wskutek czego odlew wody staje się niemożebnym.

W szybie wodnym powinny być ustawione drabiny i urządzone spoczniki na wszystkich poziomach, na których może się zdarzyć potrzeba naprawy pompy, lub potrzeba jej zrewidowania.

Różnica średnic rur w pompach ustawionych jedna nad drugą. AV każdej pompie, chociażby wszystkie jej części były jaknaj staranniej do siebie dopasowane, pewna ilość wody zawsze się traci. Gdyby więc średnica rur w pompie ustawionej w górnym piętrze była taka sama jak średnica rur w pompie ustawionej pod nią, to przy jakiejkolwiek niedokładności w działaniu pompy dolnej,

Pompa Rittingera (fig. 717 i 718). Pompa Rittingera jest jednocześnie pompą podnoszącą i tłoczącą, a prócz tego jest to pompa o działaniu podwójnem, która odlewa wodę przy podnoszeniu i przy opuszczaniu tłoka.

pompa ta dostarczałaby mniej wody aniżeli pompa górna byłaby w stanie wciągać. Wskutek czego poziom wody w zbiorniku, z którego pompa górna ją czerpie, mógłby się tak obniżyć, że smok wynurzyłby się z wody i pompa wciągałaby powietrze. Dla zapobieżenia temu średnica rur w pompie ustawionej w piętrze górnem powinna być zawsze cokolwiek mniejszą od średnicy rur w pompie dolnego piętra. Zwykle średnicę rur w pompie dolnej robią od ¹/2 do 1% większą od średnicy rur w pompie bezpośrednio nad nią ustawionej.

Urządzenie tej pompy jest następujące: Między rurą ssącą a i rurą tłoczącą b, które są osadzone nieruchomo, znajduje się ruchoma rura c d, połączona z podwójnym trzonem n n idącym od maszyny odwadniającej, która wprowadza w ruch tę rurę. Rura cd otrzymuje ruch do góry i na dół i pełni rolę tłoka. Rura ssąca a u góry kończy się skrzynką s, w której znajduje się przepustnica ssąca v. Nad rurą a jest rura tłokowa o, zakończona u góry dła-wnicą pakunkową p, w którą wchodzi tłok d. Tłok d składa się z dwóch rur c i d, połączonych skrzynką w, w której się znajduje przepustnica tłocząca t. Właściwie mówiąc, tłok stanowi tylko rura d, umieszczona poniżej skrzynki w, rura zaś c, nad skrzynką, odgrywa rolę rury tłoczącej. Na końcu tej rury jest dławnica pakunkowa r, w którą wchodzi pozostała częśc b rury tłoczącej. Rura R jest przedłużeniem rury tłoczącej, należącej do pompy ustawionej w piętrze niżej leżącem, służy ona jako zbiornik, z którego woda wlewa się do rury ssącej a (patrz fig. 716).

Działanie pompy jest następujące: Przypuśćmy że rury a, d, c i b są napełnione wodą. Gdy tłok, to jest rura d, podnosi się do góry, woda zawierająca się w tej rurze także razem z nią podnosi się do góry, bo rura d jest u góry zamknięta przepustnicą tłoczącą £, która pod ciśnieniem słupa wody zawartego w rurze wierzchniej b otworzyć się nie może. AV rurze więc tłokowej robi się próżnia i woda z rury ssącej a wchodzi pod tłok.

Jednocześnie woda znajdująca się w rurze c nad przepustnicą tłoczącą t podnosząc się razem z tłokiem do góry, wylewa się na zewnątrz przez otwór górny rury b.

Objętość wody wylewającej równa się objętości tej części rury ó, jaka się zanurza przy podnoszeniu się tłoka, to jest równa się objętości walca, mającego wysokość równą długości skoku

■m -i

Tl

Tl

ri

ja

włjur

m

'■MtĄ

/-

i!

*1

f.

Mïïiïm

PJÜÏÏÏ

s<m

>. JST

ii

IL

(j

jÜÜ

Fig. 718.

Fig. 717.

tłoka, a za podstawę koło o średnicy równej zewnętrznej średnicy rury b.

Gdy tłok opuszcza się na dół, przepustnica tłocząca otwiera

się i cała ilość wody zawierającej się w rurze d zostaje wtłoczoną do rury c. Lecz ponieważ średnica rury d jest większą od zewnętrznej średnicy rury b, a w rurze c może się pomieścić tylko objętość wody równa objętości tej części rury, jaka przy podnoszeniu się tłoka zanurzyła się w rurze 6*, cała więc żbywająca ilość wody przechodzi do rury tłoczącej b i wylewa teię na zewnątrz. Tym sposobem chociaż pompa wciąga wodę tylko przy podnoszeniu się tłoka, to jednak woda wylewa się z niej przy podnoszeniu i przy opuszczaniu się tłoka.

Jeżeli objętość wody, wciąganej przez pompę, przy podnoszeniu się tłoka nazwiemy przez O, a objętość wody wylewającej się z pompy, w tym samym czasie, przez o, to objętość wody wylewającej się przy ópuszczaniu się tłoka będzie równa O—o.

Dlatego więc, aby jednakowa ilość wody wylewała się, przy podnoszeniu się i opuszczaniu tłoka, potrzeba, aby płaszczyzna poprzecznego przekroju rury b, wzięta na zewnątrz ścian rury, była o połowę mniejszą od płaszczyzny poprzecznego przekroju rury d wziętej wewnątrz ścian rury. Oznaczywszy przez d średnicę ze-

71 (1/^

wnętrzną rury b i przez U średnicę wewnętrzną rury d, to -

, ,    .    1 « D²

winno byc równe —

po-

to jest 2)3

,72 _

d “ 2

to! b

= 0,707 D.

Średnica wewnętrzna rury ó, to jest średnica kolumny wody

wylewającej się przez rurę b, zależy od tego, jaką prędkość chcemy nadać wodzie podnoszącej się w rurze b. Jeżeli tę średnicę oznaczymy przez d, prędkość z jaką woda podnosi się w rurze b przez v, a prędkość z jaką woda wchodzi pod tłok przez v1} to ponieważ objętość wody wylewającej się z rury ó, w ciągu jednej sekundy, ma być równą połowie objętości wody, wchodzącej w tym samym czasie pod tłok, to

1 %D²

-rv=z-Tv'

skąd

d—D

Vi

Przy y, =0,30 m. i v

I—¹

|CD

7.

l/ — = 0,4 i d = 0,28 D. I v

AYyżej wskazane wartości są w praktyce maksymalne, jeżeli więc przyjmiemy jako minimum ?; = 0,15 i —1.20, otrzymamy:

tH GO

(l = 0,7 D

= 0,25 D.

Średnica więc wewnętrzna rury h powinna być mniej więcej równą 0,265 średnicy zewnętrznej rury stanowiącej tłok.

Pompy Rittingera działają bardzo dobrze i oddają wielkie usługi szczególnie tam, gdzie woda pompowana zawiera piasek lub wogóle okruchy skał, jak np. przy pogłębianiu szybów.

|M|

ni

Fig. 719.

Pompę Rittingera urządzają jeszcze w ten sposób, że na tłoku d, zamiast krótkiej rury <• ustawiają całą kolumnę rur ruchomych, dochodzącą prawie do wierzchu szybu; rurę zaś ó, nieruchomą, robią bardzo krótką. Pompy tego rodzaju przedstawiają tę dogodność, że nie mają trzonu, idącego od maszyny przez całą głębokość szybu, a tylko krótki trzon, idący od ruchomej rury c, która w takim razie dochodzi prawie do samego wierzchu szybu, zajmują więc w szybie bardzo mało miejsca. Są jednak niedogodne pod tym względem, że w rurze ruchomej, która wtedy pełni rolę trzonu i jest naprzemian to ściskaną to wyciąganą, pakunki na kołnierzach bardzo prędko się psują i wymagają ciągłej naprawy.

Pompy bliźniacze. Dla otrzymania pompy o działaniu podwójnem łączą z sobą dwie pompy o działaniu pojedynczem, jak to ma miejsce zawsze przy maszynach odwadniających podziemnych. Figura 719 przedstawia dwie połączone z sobą pompy tłoczące, między któremi ustawia się maszynę parową, która wprowadza je w ruch, a a rury ssące, zakończone u góry przepust-nicami, c c przepustnice tłoczące, b rura tłocząca, wspólna dla obudwóch pomp; przez nią woda się wylewa.

Takież same pompy bliźniacze, można otrzymać łącząc z sobą dwie pompy ssące, lnb pompę ssącą z pompą tłoczącą.

Zalet y pomp o działaniu podwójnem. Główna zaleta pomp o działaniu podwójnem polega na tern, że przy jednakowej ilości wody, jaką dostarcza pompa, rura tłocząca w pompie o działaniu podwójnem może mieć płaszczyznę przekroju o połowę mniejszą, aniżeli w pompie o działaniu pojedynczem.

W pompie o działaniu pojedynczem przy każdern podnoszeniu się tłoka, woda przychodzi w stan zupełnego spokoju i cisnąc na przepustnicę tłoczącą, powoduje silne wstrząśnienia i uderzenia przepustnicy, przy ruchu tłoka w stronę przeciwną. Gdy tymczasem w pompach o działaniu podwójnem, wskutek ciągłego ruchu wody w rurach, bieg pompy jest regularniejszy i spokojniejszy.

P B    111 pS

■iû

Pig. 721.

Pig. 720.

nem

W pompach podnoszących o działaniu pojedynczem z jednym trzonem, trzon wytrzymuje ciśnienie całej ilości wody dostarczanej przez pompę tylko przy podnoszeniu się tłoka, gdy tymczasem w pompach o działaniu podwójnem ciśnienie to rozdziela się i działa równomiernie tak podczas podnoszenia się jak i podczas opadania tłoka, prócz tego, ponieważ w pompach o działaniu podwój-przy podnoszeniu się tłoka, podnosi się tylko połowa wody, trzon więc może być o połowę lżejszym.

mur może

Ustawianie pomp w szybach. Pompy powinny być tak ustawione, aby nie ciążyły na oprawie szybu, to jest, aby fundamenty pomp były całkowicie niezależne od oprawy szybu. Szczególnie też w szybach obudowanych oprawą murową, belki, na których są ustawione pompy, nie powinny być wpuszczane w oprawę, ponieważ wskutek wstrząśnień, jakich te belki doznają, się rozkruszyć a czasami i rozsypać. Z tej samej przyczyny fundamenty murowane nie bardzo pod pompy mogą być zalecane.

Pompy ustawiają na belkach drewnianych, belkach z lanego żelaza, lub też belkach żelaznych, pewna sprężystość tych belek nie jest dla pomp szkodliwą, przy większej jednak sprężystości pompy są wystawione na daleko silniejsze wstrząśnienia. Czasami pompy ustawiają na sklepieniach z belek drewnianych, rzadziej na sklepieniach murowanych.

Małe pompy ustawiają na dwóch drewnianych belkach wpuszczonych w gniazda, zrobione w długich bokach szybu. Pompa ustawia się w ten sposób, że kołnierz rury tłokowej spoczywa na obudwu belkach, a rura ssąca i trzon tłokowy znajdują się w przestrzeni między temi belkami.

Cięższe pompy ustawiają na belkach, końce których są ścięte ukośnie w postaci klina (fig. 720), lub też na belkach podpartych rozporami (fig. 721).

iii

-■1

Bardzo ciężkie pompy ustawiają na sklepieniach z kloców dębowych, ułożo-nych w wycięciach odpo-

wiedniego kształtu, zrobio- gĘg    ~ y S ’ j# ] y

nych w dłuższych bokach    Ż

Eig. 722.

4bn ₍ü«. 722,: Kloce dla \\*> ^W/ // sklepienia maja kształt kii-nów, dokładnie do siebie dopasowanych, od 73—74ctm. grubych i 1,6 do 1,7 metra długich. Wycięcia w skale robią dłuższe od klinów, co jest niezbędnem na wypadek gdyby sklepienie opuściło się pod ciężarem ustawionej na nim pompy. Kloce obrabiają w ten sposób, aby promień łuku ograniczającego sklepienie był równym 10 metrów.

Sklepienie składa się z jedenastu klinów, rozdzielonych na trzy części, z których dwie boczne aa mają po 3 kliny, a środkowa b składa się z 5 klinów. Środkowa część tworzy klucz sklepienia. Kliny w każdej z trzech części są połączone z sobą poprzecznymi klinami w ten sposób, że tworzą jedną całość. Klucz jest połączony z belką s, na której się ustawia pompa, jest on w ten sposób dopasowany, że po wstawieniu go wystaje po nad boczne częścią a na 10 do 11 ctm. Dlatego zaś aby pod ciśnieniem ustawionej na nim pompy, nie mógł się zanadto opuścić i aby przez to nie nastąpiło wygięcie belki S, po środku jej długości, końce belki S łączą żelaznemi ankrami r r ze środkiem klucza w najniższej jego części.

Pompy ustawiają bardzo często na belkach żelaznych, mających w poprzecznym przekroju kształt X-

AY szybach z obudową wodonieprzenikliwą drzewną, belki żelazne pod pompy przyśrubowują do oprawy. AY oprawie z lanego żelaza segmenty do których mają być przytwierdzone belki pod pompy, odlewają z gniazdami, w które wstawiają końce belek. Pod takimi jednak segmentami należy ułożyć parę wieńców podstawowych dobrze zaklinowanych.

cl    a

li    111

Fig. 723.

ni i

AY szybach z oprawą wodonieprzenikliwą murową, w oprawę wpuszczają skrzynki z lanego żelaza, a w tych skrzynkach umieszczają końce belek pod pompy.

sl

filii

\(f

M,

Rury tłoczące podpierają belkami co 15 lub 20 metrów. Zwykle urządzają to w ten sposób, że na dwie belki a a wpuszczone w ściany szybu nakładają na poprzek dwie drugie krótkie belki b b, które przyśrubowują do piewszych i na belkach b b ustawiają kołnierz rury (fig. 723).

Fig. 724.

Przy znacznej wysokości pompy ciężar rury tłoczącej może być bardzo wielki, gdyby więc rura wierzchnia tworzyła jednolitą kolumnę, to chociażby ta kolumna spoczywała na kilku belkach, ułożonych na różnych poziomach, mogłoby się zdarzyć, że ciężar jej byłby rozłożony na belki nierównomiernie, tak że obciążenie jednych belek mogłoby być większe, a drugich mniejsze. Prócz tego w ten sposób ustawiona kolumna rur nie mogłaby się, przy zmianach temperatury w szybie, swobodnie rozszerzać. Aby uniknąć tych niedogodności, kolumnę rur tłoczących rozdzielają na oddzielne części, a raczej na oddzielne kolumny, wpuszczone jedna w drugą i połączone dławnicami pakunkowemi (fig. 724).

W tym celu dolny koniec rury a, wierzchniej kolumny, obtaczają i oszlifowują, a górny koniec rury ć, dolnej kolumny, rozszerzają i wpuszczają w to rozszerzenie dolny koniec rury a, a między rurami ai b zakładają pakunek i przyśrubowują dławnicę. Każda kolumna jest opatrzona kronsztynami c, z szerokiemi płytami, two-rzącemi jedną całość z rurą. Na ty cli kronsztynach ustawiają rurę na belkach d i do nich przyśrubowują.

Gdy pompa jest w ten sposób ustawioną, belki wytrzymują ściśle oznaczony ciężar, wyrażający się wagą spoczywający cli na nich rur, ciężar zaś wierzchniej kolumny rur już się im nie udziela i rury mogą się, przy zmianach temperatury, swobodnie rozszerzać. Jeżeli pompa jest ustawioną na sklepieniu z kloców dębowych, to przy osiadaniu sklepienia, będzie się opuszczała tylko dolna kolumna, nie obciążając wcale belek, podtrzymujących kolumnę wierzchnią. Nareszcie podnoszenie rur, jakie jest niezbędnem przy wszelkiego rodzaju naprawach, zostaje znacznie ułatwionem.

Tego rodzaju połączenie rur robią w odległości od 20 do 40 metr. jedno od drugiego. W każdym zaś razie przynajmniej jedno takie połączenie powinno być w każdej pompie, w górnej części rury tłoczącej.

Fig. 725.

Części składowe pomp.

Smok. Smokiem nazywają dolną część rury ssącej, która jest rozszerzoną i opatrzoną otworami, przez które woda -wchodzi do pompy (fig. 725). Płaszczyzna wszystkich razem wziętych otworów powinna być większą od płaszczyzny poprzecznego przekroju rury ssącej, jest to niezbędne, ponieważ wody kopalniane zwykle bywają zanieczyszczone, niektóre więc otwory mogą być zatkane. Należy jednak zwracać baczną uwagę, aby one nie były nigdy pozatykane i aby pompa wciągała tylko taką wodę, która się już ustała. W tym celu w kopalniach urządzają zbiorniki, w których okruchy i męty zanieczyszczające wodę osiadają. W pompach tłoczących skrzynki przepustnicowe najczęściej psują się od tego, że pompa zamało wciąga wody, tłok więc nie spotykając dostatecznego oporu przy opadaniu, spada raptownie na powierzchnię wody, powodując silne uderzenie, które się odbija na trwałości ścianek skrzynki przepustnicowej.

Rury ssące. Rury ssące w pompach kopalnianych zwykle robią żelazne, a przy pogłębianiu szybów i gutaperkowe. Średnica rury ssącej zwykle wynosi ³/₄ średnicy tłoka, a czasami jest równą średnicy tłoka. Jeżeli woda jest nieczysta, średnicę rury ssącej lepiej jest robić równą średnicy tłoka, bo im mniejszą będzie prędkość wody, tern mniej części twardych tłok będzie wciągał do rury.

Długość rury ssącej w kierunku pionowym, to jest wysokość, na którą pompa wciąga wodę, przy pompach podnoszących wynosi od 4 do 8 metrów, przy tłoczących nie więcej nad 2 metry, tam zaś, gdzie pompa dolna łączy się z pompą górną w ten sposób jak przedstawia figura 716 (str. 219), woda wchodzi do rury ssącej pod pewnem ciśnieniem.

W pompach odlewających wodę z szybów, które się dopiero pogłębiają, w miarę tego jak głębokość szybu wzrasta, rura ssąca musi być przedłużaną. W tym celu rurę ssącą robią podwójną, urządzając ją w ten sposób jak teleskop, a mianowicie na rurę ssącą nakładają drugą rurę, tworzącą jakby futerał, który może być podnoszony i opuszczany. Opuszczając futerał, rurę ssącą można przedłużyć, a podnosząc go do góry—można ją skrócić.

Rura tłokowa. Rury tłokowe zwykle wyrabiaj a z lanego żelaza. W pompach podnoszących, dla zaoszczędzenia kołnierza skórzanego przy tłoku, wnętrze rury tłokowej musi być oszlifowane. Długość rury tłokowej powinna być nie wiele co większą od długości skoku tłoka. W pompach tłoczących wnętrze rury nie potrzebuje być oszlifowane. Przy większej średnicy tłoka rurę tłokową wzmacniają, odlewając ją ze zgrubieniami w postaci żeber, odległość między któremi zależy od średnicy rury.

Rura tłokowa dolnym końcem przytwierdza się do tak zwanej płyty podstawowej, która jednocześnie służy za podstawę skrzynce przepustnicowej i rurze tłoczącej. Rura tłokowa zwykle jest przyśrubowaną do belek, na których spoczywa i tylko w bardzo ciężkich pompach leży swobodnie na belkach bez przyśrubowania.

U góry rura tłokowa jest zakończona dławnicą pakunkową. Pakunek zwykle robią z konopi splecionych w warkocz dobrze napojony płynną mieszaniną oleju i sadła. Warkocz ten układa się we wgłębieniu puszki na kółku mosiężnem i przyciska dławnicą przyciągniętą śrubami. W dławnicy często robią kanał, przez który nalewają smar i przez który wychodzi także woda przeciskająca się przez pakunek. W miarę jak pakunek się zużywa, dławnicę

Rury tłoczące. Rury tłoczące zwykle są z żelaza lanego, w bardzo zaś wysokich, pompach żelazne. .Każda rura z obu końców jest opatrzona kołnierzem. Na połączeniach rur, między kołnierze, wstawia się uszczelniający je pakunek. Poci kołnierzami, dla ich wzmocnienia, odlane są kronsztyny, a sama rura dla wzmocnienia odlewa się z dwoma żebrami, idącemi przez całą długość

przyciągają śrubami, a gdy jest bardzo zużyty, zastępują go nowym.

rury.

Średnica rur zależy od ilości wody i od prędkości, z jaką się ona podnosi w rurze, oznaczywszy przez cl średnicę rury, prze v prędkość wody i przez M ilość wody podnoszącej się w rurze na sekundę (w metrach sześciennych) i przyjmując prędkość wody v równą od 1 i do 1,4 metra

/'

rf = 1.13

Przy większej prędkości wody aniżeli 1,4 metra, wstrząśnie-nia przy zmianie kierunku tłoka byłyby bardzo silne. Dla zmniejszenia liczby połączeń długość rur starają się robić jaknajwiększą, z drugiej jednak strony długie rury są bardzo ciężkie i do ustawiania niedogodne.

Oznaczając przez e grubość ścian rur w milimetrach, przez p ciśnienie wody w rurach w atmosferach i przez cl średnicę rury w metrach

e = 3 p d + 8 do 4 p d-|-8 milim.

JH nie można przyjmować mniej jak 3 atmosfery.

Rury łączą z sobą kołnierzami, międzyTóióre wkładają uszczelniający pakunek. Jako pakunek używają krążki ołowiane, krążki miedziane, krążki z wulkanizowanego kauczuku, lub krążki żelazne owinięte flanelą, lub konopiami. Planela lub konopie powinny być dobrze napojone tłuszczem.

Krążki ołowiane robią od 2 do 4V₂ milim. grube, aby zaś lepiej połączyć rury, w jednym kołnierzu robią bruzdkę od 1 do 2 mm szeroką, a w drugim żeberko, które wchodzi w tę bruzdkę. Przy ześrubowywaniu kołnierzy ołów wciska się w bruzdkę i bardzo szczelnie przystaje. Krążki miedziane powinny być wycięte z jednego kawałka blachy i nielutowane.

Jest to jedno z najlepszych połączeń, które wytrzymuje wysokie ciśnienie. Równie dobre uszczelnienie otrzymuje się wkładając między kołnierze krążek owinięty flanelą, lub pakułami, tylko przy uszczelnianiu pakułami powierzchnia kołnierzy musi być obtoczona.

Figura 726 przedstawia uszczelnienie zapomocą krążka z kauczuku wulkanizowanego. Krążek wstawiają we wgłębienie zrobione w kołnierzu, w które wchodzi żeberko drugiego kołnierza. Pod kauczuk podkładają pasek płótna.

Rury żelazne wyrabiają z blachy kotłowej nitowanej, zupełnie w ten sam sposób jak i kotły. Kołnierze przy tych rurach są zawsze z lanego żelaza, przymocowane zapomocą nitów (fig. 727). Średnica rur żelaznych nie bywa mniejszą jak 25—30 ctm.

Mï

Robią jeszcze rury szwejsowane, ale one kosztują bardzo drogo. Rury żelazne mogą być daleko dłuższe od rur z lanego żelaza, długość ich wynosi od 5 do 10 metr., wogóle starają się robić je jaknajdłuższe, byletylko były do ustawiania poręczne. Rury szwejsowane są 3 metry długie.

Fig. 726.

Rury żelazne dla wielkich pomp, przy jednakowej wytrzymałości, są 4 razy lżejsze od rur z lanego żelaza i o wiele taiisze, ale wody kwaśne daleko łatwiej je niszczą aniżeli rury z lanego żelaza.

Fig. 727.

Rury, dla zabezpieczenia ich od działania wód kwaśnych, malują wewnątrz i zewnątrz olejną farbą z minii. Tańszy sposób zabezpieczenia rur od działania wód kwaśnych jest smarowanie ich zaprawą cementową. W tym celu rury naprzód wycierają dobrze piaskiem, potem je maczają i smarują zapomocą pendzla rzadką zaprawą z czystego (bez piasku) cementu portlandzkiego. Gdy zaprawa na rurze stwardnieje, zwilżają rurę powtórnie i znowu smarują zaprawą cementową. Smarowanie takie powtarzają od 4 do 5 razy.

Tłoki. Dla pomp podnoszących najczęściej używa się tłok przedstawiony na figurach 728 i 729. Składa się on ze stożka a żelazhego, lub drewnianego, okutego żelazem, stożek ten wewnątrz jest pusty i przedzielony poprzeczną przegródką b na dwie części. Ka stożek a naciąga się, od dołu, skórzany albo kauczukowy kołnierz c‘, który się przymocowywa krążkiem d, a sam krążek d podtrzymuje się denkiem i klinem r, przechodzącym przez trzon tłokowy s. Górną powierzchnię tłoka przykrywają dwie przepustni-

ce, składające się z krążka skórzanego, ujętego po obu stronach trzonu dwiema żelaznemi płytkami. Dlatego zaś aby się przepust-nice nie mogły zanadto otwierać, na tłoku, nad krążkiem skórzanym przymocowywa się sztabka żelazna v, dolne krawędzie której są zaokrąglone. Sztabka v dzieli krążek skórzany na dwie równe części. Na kołnierz częściej używają skórę aniżeli gutaperkę, która kosztuje drożej i łatwiej twardnieje.

CS

CS

<5-

mm

f~w-

L;

mn

Fig. 729.

Fig. 728.

W pompach o działaniu podwój nem używają się tłoki pełne bez przepustnicy. Tego rodzaju tłok z podwójnym kołnierzem skórzanym przedstawia fig. 730.

li

ÏÜ

-,

Fig. 731.

Fig. 730.

Zamiast kołnierzy skórzanych, używają także, jeżeli woda jest czysta, sprężyn metalicznych, według systemu Rambstoma, które wyrabiają z bronzu, lub niezahartowanej stali (fig. 731). Sprężyny te powinny być bardzo starannie obtoczone, średnica ich jest o 5—10% większą od średnicy rury tłokowej, a dlatego aby sprężynę można było wsunąć do rury, wycinają kawałek i ścisnąwszy wstawiają do rury tłokowej. Takich sprężyn umieszczają na tłoku 2, a czasami 3 i więcej.

Tłoki do pomp tłoczących, szczególnie do pomp większych, zwykle odlewają z żelaza lanego lub stali. Przy średnicy tłoka

większej jak 10 ctm. tłok, dla zmniejszenia jego wagi, robią wewnątrz pusty i w takim razie przedstawia on rurę z lanego żelaza zatkaną od dołu denkiem, które się przyśrubowywa (fig. 732).

Przepustnice. Przepustnice mogą być skórzane lub gutaperkowe i metaliczne. Przepustnice skórzane i gutaperkowe używają się tylko wtedy, jeżeli woda odlewa się z głębokości nie większej nad 30—45 metrów. Przepustnice metaliczne mogą być używane przy największych głębokościach.

Przepustnice, a raczej klapy skórzane wyrabiają ze skóry od 6 do 10 milim. grubej, wykrojonej według formy otworu jaki przepustnica ma pokrywać, dlatego zaś aby woda, swojem ciśnieniem, nie wtłaczała skóry do otworu, skóra wkłada się między dwie cienkie płytki żelazne, połączone nitami. Płytki te są także wycięte według formy otworu, jaki przepustnica ma zakrywać, tyl-

IBM

■i*»©

Fig. 732.

Fig. 733.

Fig. 734.

ko wierzchnia płytka musi być większą aniżeli otwór, a dolna mniejsza od otworu (fig. 728). Skóra jednocześnie służy jako zawiasa. Zamiast skóry można używać gutaperkę, a przy większem ciśnieniu używają płytki miedziane, które także wkładają między 2 żelazne płytki. Miedź jednak dla przepustnic klapowych używa się bardzo rzadko. Najlepszą jest skóra, bo jest najtańszą, a prócz tego klapy skórzane są najłatwiejsze do naprawy.

Ponieważ przepustnice klapowe większych wymiarów są bardzo niedogodne, w pompach więc bardzo dużych, zamiast jednej klapy, robią ich kilka, tak np. w pompach mających 1 metr średnicy robią po 8 klap skórzanych w każdem łożysku (fig. 733), a przy średnicy pompy 50 ctm. po 4 klapy (fig. 734). Małe klapy są lżejsze, podnoszą się na mniejszą wysokość i łatwiej się zamykają.

Klapa powinna się otwierać tylko do pewnej wysokości, dlatego też nad klapą jest przytwierdzona przeszkoda, o którą klapa się zatrzymuje, w razie jeżeli się wyżej podniesie. Wysokość, do której klapa ma się podnosić reguluje się w ten sposób, aby pręd-

kość wody wychodzącej z pod klapy i prędkość wody w rurze pod klapą były jednakowe. Dlatego zaś potrzeba aby środek klapy podnosił się na wysokość równą ¹/₄ średnicy otworu łożyska, to jest aby klapa tworzyła z łożyskiem kąt = 30". Przepustnice metaliczne mogą być stożkowe, tależykowe, kuliste i clwułożyskowe.

Przepustnica stożkowa (fig. 735 i 736) g składa się z krążka metalicznego a, mającego kształt ściętego stożka, który wchodzi w łożysko |§| takiego samego kształtu. Pod krążkiem umocowane są skrzydła b, służące jako kierowniki, ilość których zależy od wielkości pompy. W małych pompach jest 3 skrzydła, w większych 4. Nad krążkiem przytwierdza się pręt c, który ogranicza wysokość, na jaką przepustnica ma się podnosić.

Wysokość ta powinna być tak wielką, aby w naj-wyższem położeniu przepustnicy, płaszczyzna otworu mającego kształt pierścienia, była równą płaszczyźnie otworu łożyska poniżej przepustnicy. Jeżeli wysokość, na którą się przepustnica podnosi, nazwiemy przez h, średnicę otworu łożyska przez d, to potrzeba aby

CL

Ik,

Fig. 735.

Fig. 736.

*--V

hd i: — to jest 7i=-^

Dlatego zaś aby prędkość wody, wypływającej przez otwór przepustnicy, nie była większą od prędkości wody w otworze łożyska, rura tłocząca, w którą przepustnica wchodzi przy swem podnoszeniu się, nie powinna być zbyt wązką. Jeżeli średnicę tej rury nazwiemy przez D (fig. 737), a średnicę szerszej podstawy stożka ściętego tworzącego przepustnicę przez d\ to potrzeba aby

% d²

czy]i

(~~

d~,

Fig. 737.

\{D²-d²) =

D=V d² + d'*

Jeżeli woda jest nieczysta, muł osiada na szerokiej powierzchni łożyska stożkowego i przepustnica nie może szczelnie zakrywać otworu. W podobnych wypadkach łożysko urządzają w ten sposób, że przepustnica osiada tylko na ostrej krawędzi (fig. 738).

Fig. 738.

MM

Przepustnice talerzykowe (fig. 739 i 740). Przepustnica talerzykowa składa się z krążka skórzanego włożonego między płytkę a z lanego żelaza i skrzydła bronzowe b, służące jako kie-

rowniki, których jest 3/ Takie przepustnice mogą być używane dla pomp, średnica którycli nie przenosi 50 v ctm. Figura 741 przedstawia przepustnice talerzykową bez krążka skórzanego. Przepustnice stożkowe i talerzykowe mają tę wyższość nad przepustnicami w postaci klap, że przy jednakowej wielkości otworu łożyska, przepustnica klapowa musi się otwierać wyżej, a prócz tego woda przez przepustnice klapową wypływa tylko jedną stroną, a więc mniej prawidłowo aniżeli przez przepustnicę stożkową, lub talerzykową.

Fig. 740.

Fig. 739.

njm

i f ;■

ii

Fig. 741.

Fig. 742.

fi

;'j

Przepustnice kuliste. Przepustnice kuliste przedstawiają kulę metaliczną dokładnie obtoczoną, albo też kulę ołowianą owiniętą gutaperką, która leży na łożysku i pod ciśnieniem wody może się podnosić do pewnej wysokości między kierownikami (fig. 742). Takie przepustnice, z wyjątkiem pomp podziemnych, używają się w pompach górniczych bardzo rzadko.

Fig. 743.

Przepustnice dwu-łożyskowe. Przepustnice dwułożyskowe odróżniają się od innych tern, że woda wypływa z nich w dwóch miejscach, wskutek czego wysokość, na którą się przepustnica podnosi, może być mniejszą. Przepustnice dwułożyskowe składają się z dwóch łożysk A B, mających kształt pierścieni (fig. 743) połączonych z sobą nieruchomo skrzydłami C C. W tych łożyskach są wytoczone

rowki, w które wstawiają się pierścienie o o, uszczelnione pakunkiem ze skóry lub konopi. Na tych pierścieniach spoczywa ruchoma część przepustnicy D 74, mająca kształt dzwonu, który może się podnosić i opuszczać w kierunku pionowym. Kierownikami dla dolnej części dzwonu D przy jego podnoszeniu się służą skrzydła C C, a dla górnej części rura E. Woda wypływa z przepustnicy w kierunku wskazanym strzałkami. Wysokość, do której dzwon może się podnosić, jest ograniczoną denkiem. W przepustnicach dwułożyskowych wysokość, na którą się przepustnica podnosi, może być dwa razy mniejszą od wysokości, na jaką się podnoszą inne przepustnice. Gdy w przepustnicach stożkowych i talerzykowych wysokość, na którą się one podnoszą musi być równą ¹/₄ średnicy otworu łożyska, w przepustnicach dwułożyskowych wysokość, na którą się przepustnica podnosi, równa się tylko średnicy otworu łożyska; w rzeczywistości zaś przepustnica, wskutek swego ciężaru, nie podnosi się nawet i na tę wysokość, działanie więc przepustnicy może być daleko spokojniejsze. Przy nieczystej jednak wodzie przepustnica nieszczelnie się zamyka i pierścienie tworzące łożyska prędko się zużywają.

Fig. 744.

Przepustnice piramidalne pierścieniowe. Przepustnice piramidalne używają wtedy, gdy chodzi o zwiększenie otworu, przez który woda wypływa, nie zwiększając wysokości na jaką się przepustnica podnosi. Składają się one z kilku pierścieni, coraz mniejszej średnicy, ułożonych jeden nad drugim, z których ostatni jest przykryty denkiem (fig. 744). Pierścienie są żelazne, od spodu obciągnięte skórą. Każdy pierścień podnosi się pomiędzy czterema kierownikami, przytwierdzonymi do pierścienia niżej leżącego. Haki te ograniczają jeszcze i wysokość na jaką się pierścień może podnosić. Dla ułatwienia wyjmowania pierścieni, tylko 3 kierow-niki są przynitowane, czwarty zaś jest przyśrubowany i z łatwością może być wyjętym. Jako kierowniki dla dolnego pierścienia służą 4 drążki 8. Dla zabezpieczenia łożyska przepustnicy od zanieczyszczenia piaskiem i mułem, osadzającym się z wody, co bar-

dzoby utrudniło wyjęcie przepustnicy, dają pakunek d, który się podtrzymuje na swojem miejscu drążkami S S. Dla wyjmowania przepustnicy służy pierścień R.

Figury 745 i 746 przedstawiają przepustnicę piramidalną dla pompy podziemnej M. Beer’a. Przepustnice te są dwupiętrowe, składają się one z dwóch pierścieni o o, a wysokość, na którą sią te pierścienie podnoszą, reguluje się zapomocą zastawki b. Każdy z pierścieni opatrzony jest kołnierzem skórzanym m (fig. 746), który w razie gdy łożysko się zanieczyści, zamyka hermetycznie otwór wypływowy. Kołnierze skórzane zużywają się w tych przepustni-cach nie wiele, ponieważ nie są wystawione na ciśnienie słupa wody, który działa tylko ną pierścień metaliczny o.

Przepustnice Riedler’a. Profesor Riedler zastosował do swej pompy połączonej bezpośrednio z motorem elektrycznym,

Fig. 746.

Fig. 745.

zwanej express, nowe przepustnice ssące i tłoczące, przedstawione na fig. 747. Przepustnica ssąca S składa się z pierścienia metalicznego, lub drewnianego z armaturą metaliczną, otaczającego tłok P. Pompa ssie wodę gdy tłok przesuwa się od strony lewej ku prawej. Pierścień podnosi się i opuszcza wewnątrz wieńca u, który mu służy jako kierownik i który jest połączony z drążkiem b, opierającym się na łożysku t. Drążek b utrzymuje łożysko t na swojem miejscu, a długość drążka b reguluje się zapomocą mutr}" c. Dla zapobieżenia wstrząśnieniom, wywołanym uderzeniami przy podnoszeniu się pierścienia, wieniec u jest opatrzony obrączką kauczukową f. Przepustnica pozostaje otwartą przez cały czas ssania wody, lecz w chwili, gdy korba dochodzi do punktu martwego, to jest w chwili gdy ruch tłoka zmienia kierunek i gdy się zaczyna tłoczenie wody, koniec tłoka zamyka przepustnicę ssącą. Przy takiem urządzeniu otwór wypływowy może być dostatecznie wielki, zamykanie prze-pustnic w odpowiedniej chwili jest zabezpieczone, jak również jest zabezpieczone i spokojne ich działanie, bez uderzeń, których przy tak szybkim biegu (300 do 350 obrotów na minutę) uniknąć trudno.

7L.

TTL -

IŁ

jjtl

W⁷

</

rlt

syssssssl

-i

SSS

sc«—

■I

Fig. 747.

Wreszcie siła uderzeń, wskutek bardzo niewielkiego ciężaru prze-pustnic, jest znacznie zmniejszoną, a dzięki pierścieniom kauczukowym, zamykanie ich odbywa się bez żadnego stuku.

Przepustnica tłocząca składa się z łożyska r, mającego kilka

otworów w kształcie koła. Łożysko jest podtrzymywane na swem miejscu zapomocą rury q. Otwory wypływowe zamykają się drewnianymi pierścieniami o, nad którymi są umieszone pierścienie kauczukowe i. Pierścienie te sa wpuszczone w ciało przepustnicy m i tworzą jakby resory.

Przepustnica jest przytwierdzoną do łożyska zapomocą sworz

nia n.

Trzon główny. Gdy maszyna, wprowadzająca w rucli pompę, jest ustawioną na powierzchni ziemi, ruch jej udziela się pompom zapomocą trzonu głównego, idącego wzdłuż całej głębokości szybu. Trzon główny w takim razie jest połączony z tłokiem cylindra parowego, a do niego są przytwierdzone trzony tłokowe wszystkich pomp ustawionych w szybie.

Stosownie do tego czy trzon główny wprowadza w ruch pompy podnoszące lub tłoczące, poddany on jest działaniu siły wyciągającej lub ściskającej. Jeżeli zaś w szybie są ustawione pompy podnoszące i tłoczące, w takim razie siły wyciągająca i ściskająca działają na niego naprzemian.

Przy swej znacznej długości trzon główny, będąc poddanym ściskaniu, może się wyginać, w pompach więc tłoczących trzony muszą być grubsze, aniżeli w pompach podnoszących, jest to jeszcze niezbędne i dlatego, aby trzon główny mógł swym własnym ciężarem, lub z niewielką pomocą maszyny, tłoczyć wodę na znaczną wysokość. Z tej przyczyny przekrój trzonu głównego dla pomp tłoczących musi być większym aniżeli to jest-niezbędnem ze względu na jego wytrzymałość.

W pompach podnoszących trzon jest poddany tylko sile wyciągającej, zamiast więc sztywnego trzonu, można używać pręty lub pasy żelazne, a nawet liny druciane. Wymiary poprzecznego przekroju trzonów zależą nietylko od średnicy pomp, ale jeszcze i od głębokości szybu, ponieważ trzon ma nietylko wprawiać w ruch pompy, ale jeszcze musi wytrzymywać własny swój ciężar. Z tej przyczyny w szybach bardziej głębokich trzony, podobnie jak i liny, mają kształt stożka, to jest że przekrój ich, zaczynając od góry, stopniowo zmniejsza się ku dołowi.

Trzony mogą być drewniane, żelazne i stalowe.

Trzony drewniane przeważnie robią sosnowe ponieważ są tańsze i belki sosnowe są daleko dłnższe, a więc dogodniejsze od dębowych. Dla mniejszych pomp trzon składają z belek sosnowych o przekroju kwadratowym od 10 do 18 metr. długich. Dla więk-

szych pomp szczególnie też w szybach, w których można się obawiać gnicia drzewa, górną część trzonu głównego robią z belek dębowych od 6 do 10 metr. długich. Belki do trzonów powinny być zupełnie zdrowe, proste, bez sęków i dobrze wyheblowane, aby woda z nich łatwo ściekała. Oddzielne belki łączą zamkiem w kształcie znaku piorunowego i dwoma płytami żelaznemi, połączonemi śrubami (fig. 748). Długość płyt żelaznych powinna być od 10 do 20 razy większą od grubości trzonu. Lepsze chociaż droższe jest połączenie w styk, z czterema płytami (fig. 749). Trzony o bardzo znacznym przekroju składają z dwóch lub czterech cieńszych belek ułożonych wzdłuż i połączonych^ śrubami i płytami. Płyty idą wzdłuż całego trzonu, a styki belek powinny iść naprzemian.

-5

5-

i-

■i

Jj

Pt

-5

■i

Fig. 749.

Fig. 748.

ii

• fil

jOŁr:|

■'T

Fig. 750.

Dla nadania trzonom właściwego kierunku, urządzają w szybaeh co 6 lub 10 metr. ramy drewniane, złożone z czterech na krzyż połączonych belek. Dwie z tych belek wpuszczają w opra_ wę szybu, a drugie dwie przytwierdzają do nich śrubami. W tych miejscach, gdzie trzon chodzi w ramie kierującej, dla zabezpieczenia go od ścierania się, przybijają do niego ze wszystkich czterech stron deseczki, długość których powinna być trochę większą od wielkości skoku tłoka. Deseczki te, w miarę ich zużycia, należy zmieniać. Wewnątrz ramy kierującej, pomiędzy trzonem a bokami ramy, powinna się pozostawać przestrzeń wolna od 5 do 10 milimetrów. Dla zmniejszenia zaś tarcia deseczki smarują tłustością.

W razie pęknięcia trzonu, część, która się oderwała, spadając, mogłaby wyrządzić w szybie poważne uszkodzenia, z tej przyczyny wzdłuż całego trzonu co 60 lub 80 metr. przytwierdzają do niege zapomocą śrub, krótkie kawałki belek, które przy spadaniu zatrzymują się na resorach zrobionych z desek (fig. 750).

li I;

KU

f: 1

I_1

Tïïîïïïïïïîl

K )■

Fig. 751.

Fig. 752.

Trzon główny łączą z trzonami tłokowymi zapomocą haków, w postaci trójkąta, jak wskazuje figura 751, w której b oznacza trzon tłokowy, a trzon główny. Jeżeli pompy są cięższe, połączenie robią zapomocą kron-sztyny i płyty z lanego żelaza (fig. 752). Tego rodzaju połączenie zastosowywa się i przy pompach tłoczących. Ponieważ jednak przy takiem połączeniu, trzon tłokowy pompy tłoczącej naciska na jedną stronę dław-nicy pakunkowej, zwykle więc trzon główny około rury tłokowej robią podwój-ny i rurę tłokową umieszczają w środku, między tymi trzonami, tak, że oś trzonu tłokowego pompy wypada na przedłużeniu trzonu głównego (fig. 753). Długość rozdwojonej części trzonu zależy od

nr

ii

wymiarów pompy i wysokości skoku tłoka pompy.

"i

kM

cmm

Fig 753.

Fig. 754.

Zamiast trzonów dre-j|l|j|q wnianych używają trzony żelazne, lub stalowe, które, I przy jednakowej wytrzymali«^ łości, są lżejsze. Należy je-lljf/ dnak zwrócić uwagę, że przy maszynach wodociągowych zmniejszenie wagi trzonu głównego nie ma tak wielkiego znaczenia, ponieważ trzon dlatego, aby dobrze działał, musi być zawsze dostatecznie ciężkim, elastyczność zaś trzonów drewnianych nadaje im pewną wyższość.

Trzony żelazne do pomp podnoszących, lub też dla takich pomp tłoczących, których trzony tłokowe mają już dostateczne obciążenie, to jest trzony, na które działa tylko siła wyciągająca, wyrabiają ze sztab żelaznych, okrągłych lub kwadratowych, od 10

do 12 metr. długich, które łączą z sobą zapomocą zazębienia i pierścieni. Dla większych pomp na trzony biorą okrągłe sztaby żelazne lub stalowe, mające od 14 do 15 ctm. średnicy, które łączą z sobą sposobem wskazanym na figurach 754, 755 i 756. Na miejscu połączenia końce sztab są opatrzone główkami «, dokładnie obtoczonemi, na które nakładają mufę ó, mającą kształt podwójnego stożka, ze ściętemi wierzchołkami. Mufa składa się z dwóch podłużnych połówek, które się łączą zapomocą mocnych żelaznych pieścieni c, ściągniętych czterema śrubami. Pierścienie c, od strony zewnętrznej, mają kształt kwadratowy; otwory dla śrub są zrobione na rogach {fig. 756). Aby główki a dokładnie przysta- ® || wały'do wierzchołków wgłębienia w mufie i nie mogły się obsuwać, między główkami a wbijają płaski klin lc.

Trzony główne do pomp tłoczących, w których trzon poddany jest działaniu siły ściskającej, wyrabiają z żelaza korytkowego

na.

0!

il!

ii

Fig. 755.

Fig. 756.

L- -

Fig. 757.

Fig. 758.

Fig. 759.

(fig. 757) lub z żelaza kątowego i płaskiego (fig. 758) albo też z żelaza kątowego, nadając im kształt krzyża (fig. 759). W tym ostatnim wypadku, na miejscach połączeń, między żelazo kątowe wstawiają krążki żelazne, złączone z żelazem kątowem zapomocą nitów, lub też zapomocą śrub ze stożkowemi główkami. Nity są wogóle lepsze od śrub, bo mniej rdzewieją. Sztaby żelazne, z których wyrabiają trzony, mają od 7 do 10 metr. długości, zwykle długość ich

Górnictwo. T. II.

16

nie jest jednakową, aby styki sztab nie wypadały w jednej płaszczyźnie poziomej.

Trzony żelazne tak samo jak i trzony drewniane poruszają się wewnątrz ram, nadających im właściwy kierunek. Dla zabezpieczenia zaś ich od ścierania się, w tych miejscach gdzie trzon chodzi w ramie kierującej, przytwierdzają do niego cienkie płytki, które od czasu do czasu zmieniają.

li

Regulowanie ciężaru trzonów. W maszynach odwadniających o działaniu pojedynczem para działa tylko podczas podnoszenia się trzonu głównego, opadanie zaś trzonu następuje wskutek jego własnego ciężaru, przyczem trzon musi przezwyciężać opór wody wtłaczanej do rur. Jeżeli więc trzon, zbudowany według wymiarów, jakie się otrzymuje obliczając jego wytrzymałość, okaże się za lekkim, w ta.-kim razie należy go obciążyć, jeżeli zaś ciężar jego będzie większym od tego, jaki jest niezbęd-pp nym dla przezwyciężenia oporu Û. wody przy jego opadaniu, to nad-- p wagę należy zrównoważyć. Obcią-

JfigH___iH żenie trzonu otrzymuje się przez

Fig. 760.

zawieszenie na nim cjężarów odpowiedniej wagi, a przy podwójnym trzonie zawieszając ciężary między trzonami. Dla zrównoważenia zaś nadwagi trzonu głównego, urządzają wahacze, które przytwierdzają do górnej części trzonu, nad wylotem szybu.

Wahacz (fig. 760) przedstawia podwójny drąg żelazny z czopami osadzonymi w łożyskach, w których on może się obracać. Jeden koniec takiego drąga jest połączony z trzonem głównym, a na drugi nakłada się ciężary w postaci kręgów z lanego żelaza, waga których zrównoważą nadwagę trzonu głównego. Przy opadaniu trzonu głównego koniec wahacza, na którym są zawieszone ciężary, podnosi się do góry, a przy podnoszeniu się trzonu opuszcza się na dół, przychodząc w pomoc maszynie.

Czasami, dla zrównoważenia ciężaru trzonu głównego, urządzają przeciwwagę hydrauliczną. W tym celu do końca trzonu głównego przytwierdzają tłok, wchodzący do cylindra połączonego zapomocą rury poziomej z rurą pionową u góry otwartą, albo też połączonego zapomocą rury poziomej z akumulatorem. Ciśnienie wody na tłok powinno być równe ciężarowi, jaki ma być zrównoważonym.

Cylinder, w którym porusza się tłok, można wprost połączyć z rurą tłoczącą pompy, w takim jednak razie rura tłocząca musi mieć odpowiednią średnicę, aby prędkość wody nie była zbyt znaczną. Nareszcie w pompach urządzonych w ten sposób, że pompa stojąca wyżej, czerpie wodę z rury tłoczącej, pompy bezpośrednio pod nią ustawionej (str. 219 fig. 716), zrównoważenie ciężaru trzonu główmego można otrzymać przez odpowiednie przedłużenie rury tłoczącej w pompie dolnej.

Im kolumna wody, nad przepustnicą ssącą w pompie górnej, będzie wyższą, tern opór, jaki trzon musi przezwyciężać przy swem opadaniu, będzie większym. Przedłużając więc rurę tłoczącą pompy dolnej, ponad przepustnicę ssącą pompy górnej, możemy zrównoważyć ciężar trzonu.

Regulatory powietrzne. W pompach o działaniu poje-dynczem ruch wody w rurach odbywa się peryodycznie. Gdy prze-pustnica ssąca zostanie zamkniętą, ruch w rurze ssącej całkowicie się przerywa, a po zamknięciu przepustnicy tłoczącej, przerywa się ruch w rurze tłoczącej. Przy każdern więc otwieraniu przepustnicy, kolumnie wody w rurze tłoczącej trzeba nadawać żywą siłę, przezwyciężającą jej bezwładność. Ale nadana wodzie żywa siła nie znika, wprowadzona więc w ruch woda, musi po zamknięciu przepustnicy wykonać pracę odpowiednią do nabytej żywej siły. Tym więc sposobom wskutek peryodycznego ruchu wody w rurach, powstają drgania i uderzenia, które często bywają przyczyną silnych wstrząśnień w całym mechanizmie.

Dla zapobieżenia temu, urządzają regulatory powdetrzne, to jest naczynia zamknięte, połączone z rurami pomp i napełnione powietrzem. Gdy prędkość tłoka się zwiększa, pewna ilość wody wchodzi do regulatora i zgęszcza zawarte w nim powietrze, przeciwnie, w tern miejscu biegu tłoka, gdzie ilość wypływającej wody z pompy jest mniejszą, powietrze rozszerza się i wypycha wodę, oddając nadmiar siły żywej, jaki w nim był nagromadzony. Powietrze więc w tych naczyniach naprzemian zgęszczając się i rozrzedzając, tworzy jakby elastyczną oponę, dzięki której ruch wody w rurach może się odbywać bez przerwy, wskutek czego uderzenia i wstrząśnienia nie mają już miejsca.

Powietrze zawarte w regulatorze jest zawsze pod ciśnieniem co najmniej równem ciśnieniu słupa wody w rurach. To powietrze

ciągle się rozpuszcza w wodzie i tem w większej ilości, im ciśnienie jest większe, trzeba go więc od czasu do czasu odnawiać, co się uskutecznia zapomocą małego kompresora lub innych przyrządów.

Regulatory sprężynowe. Przy bardzo znacznej wysokości słupa wody, gdy np. ciśnienienie przewyższa 40 atmosfer i dochodzi do 60-ciu, regulatory powietrzne są niedogodne, bo muszą ,    być bardzo obszerne, zajmują więc dużo miej

sca, a prócz tego pod tak znacznem ciśnieniem woda rozpuszcza dużo powietrza, w podobnych więc wypadkach zamiast regulatorów powietrznych, używają regulatory sprężynowe. Regulator sprężynowy Beér’a (fig. 761) przedstawia rurę a, dosyć znacznej średnicy, łączącą przepustnice tłoczące pomp. Od tej rury idzie kilka rur cieńszych, w które wstawione są tłoki b. Nad tymi tłokami jest umieszczony cały rząd płyt metalicznych r, osadzonych luźno na kierownikach d, a pomiędzy płytami c są wstawione mocne sprężyny. AVoda wracająca do rur działa na tłoki, które podnosząc się ściskają sprężyny, a gdy tłoki się opuszczają, sprężyny się wydłużają, regulując tym sposobem ciśnienie wody. Regulatory powietrzne używają się w komorach mniej przestronnych, jakie budują wewnątrz kopalni dla maszyn podziemnych.

IM--i

s»

fwf

JS 1ił

rri

cl

i w-c,m-

mr

li i

t P³' i I

Ml

Maszyny wodociągowe.

Maszyny wodociągowe używane w kopalniach mogą być rozdzielone na dwa typy, na masz}⁷ny z trzonami i na maszyny bez

Fig. 701.

trzonów, czyli maszyny podziemne.

Maszyny z trzonami ustawiają się na powierzchni ziemi, dla połączenia zaś cylindra parowego z pompami służy trzon główny, idący przez całą głębokość szybu, do którego są przytwierdzone trzony oddzielnych pomp, ustawionych w szybie jedna nad drugą. Maszyny te już dziś całkowicie wychodzą z użycia.

Maszyny bez trzonów ustawiają się wraz z pompami w sa-

mej kopalni, w blizkości szybu na tym poziomie, z którego się woda odlewa. W samym zaś szybie znajdują się tylko dwie kolumny rur, z których jedna służy do przypływu pary do cylindra maszyny, a druga do odpływu wody wypompowywanej z kopalni.

Maszyny odwadniające mogą być jeszcze o działaniu poje-dynczem i o działaniu podwój nem.

W maszynach z trzonami o działaniu pojedynczem para w cylindrze parowym działa tylko z jednej strony tłoka, mianowicie przy podnoszeniu trzonu głównego. Ciężar tego trzonu, oraz ciężar tłoków od pomp, stanowi jedyny opór, jaki maszyna ma do przezwyciężenia, gdyż podczas podnoszenia tłoków, woda wypełnia pompy pod ciśnieniem atmosferycznem, a podczas opadania, ciężar trzonu głównego jest dostatecznym do tłoczenia jej w górę. Tłok więc cylindra 23arowego potrzebuje podnosić tylko trzon, który następnie opada własnym ciężarem.

W maszynach o działaniu podwójnem para działa na-przemian na górną i dolną powierzchnię tłoka. Oczywiście, że wtedy opór, jaki przedstawiają pompy, przy podnoszeniu i opadaniu trzonu głównego, powinien być jednakowym. Maszyny takie budują z kołami zamachowemi lub bez nich.

Maszyny z trzonami o działaniu pojedynczem. Maszyny z trzonami o działaniu pojedynczem rozdzielają się jeszcze na maszyny cizia,łające bezpośrednio na trzon główny (fig. 762), w których trzon główny stanowi przedłużenie trzona tłokowego w cylindrze parowym i na maszyny z wahaczami, w których tłok cylindra parowego działa na trzon główny za pośrednictwem wahacza. Te ostatnie przeważnie używają się w Anglii i są znane pod nazwiskiem maszyn kornwalijskich (fig. 764).

Maszyny działające bezpośrednio na trzon główny pracują pod ciśnieniem pary od 2³/₄ do 4 atmosfer, przy zastosowaniu znacznego rozprężenia, które przedstawia korzyść podwójną, nie-tylko bowiem rozchód pary znacznie się zmniejsza, wskutek lepszego wyzyskiwania pracy, ale nadto, przy końcu skoku tłoka, szybkość znacznie maleje i przez to unika się straty pracy, oraz szkodliwych wstrząśnień. One mogą być urządzone bez skraplania ^ pary i ze skraplaniem, w pierwszym wypadku dla_ rozdziału pary £ służą dwa, w drugim zwykle trzy przepustnice.

/\, Rozdział pary dwiema przepustnicami odbywa się następującym sposobem.

Gdy tłok parowy znajduje się w położeniu najniższem, otwiera się przepustnica wpustowa i para zaczyna wchodzić pod tłok. Po podniesieniu się tłoka na pewną wysokość, przepustnica wpustowa się zamyka i zaczyna się rozprężanie pary, pod wpływem którego tłok podnosi się wyżej. Po dojściu tłoka do położenia najwyższego, następuje pauza, trwająca kilka sekund, podczas której przepustnice ssące w pompach zamykają się powoli, pod wpływem ich własnego ciężaru. Gdy tłok parowy znajduje się w położeniu najwyższem, otwiera się przepustnica wylotowa i wtedy tłok zaczyna opadać własnym ciężarem, a para z pod tłoka uchodzi w powietrze, część zaś jej przechodzi ponad tłok, dla nagrzania cylindra. Wprzód nim tłok dojdzie do położenia najniższego, przepustnica wylotowa zamyka się, para pozostała pod tłokiem zostaje ściśniętą, przez co ruch tłoka się zwalnia i uniemożebnia uderzenie o dno cylindra. Gdy tłok dojdzie do położenia najniższego, następuje druga pauza, trwająca także kilka sekund, podczas której przepustnice tłoczące się zamykają.

t W maszynach ze skraplaniem pary rozdział pary odbywa się zwykle zapomocą trzech przepustnic: wpustowej, wylotowej i trzeciej tak zwanej równoważącej. Gdy tłok podnosi się do góry, wtedy są otwarte dwie przepustnice, wpustowa i wylotowa; przepustnica wylotowa pozostaje otwartą przez cały czas podnoszenia się tłoka, a przepustnica wpustowa tylko do chwili, gdy się zaczyna rozprę -żanie pary. Przy opadaniu tłoka przepustnice wpustowa i wylotowa są zamkięte a otwiera się tylko przepustnica równoważąca, łącząca przestrzeń nad tłokiem z przestrzenią pod tłokiem, tak że ciśnienie pary w cylindrze nad i pod tłokiem jest zupełnie jednakowe i trzon opada tylko pod wpływem własnego ciężaru. Wprzód jednak nim tłok dojdzie do położenia najniższego, przepustnica równoważąca zamyka się, przez co para pod tłokiem zostaje ściśniętą i szybkość opadania się zmniejsza.

W punktach martwych, pomiędzy dwoma następujacemi po sobie skokami tłoka, podobnie jak i w maszynach, w których rozdział pary odbywa się zapomocą dwóch przepustnic, następują mniej lub więcej długie pauzy. Pauzy te są niezbędne nietylko dlatego, aby dać możność przepustnicom w pompach zamykać się powoli i bez wstrząśnień, jedynie tylko pod wpływem ich własnego ciężaru, ale jeszcze i dlatego, ponieważ przypływ wody w kopalni może ulegać znacznym zmianom, maszyna więc mnsi być urządzoną w ten sposób, aby mogła wykonywać mniejszą lub większą ilość pracy, zależnie od ilości wody, jaką ma wypompować z kopalni. Te więc pauzy czynią pracę maszyny zależną od ich długości. Dla miarkowania zaś ich długości służy przyrząd zwany kataraktą, opis którego podany jest dalej.

Figura 762 przedstawia maszynę wodociągową o działaniu pojedynczem, działającą bezpośrednio na trzon główny, w której rozdział pary odbywa się dwiema przepustnicami.

A cylinder parowy; B trzon główny pomp; C katarakta; D przeciw-wahacz, z którym jest połączony drążek u u od przyrządu rozdzielczego i drążek L od katarakty.

a przepustnica wpustowa; b przepustnica wylotowa; q i qx przeciw-wagi dla przepustnic a b, które zapomocą systemu drążków mających oś obrotu w o i oy ciężarem swoim otwierają prze-pustnicę cl b] u u drążek otrzymujący ruch do góry i na dół od przeciw-wahacza D. Na tym drążku są palce s s,, które zaczepiają o rączki E Ev Rączki te osadzone są na osiach o o₁.

Grdy palec s dojdzie do rączki E, zaczepia o nią i podnosi ją do góry, wskutek czego przepustnica wpustowa a zamyka się, a jednocześnie drążek f zaczepia się w ten sposób, że przeciw-waga q nie może otworzyć przepustnicy a, póki drążek f nie zostanie odczepionym.

Toż samo gdy palec dojdzie do rączki Ev zaczepia się o nią, rączka zaczyna opadać i przepustnica wylotowa zostaje zamkniętą, a jednocześnie drążek /j zaczepi się w ten sposób, że przeciw-waga qt nie może otworzyć przepustnicy b, póki drążek f nie zostanie odczepionym.

Dla odczepiania drążków fifx służy drążek 0, z czopami 2: xL, idący od katarakty C, otrzymującej ruch od drążka L, połączonego z przeciw-wahaczem D.

Katarakta C, którą widzimy na oddzielnym rysunku (fig. 763), przedstawia małą pompkę tłoczącą, z tłokiem cl i dwiema przepustnicami, ssącą wx i tłoczącą w. Pompka ta umieszcza się w naczyniu napełnionem wodą, lub oliwą. Ona jest połączoną z przeciw-wahaczem D zapomocą drążka L, zakończonego widełkowatem rozgałęzieniem, w które wchodzi czop m (fig. 762), przytwierdzony do przeciw-wahacza.

Drążek L jest znowu połączony z tłokiem katarakty cl zapomocą drążka 0, z ciężarem y, mającego oś obrotu w r.

Grdy przeciw-wahacz D podnosi się do góry, drążek L także się podnosi, a razem z nim podnosi się i tłok d katarakty. Opadanie zaś tłoka d odbywa się pod wpływem ciężaru samego tłoka i ciężaru g. Podczas gdy tłok katarakty opada, czop m podnosi się swobodnie wewnątrz widełek w drążku L.

Przepustnica ssąca u\ w katarakcie otwiera się swobodnie,

il 11:: ■M

u, ih

I HiiiiiiSiiiiiMiniuj |

' fi Cli h

jl Wilii

J Ti

BLJ

w

rçfc;

RH

I»

Id

*“W

u,

J)

Stil

idd

ii

'M

w.

fam

m

MM

'<mmm

llifl

WÀ

ék

wiw/śm,

mm

Fig 762.

wysokość zaś, na którą się podnosi przepustnica tłocząca ?r. reguluje się śrubą m (fig. 763), którą zapomocą korby M (fig. 762) można dowolnie zakręcać i wykręcać. Oczywiście, że im śruba m będzie więcej wkręconą, tern przepustnica w będzie się podnosiła na mniejszą wysokość i tern otwór, przez który ciecz wypływa z katarakty będzie mniejszym. Im zaś otwór dla wypływu cieczy z katarakty będzie mniejszym, tem tłok cl katarakty będzie opadał wolniej. Ponieważ zaś katarakta otwiera przepustnicę wpustową przy cylindrze parowym tylko w najniższem położeniu tłoka cl, to im tłok d będzie się wolniej opuszczał, tem dłuższą będzie pauza w punkcie martwym dolnym cylindra parowego.

Figura 7G2 przedstawia maszynę w chwili, gdy tłok cylindra parowego znajduje się w położeniu najniższem, a więc w punkcie martwym dolnym, przepustnice wpustowa i wylotowa są zamknięte i w działaniu maszyny nastąpiła pauza, podczas której tłok cl katarakty opada.

1¹¹¹

!*f I

Podnoszenie się tłoka cylindra parowego. Gdy tłok d katarakty dojdzie do położenia najniższego, czop x odczepi drążek f, przepustnica wpustowa a pod wpływem ciężaru g natychmiast się otworzy i rączka E przyjmie położenie mniej więcej poziome. Para zacznie wtedy wchodzić pod tłok cylindra, który razem z trzonem głównym pomp, będzie się podnosił do góry. Przepustnica zaś wylotowa b, przez cały ten czas, pozostaje otwartą.

Fig. 763.

Jak tylko palec s dojdzie do rączki E, zacznie ją podnosić do góry, aż póki przepustnica wTpustowa a nie zostanie zamkniętą, a jednocześnie z tem i drążek f zostanie zaczepionym. Od tej chwili i do końca skoku tłoka, para będzie działać na tłok tylko wskutek jej rozprzężania.

Opadanie tłoka. Podczas podnoszenia się tłoka czop m, działając na drążek _L, wywołuje podnoszenie się tłoka cl katarakty, a jednocześnie i opadanie drążka 2. W chwili gdy tłok parowy dochodzi do punktu martwego górnego, czop xt odczepi drążek flx ciężar qx otworzy przepustnicę wylotową b, rączka E₁ przyjmie położenie mniej więcej poziome i tłok parowy zacznie opadać, a podczas opadania, czop m będzie się bez przeszkody poruszał w widełkach drążka L.

Wprzód aniżeli tłok parowy dojdzie do punktu martwego dolnego, palec .«j doszedłszy do rączki E{ opuści ją na dół i zamknie przejDustnicę wylotową b, wskutek czego nastąpi ściśnienie pary pod tłokiem i szybkość opadania znacznie się zwolni. Gdy

tłok dojdzie do punktu martwego dolnego, wszystkie części maszyny przyjmą położenie wskazane na figurze 762 i wtedy nastąpi pau-

]?

Cm

1

SL

—

“

łiSEi

rMmmt

F-1F-|

I

rr

as

1

□

i

■Ą

?

i

J

EiTJ

_ H .i

B

1»

i

I

1

Ł

I

!

I

:

lii

*

i

ifea

i

m

o

. L

i

i

i

«

!

W _5

B|

ai

1

:

■

m

■

i

11

m

BI 11»! Ul

r '"7"!

F .Tą

A . ; -I

:

I

i

V-' '•>

W///X/Æ-

&■> 311

i *

mm

wam

mi

Md

SS

:i

3 ^ !

-

STOssii

i

i

ü

-| : H

mm

Ti

i

«

«I

|p

m

..i

■

ii'¹

I

V//////ÆMM/Æh

■

■H

§| Ä

liii

Pp

Sl

'

y.V

ï

II

/!TEr^    1 ■    . ■ , - ■    ,

■

i

J

Fig. 764.

za w działaniu maszyny. Tłok zaś katarakty będzie powoli opadał, pod wpływem ciężaru y, dopóki nie odczepi drążka f.

Maszyna przedstawiona na figurze 762 ma tylko jedną kataraktę, działającą w punkcie martwym dolnym, ponieważ dla regulowania pracy maszyny, w zależności od ilości przypływu wody, jedna katarakta jest wystarczającą. Dla powolnego zaś i spokojnego działania przepustnic w pompach, właściwie mówdąc, po-trzebneby były dwde pauzy, w obydwu punktach martwych, które łatwo możnaby otrzymać urządzając drugą kataraktę dla prze-pustnicy wylotowej. Lecz w zwyczajnych maszynach odwadniających, w których wysokość, na jaką podnosi wodę dolna najniższa pompa (ssąca) jest nieznaczną, pauza jest niezbędną tylko do zamykania przepustnic tłoczących, które się odbywa pod ciśnieniem wysokiej kolumny wody, dlatego też jedna katarakta jest zupełnie wystarczającą.

Figura 764 przedstawia maszynę wodociągową z wahaczem, czyli tak zwaną maszynę kornwalijską, w której tłok cylindra parowego działa na trzongłówny pomp za pośrednictwem wahacza A, cylinder parowy przymocowany do silnego i ciężkiego fundamentu (wymiary cylindra bywają od 0,5 do 3 metr., a skok tłoka od 1 do 4 metr.). Trzon tłokowy B działa tu zapomocą rówmole-głoboku na koniec wahacza C. Oś obrotu wrahacza spoczywa na grabym murze, związanym z resztą budynku zapomocą belek. F trzon główny pomp, idący wzdłuż całej głębokości szybu. Ciężar tego trzonu, podobnie jak i w maszynie poprzednio opisanej, stanowi jedyny opór, jaki maszyna ma do przezwyciężenia, ponieważ opadanie trzonu odbywa się własnym jego ciężarem.

Wahacz ma ramiona niejednakowej długości: dłuższe ramię ze strony cylindra parowego, krótsze od strony trzonu głównego pomp, a to w celu zmniejszenia, o ile można, średnicy cylindra parowego, oraz innych wymiarów mechanizmu.

Do krótszego ramienia wahacza przyczepionym jest trzon pompy powietrznej, połączonej ze skraplaczem S. Para wchodzi do cylindra rurą ó, wTychodzi zaś rurą d do skraplacza 8. Pompa g dostarcza wody potrzebnej do skraplania.

Przyrząd rozdzielczy jest zbudowany w ten sam sposób jak w maszynach bez wahacza.

Budowa maszyn z wahaczami jest bardziej złożoną aniżeli budowa maszyn o działaniu bezpośredniem, maszyny więc z wahaczami są droższe, lecz za to pod wieloma wTzględami dogodniejsze.

Maszyna z wahaczem stoi nie nad szybem lecz w pewnej odległości od szybu, wylot więc szybu jest zupełnie otwartym, a ponieważ pompy zajmują w szybie tylko jeden oddział, pozostałe więc oddziały z łatwością mogą być zużytkowane do wyciągania lub do jakiegokolwiek innego celu.

W maszynach o działaniu bezpośredniem prędkość ruchu tłoka parowego musi być równą prędkości ruchu trzonu głównego, a ponieważ prędkość ruchu trzonu głównego nie przenosi zwykle 0,6 metr., więc i prędkość ruchu tłoka parowego nie może być większą, gdy tymczasem najlepsza prędkość dla tłoka w cylindrze parowym wynosi od 1 do 1,25 metr. W maszynach z wahaczem niedogodności tej można uniknąć, robiąc ramiona wahacza niejednakowej długości, bo wtedy prędkość tłoka w cylindrze parowym może być większą od prędkości trzonu.

Nareszcie maszyna z wahaczem, będąc ustawioną w osobnej komorze, oddzielonej od szybu przepierzeniem, może być lepiej utrzymaną aniżeli maszyna o działaniu bezpośredniem, ustawiona nad samym szybem.

Regenerator Bocllkoltz’a. W maszynach o działaniu po-jedynczem opadanie trzonu głównego odbywa się własnym jego ciężarem (jak również i ciężarem połączonych z nim trzonów oddzielnych pomp) bez pomocy maszyny. Jeżeli przepustnice tłoczące są j uż otwarte, opadający trzon musi przezwyciężać tylko opór równy ciśnieniu, jakie wywiera woda w rurach tłoczących. Lecz dopóki przepustnice tłoczące są zamknięte, ciężar opadającego trzonu musi przezwyciężyć jeszcze i dodatkowe ciśnienie, równe różnicy ciśnień wody na górną i dolną powierzchnię przepustnic. Różnica ciśnień na górną i dolną powierzchnię przepustnic wynosi około 25# wagi kolumny wody, napełniającej rury tłoczące pomp, skąd wypada, że aby trzon opadał własnym ciężarem, waga jego musi być mniej więcej o 25# większą od ciśnienia, jakie woda wywiera w rurach. Ponieważ jednak opór, jaki opadający trzon przezwycięża, zmniejsza się natychmiast po otwarciu przepustnic, nadwyżka więc siły, jaka była niezbędną dla ich otwarcia, staje się, w ciągu dalszego opadania trzonu, nietylko zbyteczną, ale nawet bardzo szkodliwą, bo dzięki jej prędkość opadającego trzonu musiałaby się zaraz po otwarciu przepustnic znacznie powiększyć, co znowu wywierałoby bardzo szkodliwy wpływ na prawidłowe działanie pompy. Dlatego też nadwagę trzonu należy zaraz po otwarciu przepustnic tłoczących zrównoważyć. Zrównoważenie to otrzymuje się przez otwarcie przepustnicy równoważącej, przez którą

para przechodzi z jednej strony tłoka na długą, a następnie przez zamknięcie przepustnicy wylotowej wprzódy, aniżeli tłok dojdzie do punktu martwego, wskutek czego para pozostała pod tłokiem ściska się i tworzy jakby elastyczną poduszkę, która zmusza tłok zwalniać bieg.

Tym sposobem zwiększając ciężar trzonu, zmuszeni jesteśmy zwiększyć i siłę maszyny i to zwiększyć nie produkcyjnie, ponieważ zaraz po otwarciu przepustnic, nadwyżka siły |jjjjpl staje się zbyteczną.    ‘j

Si

Dla zapobieżenia temu |jjjp|

WÂ

rem,

waga trzonu daje się żużyt-kować z korzyścią dla ma-

wmw/''

Bochkoltz zbudował przy- wfimI rząd, nazwany regenerato- éjrnm zapomocą którego nad- Ipffl

Fig. 765.

szyny.

Przyrząd Bochkoltz’a polega na tem, że trzon główny łączy się z przeciw-wahaczem A o C\ (fig. 765) o trzech ramionach, który zrównoważą wagę jego w ten sposób, że trzon własnym ciężarem może się opuszczać tylko przy otwartych przepustnicach tłoczących, dla otwarcia zaś przepustnic służy dodatkowy ciężar C2 zawieszony na dolnem ramieniu, prostopadłem do osi wahacza. Jeżeli przez C oznaczymy ciężar trzonu głównego wraz z trzonami tłoków pomp tłoczących, to ciężar G₁ na końcu wahacza powinien być w ten sposób uregulowanym, aby C— C] było równe oporowi, jaki przedstawia woda opadaniu trzonu głównego, przy otwartych przepustnicach tłoczących. Waga zaś ciężaru C\

B li

>-s

fi

Fig. 766.

.A

fo'<P

°) m

reguluje się stosownie do siły jaka jest potrzebną do otwierania przepustnic tłoczących.

W najwyższem położeniu trzonu, wahacz, który jest połączony z trzonem głównym zapomocą drążków A a (fig. 766), przyjmuje położenie A o m i wtedy dodatkowy ciężar C₂ znajduje się w punkcie a. W środkowem położeniu trzonu, wahacz przyjmuje kierunek linii Bon, a dodatkowy ciężar C₂ znajduje się wtedy w punkcie ß, nareszcie w najniższem położeniu trzonu, wahacz przyjmuje kierunek linii C o p, a dodatkowy ciężar C₂ podnosi się do punktu 7. Widzimy więc, że w samym początku opadania trzonu, dodatkowy ciężar C₂ znajdując się w punkcie a, zwiększa wagę trzonu, dostarczając siły, jaka jest potrzebną do otwarcia przepustnic tłoczących. W środkowem położeniu trzonu, gdy przepustnice tłoczące są już otwarte, dodatkowy ciężar C₂ znajduje się na linii pionowej o ß, nie wywierając żadnego wpływu na trzon, w miarę zaś jak trzon opada niżej, dodatkowy ciężar C2 podnosi się do góry, w kierunku łuku ß 7, tworząc przeciw-wagę do trzonu, wskutek czego ciśnienie na dolną powierzchnię przepustnic się zmniejsza i przepustnice łatwiej się zamykają. Nareszcie gdy trzon dojdzie do najniższego położenia, ciężar C₂ podniesie się do punktu 7 i przy swem opadaniu pomaga maszynie, zwiększając siłę podnoszącą trzon. Tym sposobem przy każdym podwójnym skoku tłoka w cylindrze parowym ciężar C₂ dwa razy na tę samą wysokość się podnosi i opada, czyli że sam przez się żadnego wpływu na powiększenie lub zmniejszenie ilości pracy wykonywanej przez maszynę mieć nie może. Lecz ponieważ on dostarcza siły potrzebnej do otwarcia przepustnic tłoczących, wskutek czego ciężar trzonu głównego może być zmniejszonym, to średnica cylindra parowego także może być zmniejszoną, a więc maszyna będzie zużywała mniej pary i potrzebowała mniej opału.

Nareszcie dzięki dodatkowemu ciężarowi C₂, można zwiększyć prędkość opadania trzonu, ponieważ nie potrzeba się już obawiać uderzenia o dno tłoka cylindra parowego, bo ciężar C„ podnosząc się pod koniec skoku tłoka, w kierunku ß 7, znacznie zwiększa opór i zmusza trzon zwalniać bieg. Stąd wypływa, że maszyny z regeneratorami Bochkoltz’a mogą iść prędzej, co jest nadzwyczaj ważnem, bo przy zwiększaniu liczby skoków tłoka, zwiększa się ilość wody odlewanej przez pompy.

Maszyny wodociągowe o działaniu podwójnem. AV maszynach o działaniu podwójnem para działa na tłok naprzemian

z obu stron cylindra, z jednakową siłą. Mogą one być z kołami zamachowemi i bez nich.

Maszyny o działaniu podtuójnem bez lcół zamachowych po raz pierwszy były zbudowane w zagłębiu Ruhr przez inżeniera Ehrardt’a. Ciężar trzonu głównego w tych maszynach powinien być w ten sposób uregulowanym, aby trzon mógł opadać własnym ciężarem, tłocząc wodę do rur wierzchnich, połowę zaś tego ciężaru zrównoważą się za pomocą przeciw-wagL Tak jeżeli przez G oznaczymy ciężar trzonów, niezbędny do tłoczenia wody w rurach wierzchnich pomp, to połowę tego ciężaru zrównoważą się, przyczepiając, na końcu przeciw-wahacza, ciężar G równy - a jednocześnie zmniejsza się odpowiednio wymiary cylindra parowego i zmusza parę działać z jednakową siłą na obydwie powierzchnie tłoka w cylindrze parowym. Gdy trzon główny podnosi się do góry, ciężar G przymocowany na końcu przeciw-wahacza przychodzi w pomoc maszynie, która, podnosząc trzon, przezwycięża tylko

opór równy połowie wagi trzonów, to jest yr. Przy opadaniu

U

trzonu, para działając na tłok, przezwycięża tylko opór, jaki sta-

Q

wia przeciw-wahacz z ciężarem G — to jest tylko zrównowa-

Ł

ża ciężar zawieszony na końcu przeciw-wahacza; trzon zaś główny opada własnym ciężarem C.

Rozdział pary w tych maszynach odbywa się zupełnie w ten sam sposób jak i w maszynach o działaniu pojedynczem, zapomo-cą przepustnic i przyrządu drążkowego, połączonego z przeciw-wa-haczem. Długość pauz w punktach martwych miarkuje katarakta.

Maszyny z kołami zamachowemi (fig. 767). W maszynach z kołami zamachowemi ruch tłoka parowego przechodzi za-pomocą korby i drążka korbowego na wał, na którym jest osadzone koło zamachowe, całe zaś urządzenie pomp pozostaje mniej więcej takie same jak i przy maszynach bez kół zamachowych, z tą tylko różnicą, że pompy o działaniu pojedynczem bardzo często zastępują pompami o działaniu podwój nem, lub pompami Rittingera, wydajność których jest znacznie większą.

Jeżeli w szybie są ustawione pompy tłoczące, w takim razie, podobnie jak przy maszynach o działaniu podwój nem bez kół zamachowych, wagę trzonu głównego regulują w ten sposób, aby on

Rozdział pary odbywa się, jak wogóle we wszystkich maszynach parowych, bez specyalnego przyrządu drążkowego i bez katarakty. Prawie każda maszyna z kołem zamachowem może być zastosowana do odlewu wody.

opadał własnym, ciężarem, a na końcu przeciw-wahacza zawieszają ciężar równy połowie tego ciężaru, jaki jest potrzebnym do tłoczenia wody.

Maszyny te pracują zwykle pod ciśnieniem pary od 3y₂ do 4 atmosfer, przy zastosowaniu znacznego rozprężenia, a zwykle i skraplania pary. One są wogóle mniej niebezpieczne aniżeli maszyny bez kół zamachowych, utrzymanie ich kosztuje taniej, a obsługa ich jest łatwiejszą; tam jednak gdzie przypływ wody jest bardzo zmiennym, nie dają się one zastosować. W kopalniach

BM

V//M

wmm

V'-

S//

Fig. 767.

więc już urządzonych, gdzie są obszerne chodniki wodne, z których odlew może się odbywać peryodycznie, maszyny z kołami zama-chowemi są lepsze; w szybach zaś, które się dopiero pogłębiają i w których ilość wody przypływającej bardzo się zmienia, mogą być używane tylko maszyny bez kół zamachowych z kataraktami.

Pigura 767 przedstawia maszynę z kołem zamachowem. Maszyna bliźniacza o dwóch poziomych cylindrach A, wprowadza w ruch zapomocą trójkątów R, dwa trzony główne C. Pompy ustawione są w szybie w dwie kolumy. Trzony wzajemnie się zrównoważaj ą.

Maszyny z kołami zamachowemi mogą być także i z cylindrami pionowemi.

Maszyny odwadniające, podziemne.

Wiadomości ogólne. Maszyny odwadniające z trzonami przedstawiają mechanizmy bardzo złożone i bardzo kosztowne, które się łatwo uszkadzają i dlatego muszą być bardzo starannie doglądane. Bieg ich, z przyczyny ciężkiego i długiego trzonu, musi być bardzo powolny i tern powolniejszy im głębokość szybu jest większa, w razie zaś pęknięcia trzonu, uszkodzenia całego mechanizmu zawsze są bardzo znaczne.

Gdy głębokość, z której się woda odlewa nie przenosi 300 m., maszyny nadziemne, z trzonami głównemi, mogą być jeszcze, chociaż z bardzo wielką trudnością, stosowane, gdy jednak głębokość szybu dochodzi do 400, 600 lub więcej metrów, odlew wody zapo-mocą maszyn nadziemnych staje się już jeżeli nie niemożebnym, to w każdym razie nadzwyczaj utrudnionym. Dodawszy zaś do tego, że maszyna odwadniająca nadziemna wymaga oddzielnego szybu, wyłącznie dla siebie i przyjąwszy pod uwagę ogromne wydatki, jakie pociąga za sobą utrzymanie maszyny nadziemnej, nie trudno zrozumieć, że odlew wody, ze znacznych głębokości, maszynami nadziemnemi staje się praktycznie niemożebnym.

Z tych więc przyczyn zaczęto budować maszyny odwadniające bez trzonów, ustawione w samej kopalni, tuż obok pomp. Do roku 1870 panowała ogólna niechęć przeciwko maszynom podziemnym, jeszcze nawet w r. 1880 większość była im przeciwną, dopiero ciągle zwiększająca się głębokość szybów i zwiększający się przypływ wody, zmusiły je zastosować.

Pierwsze maszyny podziemne były parowe i zbudowane bardzo prosto, składały się one tylko z cylindra parowego i cylindra pompy, tłoki których były osadzone na wspólnym trzonie. Maszyny te były tanie i zajmowały mało miejsca, ale zużywały bardzo dużo pary. Później zaczęto budować pompy hydrauliczne o Wysokiem ciśnieniu, pompy elektryczne o średniej i wielkiej szybkości i nareszcie pompy odśrodkowe, podnoszące wodę na znaczną wysokość.

Parę do maszyn podziemnych zwykle doprowadzają od kotłów, ustawionych na powierzchni ziemi, w wyjątkowych jednak razach, a mianowicie jeżeli wymiary chodników pozwalają na przewiezienie kotłów i jeżeli komora maszynowa znajduje się tuż obok

17

Górnictwo. T. II.

szybu, przez który wychodzi z kopalni zepsute powietrze, tak, że dym z paleniska można wpuszczać wprost do szybu, kotłownię budują pod ziemią obok samej maszyny.

Największą zaletą maszyn podziemnych jest brak długiego i ciężkiego trzonu, dzięki czemu prędkość ruchu maszyny może być daleko większą. Przy jednakowej więc ilości wody wypompowywanej, maszyna podziemna może być daleko mniejszą, a co za tern idzie i daleko tańszą.

Maszyna podziemna odrazu tłoczy słup wody 400 i więcej metrów wysoki, gdy tymczasęm przy maszynie z trzonem, dla odlewu wody z takiej głębokości, potrzebaby było postawić co najmniej trzy pompy jedna nad drugą. Objaśnić to można w ten sposób, że w maszynach podziemnych, wskutek zastosowania pomp bliźniaczych, regulatorów powietrznych i kół zamachowych, strumień wody podnosi się do góry ciągle bez żadnej przerwy, gdy tymczasem w maszynach z trzonami woda jest podnoszoną do góry tylko przy opadaniu trzonu, podczas więc przerw w podnoszeniu, ruch wody zaczyna się w kierunku odwrotnym, wskutek czego ciśnienie wody na przepustnice i ściany rur w maszynach podziemnych jest mniejsze, aniżeli w maszynach z trzonami.

Ustawienie maszyny podziemnej jest daleko łatwiejsze i wymaga o wiele mniej czasu, sama zaś maszyna nie zajmuje w szybie miejsca, bo właściwie mówiąc w szybie umieszcza się tylko dwie kolumny rur, jedną do przepływu pary i drugą do odlewu wody. Nareszcie i utrzymanie maszyny jest tańszem, ponieważ oprócz maszynisty nie potrzeba osobnego dozorcy pomp.

Obecnie budują już maszyny podziemne, które mogą odlewać 15 ni³ wody na minutę z głębokości 500 metr.

Wielką niedogodnością maszyn podziemnych jest to, że wymagają obszernych komór, co, w skałach mało wytrzymałych, przedstawia poważne trudności. Dla zmniejszenia tej niedogodności maszyny podziemne starają się dziś budować o ile można węższe i niższe. Wybierają więc dla pomp podziemnych maszyny / sprzężonejcompound) ^cylindrami jeden za drugim (tandem), które można ustawić w wyrobisku stosunkowo wązkiem. Chociaż w Niemczech budują pompy podziemne wprowadzane w ruch maszynami z potrój nem rozprężeniem.

Drugim wielkim niedostatkiem tych maszyn jest to, że w razie zepsucia się maszyny wymagającego dłuższej naprawy, lub w razie nagłego zwiększenia się przypływu wody, maszyna, a razem z nią i cała kopalnia może być zalaną. Dla zapobieżenia temu wszędzie przy maszynach podziemnych należy urządzać, poniżej poziomu robót, bardzo obszerne zbiorniki do wody. W razie zaś niemożebności urządzenia bardziej obszernych zbiorników, maszynę ustawiają na pewnej wysokości nad poziomem robót, w jednej części kopalni, i w razie zepsucia się maszyny lub nagłego zwiększenia się przypływu, część kopalni poniżej poziomu maszyny zatapiają.

Dla zapobieżenia zatopieniu maszyny postępują jeszcze następującym sposobem: komorę maszynową omurowywują budową wodonieprzenikliwą, a wejście do niej odgradzają tamą z drzwiami zamykającemi się hermetycznie. Z górnego zaś piętra kopalni robią oddzielne wejście do komory maszynowej.

Wielką jeszcze niedogodność przedstawiają maszyny parowe podziemne z przyczyny gorąca, jakie panuje wt komorze maszynowej. Temperatura w komorze maszynowej podwyższa się do tego stopnia, że praca w niej staje się zbyt uciążliwą. Przewietrzanie choćby nawet bardzo silne, nie jest w stanie zniżyć temperatury, wskutek czego bezpieczeństwo całej instalacyi bardzo się zmniejsza.

W Houtrop około Bochum postawiono, jedna obok drugiej, dwie maszyny podziemne jednakowej siły, jedną parową, a drugą elektryczną. Gdy jest w ruchu sama tylko maszyna elektryczna, powietrze w komorze jest suche i temperatura nie przekracza 20°, gdy zaś maszyna parowa jest wT biegu, powietrze nasyca się wilgocią i temperatura podnosi się do 40°.

Podział maszyn odwadniających podziemnych. Wszystkie maszyny odwadniające podziemne obecnie używane, mogą być podzielone na następujące działy:

I.    Pompy parowe:

a)    pompy parowe bez koła zamachowego,

b)    pompy parowe z kołami zamachowymi.

II.    Pompy z motorem hydraulicznym:

a)    pompy o małem ciśnieniu,

b)    pompy o Wysokiem ciśnieniu.

III.    Pompy z motorem elektrycznym:

a)    pompy wolnochodzące z przekładniami,

b)    pompy szybkochodzące połączone z motorem bezpośrednio.

IV.    Pompy odśrodkowe.

V.    Pompy działające zgęszczonem powietrzem.

Najczęściej w maszynach odwadniających podziemnych używają się pompy tłoczące, o działaniu pojedynczem, a dlatego, aby woda wypływała z rur jednostajnie i regularnie, łączą z sobą po 2, po 3 lub nawet po 4 takie pompy. Czasami, chociaż rzadziej, używają się pompy o działaniu powójnem. .

We wszystkich tych pompach pierwiastko wem źródłem energii jest ciepło i tylko w wyjątkowych razach używa się naturalny spadek wody. Ciepło używa się dla wytworzenia pary, która działa albo bezpośreonio jako motor w maszynie podziemnej, wprowa- -dzającej w ruch pompę, albo też, jak w pompach hydraulicznych, lub elektrycznych, para wytwarza energię, która znowu zapomocą pompy tłoczącej, lub dynamomaszyny, przetwarza się w siłę służącą jako motor dla pompy.

Pompy działające zgęszczonem powietrzem używają się bardzo rzadko, gdyż ich praca pożyteczna jest bardzo mała, nie większa nad 35$, tych więc pomp opisywać nie będziemy.

Dotąd najczęściej spotykają się pompy parowe; do ostatnich czasów były one prawie wyłącznie używane. Pompy z motorem hydraulicznym (ulepszone) i pompy z motorem elektrycznym dopiero niedawno zaczęły wchodzić w użycie, pompy zaś z motorem hydraulicznym o małem ciśnieniu, używane były wcześniej od pomp parowych.

Pompy podziemne parowe. Każda pompa podziemna parowa składa się z następujących części: a) przewodu parowego, to jest kolumny rur w szybie doprowadzających parę do maszyny; b) kolumny rur w szybie, przez które woda wypływa z kopalni i c) z motoru połączonego z pompą właściwą.

Przy urządzaniu przewodu parowego należy się starać zmniejszyć do minimum stratę energii, zależącą od samego przewodu, która pochodzi wskutek skraplania się pary w rurach i wskutek zmniejszania się ciśnienia pary w rurach. Skraplanie się pary w rurach, jak również i strata ciśnienia w rurach, jest proporcyo-nalną do długości przewodu, a ponieważ długość przewodu zależy od mniej lub więcej znacznego oddalenia kotłów od maszyny, więc pod tym względem nic zrobić nie można, można jednak zmieniać średnicę rur.

godzinę, przy dobrej jednak

Skraplanie się pary w rurach pochodzi wskutek przenikania ciepła przez ściany rur. Gdyby np. rura doprowadzająca parę nie była wcale izolowaną, to przy długości przewodu 500 metr, skraplałoby się pary w rurach około 1000 kg. na

izolacyi przewodu, tę stratę można zredukować do ¹/₃, a nawet do 7*. Dane te potwierdziły doświadczenia zrobione przez profesora Gutermuth’a w szybie Józef w kopalni Gerhardt, w zagłębiu Saarbrücken !). Gutermuth znalazł, że w przewodzie dobrze izolowanym ilość pary skroplonej wynosiła: w rurach żelaznych 1,10—1,35 kg. na godzinę i metr kwadratowy wewnętrznej powierzchni przewodu, a w rurach z żelaza lanego 1,03—1,33 kg. na godzinę i metr kwadratowy powierzchni wewnętrznej rur.

Doświadczenia wykonane w r. 1884 w Creusot (we Francyi) przez Compère’a z różnemi zaprawami izolacyjnemi wskazały, że, gdy różnica pomiędzy temperaturą pary w rurach i temperaturą zewnętrznego powietrza wynosi 145°, w rurach z żelaza lanego nie izolowanych średnio skrapla się pary 5,8 kg. na godzinę i metr kwadratowy powierzchni wewnętrznej rury, w rurach izolowanych zależnie od materyału, z którego była zrobioną powłoka izolująca od 0,813 do 1,630 kg. na godzinę i metr kwadratowy powierzchni we-• wnętrznej rury.

Z tego wszystkiego wypływa, że dla zmniejszenia ilości skraplającej się pary, należy^zmniejszyć powierzchnię, przez którą ciepło przenika i zwiększyć prędkość przepływającej pary.

Oprócz skraplania się, para traci jeszcze w przewodzie paro- i wym część swojej energii, co pochodzi wskutek tarcia, wskutek zmiany kierunku, jak również i wskutek zmiany przekroju rur. Strata energii szczególnie dotkliwie daje się czuć tam, gdzie kotły są o małem ciśnieniu, bo wtedy para przychodzi pod tak małem ciśnieniem, że działanie maszyny staje się nieekonomiczne. Dla maszyn więc podziemnych należy budować kotły o znacznem ciśnieniu, aby nie zważając na stratę energii w przewodzie, maszyny mogły być urządzane ze znacznem rozprężeniem.

Skraplanie się pary w przewodzie znacznie zwiększa jej rozchód, a co za tern idzie i koszty utrzymania maszyny. Rozchód pary w maszynach podziemnych bywa większym jeszcze i dlatego ponieważ maszyna powinna być w stanie przezwyciężyć nietylko przypływ wody normalny, ale i przypływ czasowy, jaki się może zdarzyć wypadkiem, musi więc ona być zawsze silniejszą nad zwykłą potrzebę. Dlatego też pompy podziemne zwykle pracują tylko 18 godzin na dobę, a często nawet 12 godzin, a ponieważ przewód

') A. Laponche Les maschines d’épuisement souteraines. Bulletin de la Société de l’industrie mineral tom XV, IV livraison, 1901.

parowy, dla zapobieżenia ciągłemu rozszerzaniu i kurczeniu się rur, któreby wywoływało uszkodzenia połączeń, musi być ciągle połączony z kotłami, rozchód więc pary wyrażony w ilości wypompowywanej wody, musi być bardzo znaczny. Nareszcie gdyby przewód był zimny, to przy puszczaniu maszyny w ruch nastąpiłoby znaczne skraplanie pary, które mogłoby spowodować wypadek.

Wyżej wspomnieliśmy, że ilość pary jaka się skrapla w przewodzie zależy wyłącznie tylko od różnicy pomiędzy temperaturą w rurze przewodu i temperaturą zewnętrznego powietrza, a bynajmniej nie od prędkości, z jaką para przypływa, gdy więc maszyna jest w spoczynku, ilość skraplającej się pary będzie taka sama jak i podczas jej biegu. Dlatego też maszyna, która jest w ciągłym biegu zawsze zużywa mniej pary od maszyny pracującej pe-ryodycznie. Tak maszyna pracująca bez przerwy zużywa 10,9 kg.

ri

; ;■

.ugrr U—ik.

J

Ó U -.Sp

asp

Si

=gUv-J

Fig. 768.

pary na godzinę i konia, taż sama maszyna gdy pracuje peryodycz-nie, po 12 godzin na dobę, zużywa 12 kg. na godzinę i konia, a pracując po 6 godzin na dobę, zużywa 16,5 kg.

Maszyny odwadniające podziemne bez koła zamachowego. Maszyny te nazywają jeszcze pompami amerykańskiemu, mają one tę zaletę, że są nie drogie, zajmują mało miejsca i łatwo się ustawiają, ponieważ jednak pracują bez rozprężenia, zużywają więc dużo pary. Bieg tych maszyn nie jest regularny i przerwy w robotach dosyć częste. Ustawiają ich tylko w wyjątkowych razach w tych kopalniach, w których skały otaczające są mało wytrzymałe, tak, że urządzenie wewnątrz kopalni obszerniejszej komory maszynowej i trwałych fundamentów, niezbędnych dla maszyny z kołem zamachowem, przedstawiałoby znaczne trudności.

Figura 768 przedstawia pompę systemu Cammeron’a, znaną pod nazwą pompy Tangye. Jest to maszyna o działaniu bezpośredniemu której tłok cylindra parowego i tłok pompy mają wspólny trzon. Rozdział pary odbywa się zapomocą suwaków, otrzymujących ruch od tłoka parowego. A— cylinder parowy; B—suwaki, C—rura tłokowa pompy. Woda wchodzi do pompy rurą ssącą G, a idzie w górę rurą tłoczącą, przytwierdzoną przy D. Dla osłabienia uderzeń wody na przepustnice, przy zmianie sko-

I)

_jj-yig

Fig. 769.

ków tłoka, umieszcza się przy rurze, którą woda idzie do góry, regulator powietrzny. E E—przepustnice ssące, Ex Ex—przepustnice tłoczące. AYszystkie części maszyny muszą mieć bardzo silną budowę, aby mogły wytrzymać ciśnienie słupa wody, dochodzącego do powierzchni ziemi.

mm

Pompy te z przyczyny ogromnej ilości pary jaką zużywają, dziś już prawie zupełnie wyszły z użycia.

Fig. 770.

ca

Pompa Worthingtona. Pompa Wor-thington’a przedstawia pompę bliźniaczą to jest składa się z dwóch pomp, z których każda o działaniu podwój nem i każda ma swój własny motor. Motory te jednak są z sobą w ten sposób połączone, że jeden z nich wprawia w ruch przyrząd rozdzielczy motoru drugiego, przyczem obydwa motory i obie pompy są osadzone na wspólnej ramie (fig. 769 i 770). Figura 769 przedstawia pompę w przecięciu podłużnem, a figura 770 widok pompy z tyłu. P—cylinder parowy, D— cylinder pompy; «—rura ssąca; b— rura tłoczą-c — przepustnice ssące, r — regulator powietrzny.

Cylindry parowe przy pompach Worthington’a odznaczają się tein, że mają nie po 3 lecz po 5 kanałów, z których 2 krańcowe służą do wpuszczania pary świeżej, a dwa, leżące bliżej środka, do wypuszczania pary zużytej. Cylindry pomp są opatrzone znaczną liczbą małych okrągłych, gutaperkowych lub metalicznych, przepustnic ssących i tłoczących, które zapewniają pompie ruch zupełnie spokojny, bez wstrząśnień.

Gdy tłok P (fig. 769) jest w ruchu, jego trzon przesuwa zapo-mocą drążka kolanowego L, mającego oś obrotu w A, suwak drugiego cylindra parowego, który się wtedy znajduje w spoczynku i tym sposobem para wchodzi do drugiego cylindra wcześniej aniżeli tłok w pierwszym cylindrze odbędzie swoją drogę. Następnie tłok pierwszy zatrzymuje się, a tłok drugi porusza się, tak że jeden tłok zawsze wyprzedza drugi na ¹/₂ skoku, a ponieważ każdy z tłoków wprowadza w ruch pompę o działaniu podwój nem, więc strumień wody w rurze tłoczącej wypływa prawie bez przerwy.

Jak widać z figury 769, kanał, przez który wychodzi para zużyta, jest umieszczony w pewnej odległości od dna cylindra, tak, że tłok, pod koniec swojego skoku, jest wskutek zgęsz-czenia pary do pewnego stopnia wstrzymany w swym ruchu, dlatego też uderzenie tłoka o dno cylindra staje się niemożebnem. Dzięki jednak temu w pompach tego typu nie można zastosować skraplania pary zużytej, bo w takim razie tłok nie mógłby być zatrzymywany pod koniec swego skoku.

Ten niedostatek został poprawionym w pompach Worthing-ton’a, działających z rozprężeniem pary, które są bez porównania lepsze od poprzedzających. W pompach z rozprężeniem pary, przy każdym skoku tłoka, siła maszyny zmniejsza się, podczas drogi odbywanej przez tłok, wskutek rozprężenia pary, gdy tymczasem opór pozostaje ten sam. Wypływa więc stąd pewna niedogodność, która została poprawioną zapomocą kompensatora.

Kompensator Worthington’a¹) składa się z dwóch wahających cylindrów z tłokami pełnymi, przytwierdzonymi po obu stronach trzonu tłokowego pompy. Tłoki te są przymocowane do trzonu tłokowego pompy w ten sposób, że trzon tłokowy pompy ma w pewnem miejscu zgrubienie, w którem są zrobione dwa kuliste wgłębienia. W te wgłębienia wchodzą główki trzonów tłokowych, poruszających się w cylindrach wahających, które są

‘) Kompensator ten oznaczony jest na figurze 771 literą J.

:

/

■n

\

/

O

s

%

k

O

Æ

/

i

\

w&

i

P

C

"0 ,

Wf¥

i~

]T

J

;l!

_r

*

h-

H

i

O

K

1

gsàssk

IV

ä

H

h

-)

r

J

i'l,!

-

m

O

0

o

1

h

.jSSEBjS

-LH

m.__

!

-

1“

3

a

Hh

1

C

L<3>

Fig. 771.

!

• r»

rB

'

r»l

Or

" û

£

üü

3

03

i

*>

<

d

~

DT?

P

s

t

Sjïïrïï

!

;

T-

''ÆTZZZmTL

Wi 1^

IJ

!

-T

P

J

IL UU

n

obrobione w kształcie kul dopasowanych do tych wgłębień. Gdy tłok pompy jest w środkowym punkcie swej drogi, osie cylindrów wahających się są prostopadłe do osi trzonu tłokowego pompy, tak, że gdy tłok pompy odbywa pierwszą połowę swej drogi, małe tłoki, przytwierdzone do jego trzonu, wchodzą do cylindrów wahających się i zgęszczają w nich powietrze, przeciwnie w drugiej połowie drogi małe tłoki wychodzą z cylindrów wahających się i powietrze zawarte w tych cylindrach rozszerza się. Ponieważ zaś cylindry wahające się są połączone z regulatorem powietrznym, umieszczonym na rurze tłoczącej, więc podczas pierwszej połowy drogi tłoka pompy te, zgęszczając powietrze, działają w kierun

ki i

fi

in

Ha

¹*T]vJ

wmmĘ^mę/gm,............,,

mm-~rTrr-~4Kmè$' j I

■kr-g.........F“'-'"

MF

wmm

•j

wm

|i

i li

Fig. 772.

ku przeciwnym aniżeli para, a podczas drugiej połowy drogi tłoka powietrze w cylindrach się rozszerza i praca przez niego wykonywana przyłącza się do pracy rozprężającej się wtedy pary.

Figura 771 przedstawia pompę Worthington’a połączoną z maszyną parową compound z cylindrami parowymi ustawionymi jeden za drugim i z kompensatorem. A—cylinder wysokiego ciśnienia, B—cylinder nizkiego ciśnienia, D—odbieracz z przegrzewaniem pary systemu rurowego, a b—stawidła rozdzielające i przecinające dostęp pary, R—oziębiacz, L — pompa powietrzna, /—kompensator siły, któryśmy wyżej opisali, C—cylinder pompy, c —przepustnice ssące, d—przepustnice tłoczące, F—regulator powietrzny, E—rura tłocząca, e—rura doprowadzająca parę, wspólna dla obu połówek maszyny, z przyrządem do osuszania pary, i—przepustnica parowa wspólna dla obu połówek maszyny, k—przepustnica oddzielna dla każdej połowy maszyny, /"—śruby łączące cylinder parowy z cylindrem pompy, C₁—rura ssąca, F¹—regulator powietrzny do rury ssącej.

Pompy Worthington’a budują nawet z maszynami parowemi o potrójnem rozprężeniu.

Maszyny odwadniające z kołami zamacłiowemi. Maszyny z kołami zamacłiowemi mogą tłoczyć większą ilość wody

Ww*.

s -iii

;

g--C<

f/3

#1

mj

i'

• > >v

I 5 -•

[Ł

B-

i-i

■ß

z*

(®) -1

!§

Fig. 773.

i na znacznie większą wysokość aniżeli maszyny bez kół zamachowych.

Maszyna może być o jednym cylindrze i wprowadzać w ruch pompę o działaniu podwmjnem, lub jeszcze lepiej pompę bliźniaczą, złożoną z dwóch pomp tłoczących. Częściej jednak maszynę budują o dwóch cylindrach, korby których są przytwierdzone do osi wału pod kątem 90° i wtedy każdy cylinder wprowadza w ruch oddzielną pompę bliźniaczą, wszystkie zaś pompy tłoczą wodę do ednej wspólnej rury. Takie połączenie dwóch maszyn jest bar-

dzo korzystne, ponieważ ruch wody w rurze tłoczącej odbywa się

ilĘ

!%

am

Eß-,

htto

bez przerwy, w j edny m kierunku ku górze, wskutek czego prze-pustnice tłoczące łatwiej się otwierają i maszyna pracuje zupełnie spokojnie, bez wstrząśnień.

Fig. 774.

v::

àl

V»

"-4

'M

■mmmm ■ - ■ '• % ¥//„„ ,

o

‘liim

«

mk \

ii ■

4|

$s

i    'ii W* "

ii

km

mm

Fig. 775.

Figury 772, 773, 774 i 775 przedstawiaj ą maszynę z kołem zamacho-wem, ustawioną w kopalni Mont-ceau les mines, we Francyi, na głębokości 300 metr. Maszyna jest o dwóch cylindrach. wprowadza w ruch dwie pompy bliźniacze i dwie pompy ssące, które podają wodę pompom bliźniaczym, z obszernych zbiorni-k ó w, urządzonych na głębokości 34 metr., tak, że całkowita głębokość, na którą maszyna podnosi wodę, wynosi 334 metr. Figu-

ra 772 przedstawia widok maszyny z boku, figura 773 plan całego urządzenia, figura 774 przecięcie pionowe w miejscu gdzie są pompy tłoczące, a figura 775 takież przecięcie w miejscu gdzie są pompy podnoszące. A—cylindry parowe, B—pompy, C—przepustnice ssące, D—przepustnice tłoczące, E—regulator powietrzny, F (fig. 772 i 775)—pompy ssące, wprowadzane w ruch zapomocą trzonu korbowego i trójkątów n, połączonych^z korbą osadzoną na wale koła zamachowego. Pompy te podnoszą wodę ze zbiornika głównego ćr, w którym się zbierają wody kopalniane. Zbiornik ten leży o 34 metry poniżej komory maszynowej. Pompy FF ustawione w ślepych szybikach ciągną wodę do zbiorników H H (fig. 775), z których woda, po osadzeniu się w niej mętów, przechodzi przez siatki J J do zbiornika K (fig. 774), do którego dochodzi rura ssąca S pomp tłoczących B. Pompy B tłoczą Avodę rurami R (fig. 773) do szybu P.

T rura prowadząca parę do maszyny. Para z przepustnic wylotowych idzie przez rurę u do szybu W.

W kopalni tej urządzone są na różnych poziomach zbiorniki do wody, pojemność których jest tak znaczną, że nawet w razie zatrzymania maszyny na miesiąc, kopalnia jeszcze nie byłaby zalaną.

ïüi

Fig. 776.

Głębokość, z której parowe maszyny podziemne mogą luodę odlewać. Para z maszyn podziemnych nie może być wpuszczoną do kopalni, należyte więc jej skraplanie ma bardzo ważne znaczenie. Wprzódy parę wpuszczano do żompia, co jednak nie było dogodnem, ponieważ znaczna jej część wydziela się nazewnątrz. Próbowano ją także wpuszczać, przez oddzielną siatkę, do rury ssącej (fig. 776) pomp, gdzie ona się skraplała i w postaci wody ciepłej wychodziła na powierzchnię ziemi. Dziś maszyny podziemne budują ze skraplaczami, a woda która służy do oziębiania jest właśnie ta, jaką pompują. Dla skroplenia jednak całej ilości pary, zużywanej przez maszynę, konieczną jest pewna ściśle oznaczona ilość wody zimnej. Ponieważ zaś do odlewu jednej i tej samej ilości wody, potrzebną jest tern silniejsza maszyna (to jest tem większa ilość pary ), im większą jest głębokość, z której się woda odlewa, musi więc być pewna granica,

po przejściu której, ilość wody odlewanej przez maszynę nie będzie już dostateczną do skroplenia całej ilości pary zużytej na jej odlewanie. Granica ta oczywiście będzie przedstawiała maximum głębokości, poza którą użycie podziemnych maszyn parowych odwadniających staje się już niemożebnem, a przynajmniej bardzo utru-dnionem.

2/

Wiemy, że jeden kilogram węgla może wytworzyć 7 kilogr. pary i że jeden kilogram węgla jest dostatecznym, aby maszyna wykonała, w ciągu godziny, pracę skuteczną równą ²/₃ konia parowego, to jest, że jeden kilogram węgla wytwarza siłę równą X 75x60x60— 180000 kilogramometrów. Siła ta może pod-

nieść pewną ilość wody, np. p kilogramów na wysokość metrów.

180000

Dla skroplenia jednego kilograma pary potrzeba 80 kg. wody zimnej, a więc dla skroplenia tej ilości pary jaką wytwarza jeden kg. węgla, to jest 7 kg. pary, potrzeba 7x30=210 kg. wody zimnej. Stąd widzimy, że maszyna nie jest w stanie brać całej ilości wody, niezbędnej do skroplenia zużywanej przez nią pary,

to jest około 857 metrów. Czyli,

z głębokości większej niż

180000

210

że 857 metr., przedstawia mniej więcej maximum głębokości, przy której użycie maszyn odwadniających podziemnych jest jeszcze dziś możebnem.

Naturalnie, że im maszyna będzie doskonalszą, to jest im mniej będzie żużywała pary, tern mniej będzie potrzebowała wody na jej skraplanie, a więc tern głębokość, z której ona może odlewać wodę, będzie większą. Stąd widzimy, że podziemnym maszynom parowym odwadniającym należy dawać najbardziej udoskonaloną konstrukcyę.

Należy jeszcze zwrócić uwagę, że obliczona wyżej głębokość 857 metrów, z której maszyna podziemna może odlewać wodę, w praktyce musi być mniejszą, bo przez skraplanie pary, temperatura wody znacznie się podwyższa. Zbyteczne zaś podwyższenie temperatury wody, może być przyczyną bardzo nieprawidłowego działania pomp. Woda gorąca, dostawszy się do rury ssącej pomp, gdzie pod tłokiem jest próżnia, zaczyna parować, rura więc tłokowa nie napełnia się wodą całkowicie, i przy opadaniu tłoka powstają wstrząśnienia w całym mechanizmie, a gdy woda będzie zanadto gorąca, pompa zupełnie przestanie działać.

Pompy z motorem hydraulicznym. Pompy z motorem hydraulicznym należą do najstarszych, z przyczyny jednak ich stosunkowo małej pracy skutecznej, niewielkie miały dotąd zastosowanie. Dopiero w ostatnich czasach, gdy zostały znacznie ulepszone, weszły w użycie, rozpowszechnieniu zaś ich bardzo sprzyjały niedogodności, jakie przedstawiają maszyny parowe ustawione pod ziemią, wewnątrz kopalni. Pompy z motorem hydraulicznym urządzają w następujący sposób: maszyna parowa ustawiona na

=2=

CD

ii

ÉE

/źri§\

Hu

Fig. 777.

powierzchni wprowadza w ruch pompę ciśnień, która zgęszcza wodę. Woda zgęszczona tłoczy się z początku do akumulatora, który jednocześnie jest i regulatorem ciśnienia, a następnie dalej do przyrządu rozdzielczego motoru hydraulicznego, ustawionego w samej kopalni, z którym pompa podziemna jest bezpośrednio połączoną.

Całe urządzenie składa się z następujących części:

1)    Na powierzchni: a) Maszyny paro-

w e j wprowadzaj ącej w ruch pompę ciśnień. h) Pompy ciśnień.

2)    W szybie: a) Kolumny rur

służącej jako przewód do wody zgęszczonej.

b)    Kolumny rur odprowadzających wodę, która już wykonała pracę w cylindrze.

c)    Kulumny rur odprowadzających wodę wypompowywaną

Fig. 778.

z kopalni.

3) W kopalni:

a) Motoru hydraulicznego.

ni

K-

Fig. 779.

b) Pompy odlewającej wodę z kopalni.

Pierwotnie ciśnienie pod jakiem dostarczano wodę do maszyn podziemnych, nie przenosiło 40—50 atmosfer, dziś budują już maszyny udoskonalone, działające wodą pod ciśnieniem 200 •— 300 atmosfer, tak, że obecnie znajdujęce się w kopalniach maszyny można podzielić na dwie kategorye, a mianowicie na maszyny hydrauliczne o nizkiem i o Wysokiem ciśnieniu.

Jako przykład maszyny o nizkiem ciśnieniu opiszemy maszynę odwadniającą Davey’a, zbudowaną w r. 1884 i ustawioną w kopalni Busches du Rhône we Francyi, dla odlewu 7,7 m³ wody, z głębokości 93 m (fig. 777, 778 i 779). Maszyna parowa compound

lii

-V

FIK

rln «

SL

BS1

«HIIÉ

H

li

1!

JFig 780.

dostarcza do motoru podziemnego wodę pod ciśnieniem 42 atmosfer. Motor A (fig. 777) działa bezpośrednio na pompę B, tłok której jest osadzony na tym samym trzonie co i tłok maszyny A. Przyrząd rozdzielczy E motoru (fig. 778) wprowadza się w rucli zapo-mocą drążka ze zgrubieniami 1) D' (fig. 777), który w końcu każdego skoku otwiera i zamyka naprzemian kanały F F (fig. 778), doprowadzające wodę zgęszczoną do rur G G, ponad tłoki HH (fig. 779). Grdy woda wejdzie do rury (7, tłok H pod ciśnieniem jakie ona wywiera, opuszcza się na dół i otwiera przepustnicę .7, przez którą woda zgęszczoną wchodzi do cylindra maszyny.

Figura 780 przedstawia pompę podwójną tego samego typu. A—przewód dla wody zgęszczonej; B B—przyrządy rozdzielcze; C C'~ cylindry motoru hydraulicznego; D D'—cylindry pomp;

Na pierwszy rzut oka oddzielny przewód dla wody, która już wykonała pracę w maszynie może się wydawać zbytecznym, jest on jednak bardzo pożytecznym, bo pozwala ciągle używać jednej i tej samej wody z dodatkiem tylko bardzo niewielkiej ilości wody świeżej, niezbędnej do uzupełnienia tej ilości, jaka się traci wskutek przesączania się płynu. Dzięki temu woda służąca jako motor jest zawsze dobrze oczyszczaną, a dla zmniejszenia tarcia przy przechodzeniu jej przez rury, a także i tarcia w przyrządach rozdzielczych, dodaje się trochę oliwy, lub też trochę wazeliny.

F F' rury ssące pomp; G rura tłocząca pomp; E rura odprawadza-jąca wodę zgęszczoną, która już wykonała pracę w cylindrze maszyny.

'i

Maszyny hydrauliczne o wy sokiem ciśnieniu tern się różnią od poprzednich, że woda działa w nich pod ciśnieniem, które się waha od 200 do 300 atmosfer. Tak znaczne ciśnienie można było zastosować tylko dzięki wielkiemu postępowi, jaki ostatnimi czasy zrobiono w fabrykacyi rur. Zastosowanie wysokiego ciśnienia do motorów hydraulicznych podziemnych znakomicie powiększyło ich pracę pożyteczną, bo, jak wiadomo, opór, jaki ciecz musi przezwyciężać przechodząc przez rury, nie zależy od ciśnienia cieczy i zmienia się mniej więcej proporcyonalnie do kwadratu z prędkości. Jeżeli więc ciśnienie wody w rurach powiększymy 5 razy, to ilość wody potrzebnej do wprowadzenia w ruch pompy podziemnej będzie 5 razy mniejszą, a jeżeli przytem średnica rur doprowadzających wodę do motoru hydraulicznego pozostanie ta sama, to prędkość przypływu także może być 5 razy mniejszą, strata więc na sile, pochodząca wskutek tarcia wody o ściany przewodu, będzie 25 razy mniejszą. Dzięki temu średnica przewodów dla wrody zgęszczo-nej, jak również i dla wody, która już wykonała pracę, może być daleko mniejszą. Nereszcie i sam motor jest tern mniejszy, im ciśnienie wody wprowadzającej go w ruch jest większe.

Figura 781 przedstawia rysunek szematyczny pompy o Wysokiem ciśnieniu Kasalowsky’ego¹). Jest to pompa działająca pod ciśnieniem do 300 atmosfer, która ostatnimi czasy bardzo się rozpowszechniła w kopalniach węgla w Westfalii. Składa się ona

J) A. Laponche. Les Machines d’epuisement souteraines. Bulletin de la Société de l’Industrie Mineral tom XV, IYme livraison, 1901.

z pompy tłoczącej z motorem parowym, ustawionej na powierzchni dla zgęszczania wody i z pompy podziemnej z motorem wodnym, otrzymującym wodę zgęszczoną z pompy tłoczącej, ustawionej na powierzchni.

Pompa podziemna Kasalowsky’ego składa się z czterech pomp tłoczących o działaniu prostem, połączonych z sobą po dwie w ten sposób, że one działają jakby 2 pompy o działaniu podwójnem. Na figurze 781 A A' oznaczają skrzynki z przyrządami rozdzielcze-mi, Bi B₂—B\ B\ tłoki motoru wodnego; Cx C₂—C\    tłoki

pompy; T T' system drążków od przyrządu rozdzielczego.

Woda zgęszczoną wchodzi do skrzynek z przyrządami rozdzielczemu A Ar, stamtąd pod tłoki motorów B B'—B\ B\. Pod ciśnieniem wody zgęszczonej tłoki pomp Cx C\ — C₂ C\ poruszają się w rurach tłokowych Dx I)\—D₂ Z/„. Tłoki pompy (\ f₂ są

T.

\_r

Z---

T'

Ai ■ Bz y: —

I>j ^ZC⁷4—'Ęl: — Bygr: :

Fig. 781.

z sobą połączone drążkami w ten sposób, że mają ruch wspólny. Rozdział wody zgęszczonej wykony wuj ą same tłoki, które zapomo-cą systemu drążków wprowadzają w ruch suwaki przyrządu rozdzielczego. Działanie przyrządu jest następujące:

Przypuśćmy, że tłoki (7, (\ przesuwają się na prawo, w kierunku strzałki i woda zgęszczoną wchodzi pod tłok R₂, gdy tymczasem tłok Bx jest połączony z kanałem odprowadzającym wodę, która już wykonała pracę w cylindrze; wtedy tłoki C\ C₂ są wstrzymane; po pewnej chwili drążek idący od Cx przesuwa na prawo tłok przyrządu rozdzielczego A', wskutek czego woda zgęsz-czona wchodzi pod tłok B'.₂, gdy tymczasem tłok B\ jest połączony z kanałem odpływowym, tłoki więc C\ C\ zaczynają przesuwać się w prawo. Zaledwie ruch ich zaczął się, tłoki (7, C₂ działają zapomocą drugiego drążka na swój własny przyrząd rozdzielczy, przesuwając go stopniowo do położenia środkowego, do którego on dochodzi wtedy, gdy przyrząd rozdzielczy A' jest zupełnie

otwarty. Następnie drążek działający C\ C\ przesuwa przyrząd rozdzielczy A, tłoki Oj C₂ zaczynają się przesuwać kością wzrastającą stopniowo, gdy tymczasem tłoki C\ 0"₂ kończą swój skok na prawo, z prędkością stopniowo zmniejszającą się.

W tym rucłiu tłoków godną jest uwagi ta okoliczność, że w każdej chwili suma prędkości tłoków jest stałą, jak również i wydajność pompy, co łatwo zrozumieć z diagramu (fig. 782), na któ-

na

lewo z pręd-

JO

!/

Fig. 782.

rym linia ciągła wyraża prędkość ruchu tłoków Oj 0₂, a linia przerywana prędkość tłoków C\ 0'₂. Na przestrzeni od 1 do 2 poruszają się tylko tłoki Cx 0₂ z prędkością stałą; od 2 do 3 ruch tłoków się zwalnia aż do zera, co następuje w punkcie 3, gdy tymczasem dwa drugie tłoki zaczynają ruch w punkcie 7 od prędkości równej

'I

ffllrliiE

ŁĄ”

/A

.ii

!1

■i..»

s?--

Fig. 783.

zeru, dochodzą do punktu 8 z prędkością maksymalną i t. d. Widzimy więc, że suma prędkości wszystkich razem wziętych tłoków jest zawsze jednakową i że wskutek tego wydajność pompy pozostaje stałą. Ponieważ zaś ruch wody w rurze tłoczącej jest stały, więc słup wody tłoczonej nie doznaje wstrząśnień, jakie wywołuje zmiana prędkości, można się więc zadowolić regulatorem powietrznym niewielkich wymiarów.

Prędkość radiu pompy podziemnej Kasalowsky’ego wynosi zwykle 16—20 podwójnych skoków na minutę.

Ponieważ motor i pompa podziemna nie mają wcale części poruszający cli się ruchem wirowym, tarcie więc jest doprowadzone do minimum, bo ono się redukuje tylko do tarcia dwóch trzonów w dławnicach pakunkowych i dwóch suwaków przyrządu rozdzielczego, wreszcie te suwaki są smarowane wodą zgęszczoną, która zawiera trochę wazeliny. Oddzielny więc pomocnik maszynisty do smarowania maszyny jest zbyteczny.

Figura 783 przedstawia pompę Kasalowsky’ego, ustawioną w kopalniach Montrambert we Francyi. Są to dwie pompy bliźniacze, średnica tłoka motoru 144 mm., tłoka pompy 260 mm., długość skoku tłoka 800 mm.

Pompy z motorem elektrycznym. Maszyna odwadniająca z motorem elektrycznym składa się z następujących głównych części:

1)    ustawionych na powierzchni ziemi:

a)    maszyny parowej,

b)    dynamomaszyny;

2)    ustawionych w szybie:

a)    przewodu do przenoszenia siły,

b)    kolumny rur odprowadzających wodę z kopalni;

3)    ustawionych na dole w samej kopalni:

a)    motoru wprowadzającego w ruch pompę,

b)    pompy — i

c)    czasami transformatora.

Maszyny parowe należy wybierać najlepsze, a więc maszynę działającą pod Wysokiem ciśnieniem (10 do 12 atmosfer), z wielo-krotnem rozprężeniem, ze skraplaczem i jeżeli to jest możebnem używać parę przegrzaną.

Najczęściej pompa bierze prąd ze stacyi centralnej, obsługującej całą kopalnię i wtedy niema oddzielnej maszyny parowej.

Dla przenoszenia siły od dynamomaszyny do motoru służy przewodnik w postaci liny o znacznym przekroju, koszt której często przedstawia znaczną część kosztów całego urządzenia. Łatwo więc zrozumieć, że zawsze starają się, o ile to jest możebnem, zmniejszyć przekrój przewodnika. Gdy siła jaką potrzeba przenosić jest wielką, a odległość, na którą się ją przenosi znaczną, zastosowanie prądu stałego staje się nieodpowiedniem, bo wymagałoby przewodników o tak znacznym przekroju, że użycie ich w prakty-ce okazałoby się niemożebnem. Dlatego też przenosi się tylko prąd

zmienny.

Oprócz tego motory z prądem zmiennym są budowy bardziej prostej i więcej silnej aniżeli motory z prądem stałym.

Dla zmniejszenia przekroju przewodnika lepiej używać prąd o Wysokiem napięciu, ponieważ jednak pompy elektryczne są zwykle ustawione w miejscach wilgotnych, w których nadzwyczaj trudno izolować motory o Wysokiem napięciu, w wielu więc wypadkach, przed motorem pomp, potrzeba ustawiać transformator, który w takim razie ustawiają naturalnie jak najbliżej motoru.

Do ostatnich czasów przyjmowano jako największą prędkość dla pomp tłokowych 75 obrotów na minutę i to podobną prędkość dawano tylko pompom o małej wydajności, przy większych zaś

lujâîôiï

<D

mi

Fig. 784.

pompach zadawalniano się 50 ma lub 60-ma obrotami na minutę. Że zaś szybkość motorów elektrycznych jest bez porównania większa, więc dla jej zmniejszenia pomiędzy motor i pompę wstawiano przekładnie w postaci kół zębatych, pasów, lub lin. Dziś jednak budują już pompy szybkochodzące, które łączą z motorem elektrycznym bezpośrednio, chociaż dotąd jeszcze większa część pomp jest połączoną z motorem elektrycznym zapomocą przekładni.

Jako przekładnia najodpowiedniejszemi są koła zębate, bo pasy, będąc wystawione na działanie wilgoci w kopalni, wyciągają się i rozluźniają, wskutek czego muszą być skracane a prócz tego mogą się jeszcze ślizgać. Wprawdzie koła zębate przedstawiają wielką niedogodność z przyczyny ciągłege huku jaki wydają, ale huk można zmniejszyć robiąc małe kółko zębate brązowe, a w każdym razie przekładnia z kół zębatych zapewnia zupełnie dobre działanie pompy.

Dlatego aby wypływ wody był mniej więcej jednostajny i maszyna miała do przezwyciężenia ciągle jeden i ten sam opór, łączą z sobą po kilka pomp.

Najpoważniejszą przeszkodą, jaką się ma do przezwyciężenia, przy zwiększeniu prędkości biegu pomp tłoko wy cli, jest prawidłowe funkcyonowanie szybko zamykających się i otwierających przepust nic. Erhardt i Sehmer, w zbudowanej przez nich pompie o trzech rurach tło-

ÏÜ

)S

o;

)-s3

IV-

2r

■(—6—

■Tira

-—o—

LED

!§

i)®

(JB

Fig 785.

Jt

\\f

m ! %

J|j|

dl

Eh

TOT © f -

mm i

ki,

Cl

Fig. 786.

kowych, doprowadzili szybkość jej biegli do 240 obrotów na minutę, używając zwykłych przepustnic pierścieniowych, tjdko o bardzo znacznym przekroju otworu wypływowego i z bardzo małym wzniosem. Riedler znowu zastosował przepustnice, któreśmy opisali wyżej (str. 236) i które się zamykają mechanicznie pod działaniem tłoka.

Pompa Ehrardt’a i Sehmer’a przedstawioną jest na figurach 784, 785 i 786. Figura 784 przedstawia pompę z boku, figura 785 całą maszynę odwadniającą w planie, a figura 786 przekrój

i!

Ni

mm

■y

i*__

ir

-J li, \

II

Lj]

im

■ ■■

--TT—-—

Fig. 787.

jednej pompy. Cała maszyna składa się z trzech pomp, o działaniu pojedynczem, tłoki których wprawia w ruch jeden wspólny wał, z trzema kolanami. Wszystkie połączenia i wogóle wszystkie części ulegające tarciu smarują się zapomocą maleńkiej pompki z oliwą. Pompa biegnie z prędkością od 200 do 250 obrotów na minutę i może odlewać od 1 do l'/₄ m³ na minutę, z głębokości 250 do 300 metrów.

Mała pompka powietrzna, wprowadzona w ruch zapomocą mimośrodu osadzonego na wale głównym, tłoczy powietrze do regulatorów powietrznych, umieszczonych nad przepustnicą tłoczącą

przy każdej z trzech, pomp. Pompa ta była wystawiona na wystawie paryzkiej 1900 r.

Pompa Riedler’a. Figura 787 przedstawia pompę express Riedlera, jaka była na wystawie paryzkiej 1900 r. Najważniejszą częścią pompy są przepustnice ssąca i tłocząca, opisane wyżej (str. 236, fig. 747). Pompa jest z tłokiem dyferencyalnym i opatrzona obszernym regulatorem powietrznym, umieszczonym przy prze-pustnicy ssącej. Regulator ten ma na celu podtrzymywać ciągłość

ESI

n?-.

g]

____ .

Lp)-------z¹—F

--------p—

li

gjj

SBfifcE

Fig. 788.

kolumny wody, jaką pompa ssie i zmusić wodę znajdować się stale około przepustnicy ssącej.

Warunek ten jest niezbędny w pompie, w której przepustnice otwierają się i zamykają do 300 razy na minutę. Mały kompresor, otrzymujący ruch od wału głównego wciąga powietrze do zbiornika ssącego i wtłacza do zbiornika tłoczącego. Kompresor ten działa bez przerwy, a mała przepustnica, umieszczona z boku, która się otwiera i zamyka ręcznie, pozwala kompresorowi ssać lub tłoczyć w atmosferę. Express pompa Riedler’a była ustawiona po-raz pierwszy na początku roku 1899 w kopalniach Leopoldshall około Stassfurtu dla odlewu 1,2 m³ wody z głębokości 320 metr. Pompa ta, według zdania dyrekcyi kopalni, działa zupełnie zada-walniająco *).

Pompa Bergmanna (fig. 788). Odróżnia się od innych tern, że ma 2 przepustnice tłoczące, które się otwierają jedna po drugiej. Ta druga przepustnica tłocząca zastosowaną została przez Berg-mann’a dlatego, aby ciśnienie na przepustnicę tłoczącą i na tłok, powstające na początku każdego okresu tłoczącego, działało nie odrazu z całą siłą, lecz przeciwnie zwiększało się stopniowo aż do maksymalnego. Tłok P p w pompie Bergmann’a, podobnie jak i tłoki w pompach różniczkowych, ma podwójny przekrój, tylko że w pompie Bergmann’a część o mniejszej średnicy pełni właściwie mówiąc rolę tłoka. Pomiędzy przepustnicą tłoczącą i regulatorem powietrznym A jest umieszczona druga przepustnica 7)₂, wskutek czego przy przesuwaniu sią tłoka p₎ objętość komory R ciągle się zmienia. Na komorze R znajduje się mały regulator powietrzny, opatrzony maleńkim przyrządem, który może wciągać powietrze z atmosfery.

Przypuśćmy, że tłok wychodzi ze swego punktu martwego i w pompie zaczyna się okres ssący, w rurze tłokowej wszystko się odbywa w ten sarn sposób jak i w zwykłych pompach, z tą tylko różnicą, że objętość komory R powiększa się. Powietrze, które zostało zgęszczone w regulatorze L podczas okresu tłoczącego, teraz zaczyna się rozszerzać, objętość zaś zbiornika L jest wyregulowaną w ten sposób, że przy tern rozszerzaniu się ciśnienie powietrza w regulatorze L zmniejsza się tylko do ciśnienia atmosfery zewnętrznej, gdyby zaś, wskutek rozpuszczania się powietrza w wodzie, zmniejszyło się bardziej, w takim razie regulator L wciągnie cokolwiek powietrza zewnętrznego. Grdy tłok zaczyna się przesuwać w stronę przeciwną, przepustnica tłocząca Dx otwiera się z łatwością, ponieważ znajduje się ona tylko pod ciśnieniem jednej atmosfery, stopniowo jednak ciśnienie w rurze tłokowej i w komorze R wzrasta i zwiększając się dorównywa temu jakie panuje w rurze wierzchniej, odprowadzającej wodę, Avtedy przepustnica Z)₂ otwiera się i obiedwie przepustnice Dx i Z)₂ pozostają otwarte aż do końca okresu tłoczącego. Toż samo powtarza się przy każdym skoku tłoka.

b Weissleder. Wirkung der Riedler-Expres-Pompe. Ungarische Mon-tan-Industrie und Handelszeitung Nr. 3 z dnia 1 lutego 1900 r.

282 -

Widzimy więc, że przepustnica Dx otwiera się nie przezwyciężając ciśnienia słupa wody w rurze wierzchniej i że przepustnica D.₂ otwiera się pod wpływem ciśnienia, które wzrasta stopniowo. Regulator powietrzny L zabezpiecza jeszcze od zmiany kierunku ciśnienia na tłok; podczas okresu ssącego, tłok jest pod ciśnieniem powietrza zawartego w regulatorze _L, a podczas okresu tłoczącego pod ciśnieniem wody zawartej w rurze tłokowej.

L-'

ja

ÉÉH

’JL

irri

II

sem

ru'n

ii

üi

■Bl

B/ÊÈÈ%é.W.

grf

p- —

ii5

mi

If

eni

Fig. 789.

Zwykła prędkość pomp Bergmann¹ a od 150 do 170 obrotów na minutę, przy wydajności pompy od 2 do 4 m³ na minutę i wysokości odlewu 150—485 metrów.

Pompa Klein’a. (Expresspumpe „Patent Klein“). (Fig 789). Pompa Klein’a odróżnia się od innych tern, że ma kilka rur ssących. Klein wychodzi z zasady, że małe pompy mogą robić daleko większą liczbę obrotów od pomę dużych, zbudował więc pompę wielką, która jest jakby złożoną z kilku oddzielnych pomp mniejszych, mających wspólny tłok i wspólną przepustnicę tłoczącą. Figura 789 przedstawia pompę Klein’a, a a —rury ssące z przepustni-

cami ssącemi b l>\ c—tłok; d d - przepustnice tłoczące. Przestrzeń pomiędzy rurami ssącemi jest napełniona powietrzem. Pompa jest o działaniu podwój nem, robi do 300 obrotów na minutę.

Pompy odśrodkowe.

Fi"

i—m    vk.g,—.

| I

li?

•i

‘WM

llri

Ł,

Pompa odśrodkowa przedstawia koło złożone z łopatek zakrzywionych, osadzonych na wale, umieszczone w skrzyni cylindrycznej, lub wężownicowej. Oś koła zwykle bywa poziomą, chociaż robią także pompy z osiami pionowemi.

Przy szybkim obrocie koła, woda wskutek próżni wytwarzającej się między łopatkami, wciąga się do środka koła, a następnie, pod działaniem siły odśrodkowej, tłoczy ku jego obwodowi i dalej do rury tłoczącej.

Figury 790 i 791 przedstawiają pompę odśrodkową często

używaną w przemyśle.

Pompy odśrodkowe nie J mają wcale przepustnic, budowa więc ich jest bardzo prostą, oprócz szyjek wała nie mają wcale części wy-stawionych na działanie tarcia, są więc mechanizmami mocnemi i stosunkowo ta-

Fig. 790.

pi

MA

niemi, szybkość biegu których może być nadzwyczajnie, wielką. Mogą odlewać wodę nieczystą i woda wypływa z nich strumieniem nieprzerwanym.

Pompy odśrodkowe w przemyśle znalazły od dawna bardzo szerokie zastosowanie, gdy tymczasem w górnictwie do ostatnich czasów prawie wcale nie były używane. Pochodziło to stąd. ponie-

'//Ą

Fig. 791.

waż przypuszczano, że one mogą podnosić wodę tylko na bardzo nieznaczne wysokości, nie przenoszące 15—20 metr. Gdy jednak połączono te pompy z motorami elektrycznemi i tym sposobem zwiększono znacznie liczbę ich obrotów, zaczęto niemi podnosić wodę na wysokość 100 a nawet 200 i więcej metrów.

Pompy odśrodkowe o Wysokiem ciśnieniu mogą być podzielone na 2 grupy, a mianowicie na pompy jednokołowe, w których na wale jest osadzone tylko jedno koło z łopatkami i pompy wielokołowe, w których na jednym i tym samym wale osadzonych jest 2, 3 lub więcej kół z łopatkami, umieszczonych jedno za drugiemu

J-.ur

ii

|i,r

iii-"

(Ml

minii

II!

Fig. 792.

Pompa wielokołowa systemu Rateau l) (fig. 792, 793 i 794), nazwana przez swego wynalazcę pompą wielokomorową (pompe multicellulaire), składa się z kilku kół z łopatkami, osadzonych na wspólnym wale i połączonych z sobą tak, że strumień wody, jaka się pompuje, przechodzi z jednego koła do drugiego, przyczem ciśnienie nadane strumieniowi wzrasta w ten sposób, że każde koło nadaje mu siłę potrzebną do podniesienia się na wysokość równą całkowitej wysokości odlewu, podzieloną przez liczbę kół. Tak np. pompa podnosząca wodę na wysokość 200 m. jest złożoną z 10 kół, z których każde nadaje płynowi ciśnienie

') A. Rateau. Ventilateurs et pompes centrifuges. Bulletin de la Société de l’Industrie Minerale. Quatrième serie, tome I, 1-er livraison 1902.

pfJL

podnoszące go na wysokość 20 metrów. Figura 792 przedstawia pompę w perspektywie razem z motorem elektrycznym, figura 794 przekrój pompy podłużny, a figura 793 przekrój poprzeczny po linii A A. Pompa ta była zbudowaną do odlewu 1 m3 wody na minutę, na wysokość 100 metr.

Część ruchoma pompy składa się z 7-miu kół o średnicy 270 mm., osadzonych na wale połączonym bezpośrednio z elektromotorem.

Jak wskazuje figura 793, koła są połączone z sobą bokami, to jest każde koło ma tylko jedno okno i koła są

■W/A

#/

!_

'//////z.

S\

Fig. 793.

nr~

!a

=—lal i    fanki tfrlbfei üfr IF(mi Milirik wlh§r~

ZJE

-N !

i

BIB;

i»

ÏÏ

h~

---1-    — -11---=3 - • —— j •

Hr

i.*

fl

/i '

!a

»a

ÄV

■ PfW'Xv'-V

y;

Fig. 794.

osadzone na wale jedno za drugiem w tym samym kierunku. Każde koło obraca się wewnątrz oddzielnej komory, w której są zrobione kanały odpływowe, odprowadzające wodę od jednego koła do drugiego. Każda komora jest wstawiona w odpowiedni żłobek wyrobiony w skrzyni cylindrycznej, otaczającej pompę. Do jednego denka skrzyni, przed pierwszym kołem, jest przystosowana rura ssąca, a do drugiego denka, na rura

przeciwległym końcu*[skrzyni, tłocząca. W tem ostatniem denku znajdujeTsię jeszcze łoży-

sko dla wału pompy.

Budowa pompy jest wogóle bardzo prostą, pompę można urządzić o 10, 12 a nawet i więcej kołach.

Według Rateau jego pompy odśrodkowe z korzyścią mogą zastąpić pompy podziemne w kopalniach. Jeżeli głębokość szybu

nie przenosi 200—300 metr., wodę można odlewać jedną pompę,, ustawioną na dnie, przy większej głębokości ustawiają parę pomp jedna nad drugą w odległości od 100 do 20(bm.

Fig. 795.

Rateau utrzymuj eT że przy pewnych warunkach jego pompa może podnosić wodę na 500 i więcej metrów. Pompy te jednak są jeszcze zupełnie nowe i dopiero przyszłość pokaże o ile one okażą się dogodnemi na praktyce.

Pompa Sultzera składa się z koła z łopatkami, umieszczonego w odpowiednio urządzonej komorze z przegrodami, nadaj ące-mi kierunek strumieniowi wody. Dzięki tym przegrodom, część szybkości, z jaką woda wypływa z koła łopatkowego, przechodzi w ciśnienie, wskutek czego skuteczność pracy tych pomp wynosi 75%.

Figury 795, 796 i 797 przedstawiają pompę urządzoną przez fabrykę Sultzer’a dla kopalni błyszczu ołowianego Horcajo w Hisz-panii ¹). Na wale ze stali niklowej są osadzone 4 koła z łopatka-

//

Ur

IJ

en

>/?-----

Œ^a

[fi

///#

Fig. 796.

mi /I f% f₃ f₄, koła to są umieszczone po dwa po bokach dwóch tarcz stale umocowa

nych w komorze pompy, a do tych tarcz

\ y.

«I

są przytwierdzone ß'/ przegrody, które nadają kierunek stru-

mieniowi wody i zmniej szają j ego prędkość, przemieniając żywą siłę na ciśnienie. Pomiędzy kołami f₂ f₃, a także i około denka, znajdują się również kanały nadające kierunek strumieniowi

M___

wody. Strzałki na figurach wskazują kierunek w jakim woda płynie.

«Ti

mm

□fv

c__

i?

V'

t\

Fig. 797.

b 7,T. Herwageu. W asserhaltung der Compania Minera y Metalurgica del Horcajo. Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure Nr. 44 z dnia 2 listopada 1901 r.

Wał przechodzi przez szyje ssącą, a drugie łożysko znajduje się w denku. Rura idąca od kranu H łączy pierwszą komorę

;iżś;:=

liii

Ou

ii

"V

Cr:

ii

IX

liii.

pompy z szyją ssącą. Zapo-mocą tej rury kanał, który otacza wał, za dławnicą, wypełnia się wodą tak, że powietrze do pompy przez dławnicę przedostać się nie może. Ostatnia komora pompy, najbliższa denka, jest opatrzona dwiema szyjami dlatego, aby rurę tłoczącą można było przystosować do tej z nich, do której będzie dogodniej, co zależy od położenia pompy w komorze maszynowej. Drugą szyję zakrywa się głuchem denkiem. Również i koniec

>r

l-"'

''

••

szyi ssącej jest zrobiony w kształcie T, aby rurę ssącą można było dopasować z prawej lub lewej strony. Druga i czwarta komora pompy są opatrzone kranami służą-cemi do wypuszczenia powietrza, jak również i do przyśrubowania manometrów. Wszystkie wewmętrz-ne części pompy mogą być odrazu i z łatwością wyjęte, dlatego należy tylko odkręcić 3 śruby.

Fig. 798.

Pompa przedstawiona na figurach 795— 797 może dostarczać 4,2 m³ wody na minutę na wysokość 130 metr., największa zaś wysokość, na jaką jedna pompa Sulzer’a może dostarczać wodę, wynosi 220 metr.

W kopalni Horcajo, gdzie wodę potrzeba odlewmć z głębokości 390 metr., ustawiono trzy takie pompy jedna nad drugą, z kołami łopatkowemi o średnicy 500 mm. Pompy te są połączone bezpośrednio z motorami elektrycznemi i ustawione w ten sposób, że rura tłocząca dolnej pompy jest połączona z rurą ssącą pompy nad nią leżącej (fig. 798). Pompy te były ustawione na początku 1900 r., robią one do 900 obrotów na minutę, odpoczywają tylko 20 godzin na miesiąc i działają zupełnie dobrze. Koła łopatkowe i koła kierunkowe pracują bez zarzutu, chociaż pompują wodę bardzo nieczystą, zawierającą dużo okruchów kwarcu. Należy tylko pompę raz na 2 do 3-ch miesięcy rozebrać i wszystkie koła wyczyścić, co potrzeba 4 — 5 godzin czasu.

na

Zalety i wady pomp podziemnych z różnemi motorami. Pompy parowe wymagają szybu o większym przekroju, ponieważ przewód parowy zajmuje więcej miejsca, aniżeli przewód wodny lub elektryczny. Prócz tego przewód parowy musi być tak ułożony, aby miejsca połączeń były łatwo dostępne, co jest niezbędne w razie jeżeli przewód przepuszcza parę, lub w razie innego uszkodzenia, które się często zdarzyć może. Najmniej miejsca zajmuje przewód elektryczny.

Pompy parowe wymagają najobszerniejszych komór, potem idą pompy elektryczne, a najmniejszej komory wymagają pompy Kasalowsky’ego.

Pompy parowe bardzo znacznie podwyższają temperaturę w kopalni, bo przewód i maszyna oddają ogromną masę ciepła atmosferze wskutek promieniowania i wskutek przewodnictwa metali, a prócz tego wydziela się jeszcze bardzo dużo ciepła przy skraplaniu pary zużytej. Wprawdzie te niedogodności można znacznie zmniejszyć urządzając dobrą wentylacyę, lecz w takim razie zwiększają się koszty wydobycia, a sama niedogodność nigdy nie może być całkowicie usuniętą, bo nawet przy najsilniejszem przewietrzaniu, temperatura w komorze maszynowej jest zawsze bardzo wysoka i często dochodzi do 35° C. a nawet i 40° C. Przy takich warunkach praca maszynistów jest bardzo ciężką, ludzie ci pracują w atmosferze niezdrowej, co osłabia ich gorliwość i do pewnego stopnia zniewala do zaniedbywania swych obowiązków.

Pompy z motorem wodnym i elektrycznym temperatury w kopalni wcale nie podwyższają, pod tym więc względem są bezwarunkowo lepsze.

Pompy parowe i pompy elektryczne nie mogą działać pod wodą, gdy więc pompa jest postawiona blizko poziomu, z którego

19

Górnictwa. T- II.

się woda odlewa, to w razie zwiększonego przypływu może być zatopioną i wtedy kopalni grozi niebezpieczeństwo. Wprawdzie, jak o tem wspomnieliśmy wyżej, można pompę podziemną ustawić na pewnej wysokości nad żompiem, lecz podobne urządzenie wymaga pompy pomocniczej, co znowu pociąga za sobą znaczne zwiększenie kosztów. Pompy z motorem wodnym mogą dosyć długo pracować pod wodą, jeżeli tylko woda nie zawiera części obcych, a mianowicie piasku. W wodzie pompa będzie pracować zupełnie tak samo jak i w warunkach normalnych, naturalnie jeżeli jej nie będzie potrzeba smarować.

Prócz tego pompa z motorem wodnym przedstawia maszynę silną, która nie tak łatwo ulega uszkodzeniom, gdy tymczasem pompy z motorami elektrycznemi przedstawiają przyrządy dosyć delikatne, które łatwo mogą być uszkodzone i dlatego zawsze wymagają pompy zapasowej, co naturalnie podnosi koszty pierwszego urządzenia.

Pompy parowe ze skraplaczami nie mogą być używane do odlewu wód słonych i kwaśnych, jakie się w kopalniach często zdarzają, bo części składowe skraplacza bardzo prędko się zużywają, wskutek osadzania się soli, jakie następuje pod wpływem podwyższonej temperatury i wskutek rozpuszczania się metali w wodach kwaśnych. W pompach z motorem wodnym i elektrycznym woda wchodzi do rury bez podwyższenia temperatury, osadu więc tworzy się daleko mniej.

Co się tyczy ilości pary zużywanej przez pompy z motorem parowym, wodnym i elektrycznym, to porównywując z sobą te 3 typy pomp, należy brać pod uwagę, przy pompach parowych, nie tylko ilość pary rzeczywiście zużytą przez maszynę, ale także i stratę w przewodzie parowym, jakiej uniknąć niepodobna, a która zależy z jednej strony od straty energii, a z drugiej od skraplania się pary. Dlatego też rozchód pary należy obliczać tylko na konia pracy pożytecznej, lub jeszcze lepiej na 100 kg. wody podniesionej na wysokość 100 metr. Dokładne obliczenie zużycia pary na konia pracy pożytecznej w pompach podziemnych jest dosyć trudne, bo ilość pary skroplonej w przewodzie bardzo się zmienia, w zależności od tego czy pompa pracuje stale, to jest 24 godziny na dobę, czy tylko peryodycznie. W pierwszym wypadku rozchód pary będzie mniejszy, w drugim znacznie większy.

Rzeczywiście przewód parowy musi być ciągle połączony z kotłami, bo inaczej miejsca połączeń byłyby zawsze uszkodzane wskutek ciągłego wydłużania się i kurczenia rur. Wreszcie gdyby przewód był zimny, to przy puszczaniu maszyny w ruch, raptowne skraplanie się pary mogłoby spowodować wypadek. Że zaś ilość skraplającej się pary, w jednostce czasu, zależy wyłącznie tylko od różnicy pomiędzy temperaturą wewnątrz przewodu i temperaturą zewnętrzną, więc ilość pary skraplającej się w przewodzie będzie zupełnie jednakową bez względu na to, czy maszyna jest w ruchu, lub też odpoczywa.

Laponche dla różnych typów pomp podziemnych ustawionych na głębokości 500 metr., przyjmuje następujący rozchód pary na konia pracy użytecznej.

Zużycie pary na konia pracy pożytecznej

przy ciągłym biegu maszyny.

gdy maszyna pracuje 12 g. na dobę

gdy maszyna pracuje 6 g. na dobę

Pompy z motorem wodnym „    „ e lektry cznym

Pompy parowe.....

9,5-10,0 kg.

10,0-10,6 „

10,9

9,5 -10,0 kg. 10,0-10,6 „ 12,75

9,5-10,0 kg. 10,0-10,6 „ 16,50

Widzimy więc, że najmniej pary zużywają pompy z motorem

wodnym.

Na zasadzie tego wszystkiego co dotąd było powiedziane, możemy wyprowadzić następujące wnioski.

Jeżeli głębokość, z której wodę potrzeba odlewać, jest nieznaczną, pierwszeństwo można oddać pompom parowym, bo koszty pierwszego urządzenia będą najmniejsze, skraplanie pary i strata energii w przewodzie nieznaczne, a wydajność w porównaniu z pompami innego typu mniej więcej jednakowa. Wprawdzie w komorze maszynowej będzie zawsze gorąco i pompa nie będzie mogła pracować pod wodą, ale te niedogodności zostaną okupione mniejszemi wydatkami na ustawienie pompy. Gdy jednak głębokość, z której wodę potrzeba odlewać, przenosi 200 a szczególnie 300 metr., pompy parowe już są nieodpowiednie, bo gorąco w komorze maszynowej staje się nie do wytrzymania, skraplanie się pary i strata energii w przewodzie olbrzymio wzrastają, skraplacze pary zużytej działają nie dobrze i w ostatecznym rezultacie otrzy-

x) Laponche. Les machines d’épuisement souterraines. Bulletin de la Société de l’Industrie Minerale troisième serie tom XV, 1901 r., str. 967.

muje się małą wydajność pompy. Nareszcie, gdy woda z kopalni odlewa się peryodycznie, pompy parowe nie powinny być wcale używane.

Do odlewu wody z większych głębokości należy używać pompy z motorem wodnym, lub elektrycznym, wybór zaś jednego lub drugiego motoru żależy od miejscowych warunków.

Jeżeli kopalnia ma już urządzoną centralną stacyę elektryczną, lepiej jest ustawić pompę z motorem elektrycznym, bo chociaż wydajność jej jest mniejszą, pompa nie może pracować pod wodą i przewodniki cierpią w wilgoci, ale koszty pierwszego urządzenia będą najmniejsze.

Nareszcie jeżeli się ma budować pompę do odlewu wody z bardzo znacznej głębokości, w kopalni, która nie ma stacyi elektrycznej, najlepszem rozwiązaniem zadania będzie ustawienie pompy z motorem wodnym, która przy największej wydajności, wymaga najmniejszej komory maszynowej i może pracować pod wodą.

Pompy używane przy pogłębianiu szybów. Pompy, jakie się używają przy pogłębianiu szybów, bardzo się różnią od pomp kopalnianych, któreśmy wyżej opisali. Pompa w pogłębiającym się szybie musi być przedewszystkiem jak najlżejszą, powinna się z łatwością ustawiać i rozbierać, być w stanie pompować wodę nie czystą, działać nawet wtedy gdy jest zatopioną, wreszcie przy największej wydajności, zajmować jak najmniej miejsca. Wprzódy przy pogłębianiu szybów używano wyłącznie pomp podnoszących, dziś używają pompy wszystkich typów.

Przy pogłębianiu szybów w kurzawkach, zawsze należy oddawać pierwszeństwo pompom bez tłoków, bo od piasku tłoki i pakunki bardzo się prędko zużywają.

Liczba pomp w pogłębiającym się szybie zależy od wielkości przypływu i od średnicy pomp. Często w szybie ustawiają tylko jedną pompę, czasami zaś 2, 3 a nawet i 4 pompy. Wogóle pompy o większej średnicy są dogodniejsze, bo jedna większa pompa zajmuje mniej miejsca, aniżeli dwie mniejsze.

Między pompami podnoszącemi odróżniają pompy wiszące i pompy stale umocowane.

Pompy wiszące. Pompy wiszące zawieszają na łańcuchach przechodzących przez krążki i nawiniętych na windy, ustawione na powierzchni ziemi, zapomocą których pompa może być stopniowo opuszczoną, w miarę tego, jak głębokość szybu wzrasta (fig. 799).

Pompę ustawiają na dnie szybu, ale ciężar jej zrównoważą się w ten sposób, aby wywierała na dno tylko takie ciśnienie, jakie jest niezbędnem do opuszczania się pompy. Rura tłokowa w tych pompach powinna być cokolwiek dłuższą od podwójnej długości skoku tłoka, ponieważ tłok, który początkowo pracuje w dolnej części rury, w miarę opuszczania się pompy, podnosi się coraz wyżej, a gdy dojdzie do górnej części rury, wtedy trzon tłokowy należy nadsztukować.

fil

Ki

V'¹

!j I

Rura wierzchnia przedłuża się w miarę potrzeby, nadsztukowując krótkie kawałki rur nad wylotem szybu. Skrzynek przepustnico-wych w tych pompach wcale niema, przepustnice i tłok wyjmują się przez wierzch rury.

Rura tłokowa musi być bardzo grubą i owiniętą sta-remi linami, aby nie mogła być uszkodzoną przy wystrzałach. Grubość jej musi być większą jeszcze i dlatego, ponieważ przy nieczystej wodzie, jaka się zawsze odlewa przy pogłębianiu szybów, wnętrze rury tłokowej bardzo prędko się ściera, potrzeba więc rurę po pewnym czasie wewnątrz obtaczać.

Opuszczanie tych pomp zajmuje mniej czasu aniżeli innych.

Często, zamiast na łańcuchach, pompy zawieszają na belkach i śrubach następującym sposobem. Pompa p (fig. 800) obchwytu-

Ili

.i

Fig. 799.

je się dwiema belkami podtrzymującemi ją pod kołnierzem rur. Belki te spoczywają na dwóch poprzecznych belkach n, a te ostatnie są przytwierdzone do podłużnych belek S, na których pompa jest zawieszoną. Belki S wchodzą w wycięcia zrobione w belkach h, które służą, jako kierow-niki. W górnej części, belki S są połączone ze sztabami g i śrubami lu, zapomocą których cały przyrząd może być opuszczanym. Pogłębiwszy szyb z taką pompą na 35—40 metr., ustawiają pompę stałą na belkach wpuszczonych w boki szybu, lub też na belkach przytwierdzonych do obudowy. Rurę ssącą tej pompy wstawiają do umyślnie w tym celu urządzonego zbiornika, a poniżej zbiornika zawieszają drugą pompę, która odlewa wodę do zbiornika pierwszej pompy. Tę drugą pompę opuszczają w miarę jak postępuje pogłębianie szybu.

. K ,

.1 II

pgf

^■1

m

tfj

FIT

9\

I:

i:

mas

m

II

m.

11

II

Fig. 8G0.

II

Fig. 801.

Pompy stale umocowane. Zamiast pomp wiszących używają także i pompy podnoszące umocowane na podstawie z belek, wpuszczonych w skałę lub połączonych z obudową szybu, rura ssąca których jest w ten sposób urządzoną, że może się stopniowo, w miarę potrzeby, przedłużać. W takich pompach rurę ssącą robią podwójną, złożoną z dwóch rur wchodzący cli jedna w drugą jak w lunetach. W miarę pogłębiania szybu rurę zewnętrzną, która tworzy jakby pochwę, zsuwają, przedłużając w ten sposób rurę ssącą. Tego rodzaju rurę przedstawia figura 801, b — rura wewnętrzna, «—rura

zewnętrzna, tworząca pochwę, która jest połączoną z rurą wewnętrzną zapomocą dławnicy c. Dlatego, aby smok rury można było wstawić w to miejsce szybu, które jest najbardziej pogłębione, część h rury robią z grubej skóry i wewnątrz jej wstawiają stalową sprężynę, w kształcie wężownicy.

Ściągając pochwę a: przedłużają rurę ssącą, a gdy cała rura wewnętrzna b jest już wysuniętą, wtedy podstawę dla pompy urządzają niżej i pompę przenoszą. Rura zewnętrzna a ma mniej więcej około 3 metr. długości, tak, że gdy szyb zostanie pogłębionym na 3 metry, pompę potrzeba przenosić.

mk

Takie jednak przenoszenie pompy jest połączone z dosyć znaczną stratą czasu.

Figura 802 przedstawia pompę wiszącą odśrodkową z motorem elektrycznym systemu Rateau o 5-ciu kołach o średnicy 27 mm., urządzoną do pogłębiania szybów. Do tego samego celu używają obecnie i pompy odśrodkowe Sulzer’a.

Fig. 802.

Pulsometry. Pulso-metrami nazywają przyrządy, które, działaniem pary, podnoszą wodę na mniej lub więcej znaczną wysokość. Są to pompy szczególnej budowy, działające bez tłoków. Zasada ich działania jest następująca: Przedstawmy sobie rurę tłokową zwyczajnej pompy, ale bez tłoka, zanurzoną w wodzie i opatrzoną przepustnicą ssącą, umieszczoną powyżej poziomu wody. Wyobraźmy sobie dalej, z boku tej rury przepustnicę tłoczącą, a u góry rurę szczelnie zamkniętą i połączoną z rurą parową opatrzoną kranem. Jeżeli, otworzywszy kran, napełnimy parą w ten sposób urządzoną rurę tłokową, to para, wskutek zetknięcia

się z zimnemi ścianami rury, zacznie się skraplać, w rurze zrobi się próżnia, woda pod ciśnieniem atmosfery otworzy przepustnicę ssącą i wypełni przestrzeń, która była napełniona parą. Jeżeli teraz kran w rurze parowej zostanie otwartym powtórnie, to para ciśnieniem swojem zacznie tłoczyć wodę przez przepustnicę tłoczącą, a następnie, w miarę jak poziom wody będzie się zniżał, wypełni całą rurę tłokową. Widzimy więc, że otwierając i zamykając naprzemian kran w rurze parowej, możemy napełniać wodą i opróżniać rurę tłokową i podnosić wodę, stosownie do wielkości ciśnienia pary, na mniejszą lub większą wysokość.

Bi i iHniinirMHŁ

||!

i-i

Fig. 803.

Opierając się na tej zasadzie, jeżeli zamiast rury tłokowej, która jest zbyteczną, ponieważ tego rodzaju pom-

r-

fi

•i

"a

liiralî

Fig. 805.

Fig. 804.

pa niema tłoka, zbudujemy dwa obok siebie stojące naczynia zlanego żelaza, mające kształt gruszki, zwróconej grubszym końcem ku dołowi, górny koniec tych dwóch naczyń, a raczej jednego naczynia o dwóch komorach, połączymy z rurą parową, a zamiast kranu w rurze parowej, zrobimy przepustnicę kulistą, lub klapę, która, przesuwając się z jednej strony na drugą, będzie otwierała przystęp parze naprzemian do jednej, lub drugiej komory. Następnie jeżeli w dolnej części każdej komory zrobimy po jednej przepustnicy ssącej, a samo naczynie połączymy z rurą ssącą, wspólną dla obudwu komór i nareszcie w każdej z komór zrobimy po jednej przepustnicy tłoczącej, otwierającej się do wspólnej skrzynki, od której idzie rura tłocząca pompy, będziemy mieli pul-sometr,

Takich pulsometrów znanych jest dziś bardzo dużo, my opiszemy jeden z nich przedstawiony na figurach 803, 804 i 805 A A{ — komory w kształcie gruszek, odwróconych cienkim końcem do góry, które zastępują rurę tłokową. Tego rodzaju kształt nadaje się im dlatego, aby w samym początku działania powierzchnia zetknięcia się pary z wodą była jak najmniejsza i wskutek tego jak najmniej się pary skraplało. S—komora z trzema przepustni-cami ssącemi, n—komora tłocząca, umieszczona z boku dwóch komór A At, zawierająca dwie przepustnice tłoczące, B—zbiornik z powietrzem, który się łączy z komorą ssącą S i pełni rolę regulatora powietrznego, zapobiegając wstrząśnieniom, jakieby musiały powstawać, gdyby woda wchodziła do zupełnej próżni, utworzonej przez skroplenie się pary. C—rura parowa, dostarczająca parę z kotła, r—klapa na zawiasie, która naprzemian otwiera i zamyka przystęp parze do komór A Au k—kołnierz rury ssącej, t—kołnierz rury tłoczącej.

Przypuśćmy, że pulsometr jest napełniony wodą i że klapa r zamyka lewą komorę A. Para wchodzi do prawej komory i ciśnieniem swojem wtłacza wodę do rury tłoczącej. Poziom wody w komorze Ax stopniowo się zniża, a w miarę jego zniżania, powiększa się płaszczyzna zetknięcia pary z wodą zimną. Gdy poziom wody w komorze Ax zniży się aż do otworu przepustnicy tłoczącej, ilość pary skraplającej się będzie już tak znaczną, że ciśnienie jej nie będzie już dostateczne do przezwycężenia oporu w rurze tłoczącej, pod wpływem więc próżni, tworzącej się wskutek skraplania pary, klapa r przesunie się i zamknie parze wejście do komory a jednocześnie otworzy wejście do komory A, w której para zacznie tłoczyć wodę. Do próżni zaś, powstałej wskutek skroplenia pary w komorze A 1} będzie wchodzić woda. W miarę jak poziom wody podnosi się w komorze Au sąsiednia komora A wypróżnia się, a gdy poziom wody opadnie poniżej przepustnicy tłoczącej, para zacznie wchodzić do komory i tak ciągle naprze-mian.

Uderzenia klapy r, przesuwającej się w rurze parowej z jednej strony na drugą, następują tak regularnie jak uderzenia pulsu u zwierząt i dlatego przyrząd ten nazwany został pulsometrem.

Jak widzimy, pulsometr jest jednym z najprostszych przyrządów działających bardzo regularnie, bez przerwy, nie podlegających łatwym uszkodzeniom i nie potrzebującym żadnego szczególnego nadzoru. Dlatego jednak, aby pulsometr działał prawidłowo i jak najmniej zużywał pary, potrzeba aby klapa r zamykała się jednocześnie z zamknięciem przepustnicy tłoczącej, to jest w chwili gdy woda zostanie wtłoczoną do rury wierzchniej. W przeciwnym razie para, wchodząca do komory, skraplałaby się w dalszym ciągu, nie przynosząc żadnego pożytku. Musi więc być pewien stosunek między ciśnieniem pary i wysokością rury tłoczącej. Z drugiej strony, im ciśnienie pary jest większe, tern poziom wody w komorze obniża się prędzej, ale próżnia w komorze powTstaje trudniej, ponieważ para skrapla się wolniej. Woda więc wchodzi przez rurę ssącą bardzo powoli i liczba pulsacyi w pulsometrze bardzo się zmniejsza, a przez to zwiększa się rozchód pary, która się skrapla w komorach bezużytecznie. Musi więc być pewien stosunek pomiędzy długością rur ssącej tłoczącej i ciśnieniem pary. Tern się właśnie objaśnia bardzo niejednakowy rozchód pary, jaki się często daje zauważyć w różnych pulsometrecli mających jednakowej długości rury ssące i jednakowej długości rury tłoczące. Rura ssąca nie powinna być dłuższą nad 4 do 5 metrów.

Pulsometry bardzo często używają się przy pogłębianiu szybów, ponieważ z łatwością mogą być zawieszone w szybie na łańcuchach, lub linach, wymagają bardzo małego nadzoru i mogą pracować nawet i wtedy gdy są zatopione.

ROZDZIAŁ X.

Przewietrzanie robót podziemnych.

Wstęp. Roboty podziemne zajmują bardzo obszerne przestrzenie, ze wszystkich stron zamknięte i połączone z powierzchnią ziemi tylko za pomocą paru wyrobisk stosunkowo bardzo niewielkich wymiarów. Przy takich warunkach powietrze w kopalniach bardzo prędko się psuje i musi być ciągle odnawiane. Przewietrzanie więc ma na celu wydalenie z kopalni zepsutego powietrza i doprowadzenie do niej powietrza czystego, a jednocześnie zabezpieczenie ludzi zatrudnionych w kopalni od niebezpieczeństwa, na jakie byliby narażeni, pracując w powietrzu zepsutem.

Powietrze atmosferyczne wszędzie ma skład prawie zupełnie jednakowy, a mianowicie składa się ono z 20,93 objętości tlenu, 78,10 objętości azotu, 0,94 objętości argonu, 0,03 dwutlenku węgla i nie wielkiej ilości pary wodnej. Prócz tego, ponieważ powietrze na kuli ziemskiej jest w ciągłym ruchu, w falach więc jego znajduje się jeszcze w zawieszeniu, w postaci pyłu, pewna ilość ciał stałych, a mianowicie: zarodki roślin i zwierząt, cząsteczki pochodzące z rozkładu roślin i zwierząt i pył mineralny. Nareszcie w powietrzu atmosferycznem znajduje się jeszcze i pewna ilość gazów, które je zanieczyszczają, a mianowicie gazy powstające przy paleniu się i oddychaniu, dymy w okolicach miast, a w miejscowościach fabrycznych jeszcze i inne zanieczyszczenia, jak kwas solny, kwas siarkawy, pary metali, i t. p. Te jednak domieszki nie mają żadnego wpływu na skład powietrza kopalnianego, bo podobnie jak woda wypuszczona z fabryk, gdy spłynie do rzeki, sama się przez się oczyszcza, tak i ciała obce, zanieczyszczające powietrze, same przez się znikają. Jedne z nich wypłukuje woda i te razem z deszczem opadają na ziemię, inne, jak dwutlenek węgla, pochłaniają rośliny, które zatrzymują tylko węgiel, a wydzielają z siebie tlen.

Temi więc zmianami, jak również i tern, jakim sposobem zepsute pewietrze, wychodzące z kopalni, staje się napowrót czystem i zdatnem do oddychania, zajmować się nie będziemy, nas tylko obchodzą następujące kwestye:

1) Przyczyny psucia się powietrza w kopalniach i sposób w jaki zepsute powietrze wydala się, a na jego miejsce wprowadza się świeże.

2)    Ile należy wprowadzić świeżego powietrza do kopalni, aby warunki zdrowotne były w niej zadawalniające.

3)    Jaki opór musi przezwyciężać strumień powietrza przypływającego do kopalni.

4)    Jakie są środki do wytworzenia przewiewu niezbędnego do odświeżenia kopalni.

5)    Co należy robić, aby jak najlepiej zużytkować strumień powietrza przypływającego do kopalni.

Przyczyny psucia się powietrza w kopalniach i środki do wydalenia powietrza zepsutego i wprowadzenia na jego miejsce powietrza świeżego.

Przyczyny psucia się powietrza w kopalniach. Powietrze psuje się w kopalniach wskutek następujących przyczyn:

a)    wskutek zmniejszenia się ilości tlenu;

b)    wskutek podwyższenia temperatury;

c)    wskutek pyłu tworzącego się przy urabianiu minerałów—i

d)    wskutek wydzielania się gazów.

Zmniejszenie ilości tlenu. Czyste powietrze atmosferyczne, jak wyżej powiedzieliśmy, składa się z 21 objętości tlenu, 79 objętości azotu (wraz z 0,94 obj. argonu), 0,03 dwutlenku węgla i pewnej dosyć zmiennej ilości pary wodnej. Jeden metr sześcienny powietrza przy temperaturze 0° i ciśnieniu 760 mm. waży 1,2936 kg. Wskutek oddychania ludzi i zwierząt, palenia się lamp i utleniania się węgla i różnych ciał, przeważnie zaś wskutek gni-cia drzewa i utleniania się pirytów, ilość tlenu w powietrzu kopal-nianem ciągle się zmniejsza, a ilość dwutlenku węgla zwiększa.

Według badań dr. Schondorfa, zrobionych w kopalniach węgla w Saarbrücken ’) z całej ilości tlenu, jaka się zużywa w kopalniach, tylko Vn zużywają ludzie i konie przy ich oddychaniu, a ¹⁶/i7 idzie na utlenienie węgla i pirytów, pochłania się skałami otaczaj ącemi i zużywa się przy gniciu drzewa.

Powietrze wydychane przez ludzi zawiera tylko 17 — 18$ tlenu i od 3 —4$ dwutlenku węgla, a w powietrzu zawieraj ącem 18$ tlenu lampy już gasną.

Do niedawnego czasu przypuszczano, że w powietrzu, w któ-rem ilość tlenu tak się zmniejszyła, że światło przestaje się palić, człowdek musi umierać, dopiero badania profesora Haldane z Ox-fordu, dowiodły, że pogląd ten był mylny. Haldane przekonał się, że gdy ilość tlenu w powietrzu stopniowo zmniejsza się do 12$, człowiek oddycha głębiej; przy 10$ oddech jest bardzo przyśpieszony i wargi nabierają koloru lekko sinawego. Przy 8$ twarz przyjmuje kolor szaro-ołowiany, ale jeszcze nie ma oznak zastraszających; dopiero gdy ilość tlenu w powietrzu nie przewyższa 5—6$, następuje z początku duszność, potem utrata świadomości, a w końcu śmierć. W powietrzu zawieraj ącem 1—2$ tlenu śmierć następuje po upływie 40—50 sekund. Zwierzęta nad któremi były robione doświadczenia mogły być zapomocą sztucznego oddychania łatwo powrócone do życia dotąd, póki jeszcze serce w nich biło, chociaż sztuczne oddychanie często potrzeba było stosować bardzo długo.

Widzimy więc, że niebezpieczeństwo dla ludzi następuje dopiero wtedy, gdy ilość tlenu w powietrzu kopalnianem zmniejszy się do 7$.

Zbyt wielkie natężenie w atmosferze, ze znacznie zmniejszoną ilością tlenu, może spowodować omdlenie, dlatego też należy unikać uszelkiego nadmiernego wysiłku tam, gdzie ilość tlenu w powietrzu kopalnianem znacznie się zmniejszyła.

Temperatura powietrza w kopalniach. Na temperaturę powietrza w kopalniach należy zwracać szczególną uwagę, ponieważ od tego zależy zdrowie i skuteczność pracy górnika. Najwyż-

*) R. Wabner Die Beweterung der Bergwerke. Leipzig 1901, str. 3.

sza temperatura jaką człowiek może znosić w powietrzu zupełnie suchem jest 50° O. Powietrze jednak kopalniane nigdy nie jest su-cliem, przebywanie zaś w powietrzu wilgotnem, już zaczynając od temperatury 25° O., jest bardzo dla zdrowia szkodliwem, a przy temperaturze powyżej 35° O. może być już śmiertelnem. Dlatego też w kopalniach temperatura 30° C. powinna być uważaną jako nie do zniesienia.

Doświadczeniami stwierdzono, że górnicy pracujący w powietrzu gorącem, czują duszność, ogólne osłabienie, cierpią na uderzenia do głowy, omdlenia, apatyę i ociężałość; oddech mają krótki i ciężki, twarz obrzmiałą i tracą apetyt. Następstwem zaś tego wszystkiego jest wycieńczenie, bladość, reumatyzmy i katary chroniczne. Nareszcie przy podwyższonej temperaturze ilość pyłu, tworzącego się w kopalni jest daleko większą, co także zgubnie wpływa na zdrowie robotników, a prócz tego skuteczność pracy robotnika, w miarę jak temperatura w kopalni się podwyższa, znacznie się zmniejsza.

Podwyższenie temperatury w kopalniach następuje: wskutek zwiększającej się temperatury skał otaczających, która, jak wiadomo, podwyższa się w miarę zwiększania się głębokości, na jakiej prowadzą się roboty górnicze; wskutek obecności ludzi i zwierząt; wskutek palenia się lamp, użycia do robót materyałów wybuchowych, utleniania się pyłu węglowego zawieszonego w powietrzu, gnicia drzewa i t. p.

zauwa-

Wiadomo, że na pewnej głębokości, pod powierzchnią ziemi, temperatura skał jest mniej więcej stałą, w miarę zaś pogłębiania wzrasta mniej więcej o 1° O. na każde 35 metr. głębokości. Cyfra ta nie jest bezwzględnie prawdziwą, bo to zależy jeszcze od budowy geologicznej danej miejscowości i tern właśnie daje się objaśnić fakt, jaki się dosyć często spostrzega, że przyrost temperatury w jednych miejscowościach jest większy, aniżeli w innych. Oprócz tego są jeszcze miejscowości, w których wysoka temperatura panuje zaraz pod powierzchnią ziemi, mianowicie daje się to żyć tam, gdzie działanie wulkanów jeszcze nie ustało lub też gdzie gorące źródła, wytryskujące ze znacznych głębokości, ogrzewają sąsiednie skały. Tak np. w Teplicach (w Czechach) pogłębianie szybów, z przyczyny bardzo wielkiego gorąca, musiało być zaniechane i zastąpione głębokiem wierceniem. Do tego przedmiotu wrócimy jeszcze mówiąc o urabianiu minerałów na bardzo znacznych głębokościach.

Drugą przyczyną podwyższenia temperatury powietrza w kopalniach jest obecność ludzi i zwierząt. Zauważono, że ciepła wydzielane przez człowieka, znajdującego się w przestrzeni zamkniętej, podnosi w ciągu jednej godziny, temperaturę 542 metr. sześć, powietrza ogrzanego do 12u C. o jeden stopień. Lampa górnicza podnosi w tych samych warunkach o 1° C. temperaturę 400 metr. sześć, powietrza. Ciepło zaś wydzielane przez konia podnosi temperaturę powietrza 5—6-ciu razy więcej, aniżeli ciepło wydzielone przez człowieka razem z jego lampą.

Jedynym dzisiaj znanym środkiem zniżenia temperatury powietrza w kopalniach jest dobre przewietrzanie robót podziemnych,, silnym strumieniem świeżego powietrza; próby zniżenia temperatury powietrza zapomocą sztucznie wyrabianego lodu, jakie były robione przy prowadzeniu tuneli, nie dały zadawalniających rezultatów. Może być że kiedyś da się zastosować do tego celu powietrze zgęszczone, naturalnie jeżeli będzie go można otrzymywać sposobem tańszym aniżeli dziś go otrzymują.

Tworzenie się pyłu. W każdej kopalni tworzy się mniejsza lub większa ilość pyłu i sadzy, które razem z powietrzem dostają się do płuc i wywierają bardzo szkodliwy wpływ na zdrowie robotników. Szczególnie dużo pyłu tworzy się w kopalniach węgli łatwo łamliwych i wskutek tego dostarczających dużo miału. Przy urabianiu tych węgli, jak również i przy ładowaniu ich w wózki, powstaje ogromna masa pyłu, który się rozchodzi w powietrzu a następnie wciąga do płuc przy oddychaniu. Kurz węglowy, wypełniając tkanki płucne, powoduje ich nabrzmiewanie, a kurz krzemionkowy, jaki się często wydziela w kamieniołomach i przy pędzeniu przecznic, rozdziera tkanki płuc i powoduje plucie krwią. Nareszcie pył niektórych minerałów, a mianowicie minerałów zawierających arsen, rtęć, miedź i ołów, jest trującym.

Ilość pyłu rozchodzącego się w powietrzu kopalnianem jest tern większą im strumień przypływającego powietrza jest silniej- , szym. "Widzimy więc, że dobra wentylacya, w pewnych razach, może pogarszać warunki hygieniczne w kopalniach. Dla zapobieżenia temu starają się prędkość przypływającego strumienia zmniejszyć, zachowując tęż samą objętość wprowadzanego powietrza. Przy bardzo silnem strumieniu powietrza, szczególnie w wąz-kich chodnikach, górnicy często nabywają skłonności do chorób pochodzących z przeziębienia, dlatego też tam, gdzie to jest mo-

Wydzielanie się gazów. AV wielu kopalniach ze szczelin i z pór w skałach wydzielają się gazy, których ilość i jakość bywa bardzo rozmaitą, najczęściej jednak wydzielają się: dwutlenek węgla, tlenek węgla, siarkowodór i metan, rzadziej wodór, kwas siarkawy, azot, gaz rozweselający i pary rtęci.

żebne, prędkość strumienia powietrza przypływającego do kopalni nie powinna przenosić 2 metr. na sekundę.

Dla zapobieżenia szkodliwemu działaniu pyłu, zaczęto używać przyrządy zwane respiratorami, polegające na tem, że powietrze, nim się dostanie do płuc, musi przejść przez gąbkę lub watę zwilżoną, na której pozostaje pył jakim było zanieczyszczone. Przyrządy te jednak są tak niedogodne, że trudno jest zmusić robotników aby je używali.

Oprócz pyłu, w powietrzu kopalnianem zawsze jest masa dymu i kopciu, jaki się wydziela z lamp wskutek niezupełnego spalania się oleju, a który jest równie szkodliwym jak i pył węglowy.

Najwięcej kopciu dają lampy olejne, lampy ze szmalcem kopcą mniej, a najlepsze są lampy benzynowe, bo nie dają ani swędu, ani kopciu.

Dwutlenek węgla. Dwutlenek węgla przedstawia gaz bezbarwny z bardzo słabym kwaskowatym smakiem i zapachem. W powietrzu znajduje się go 0,03 —0,04$, powietrze jednak kopalniane zwykle zawiera go więcej. Powstaje on prawdopodobnie wskutek działania wód kwaśnych na pokłady wapienia. Często wydziela się ze szczelin w żyłach rudonośnych, lub też ze szczelin w skałach wulkanicznych, a czasami i z niektórych pokładów węgla i wtedy podrąbywanie takich pokładów górnicy nie mogą uskuteczniać leżący, bo wydzielający się dwutlenek węgla mógłby spowodować ich omdlenie. Zdarza się także, chociaż bardzo rzadko, że bywa on nagromadzonym w pewnych miejscach w masie węgla pod większem ciśnieniem i wtedy prężność jego bywa tak znaczną, że gdy wyrobisko zbliży się do takiego miejsca, przodek pęcznieje, a czasami cała ściana rozwala się i rozkrusza *). Często bardzo bywa on rozpuszczony w wodzie.

Niektóre gatunki węgli kamiennych, a także i węgli brunatnych mają własność, że w powietrzu się utleniają i wtedy dwutle-

‘) Ilaton de la Goupillière. Cours d’exploitation des mines. Seconde édition, t. 2, str. 439.

nek węgla tworzy się w znacznych ilościach. W podobnych wypadkach następuje powolne zagrzewanie się węgla, które może być nawet przyczyną jego samozapalenia się. Zjawisko to najczęściej daje się zauważyć tam, gdzie jest dużo miału, bo wtedy powietrze ma bardzo wiele punktów zetknięcia się z węglem. Dlatego też w starych wyrobiskach, zawierających dużo miału, powstają zawsze większe ilości dwutlenku węgla.

Dwutlenek węgla wytwarza się jeszcze w kopalniach wskutek palenia się lamp i oddychania ludzi i zwierząt, chociaż od tych przyczyn powstają tylko stosunkowo niewielkie jego ilości, które umiarkowany przypływ świeżego powietrza z łatwością unosi. Daleko więcej dwutlenku węgla tworzy się podczas wybuchów gazu kopalnianego.

Dwutlenek węgla nie podtrzymuje oddychania, ale nie jest trującym, bo nie działa na krew chemicznie. Powietrze nie powinno zawierać go więcej nad 2 do 2,5%, gdy ilość jego wzrośnie do 3 lub 4$, działanie dwutlenku węgla staje się już widocznem, oddech zaczyna być cokolwiek głębszym, ale żadne inne zaburzenia w organizmie jeszcze nie następują, tylko praca w powietrzu zawie-rającem 3,5$ dwutlenku węgla jest już bardzo uciążliwą. Im powietrze zawiera go więcej, tern oddech jest częstszy i głębszy. Przy 6% zaczyna się wyraźna duszność, połączona z lekkim bólem głowy w okolicy czoła, przy 7—8% duszność i ściskanie są już bardzo bolesne, a dopiero przy 10$ człowiek traci przytomność, ale życie jego, jak dowiodły doświadczenia wykonane na zwierzętach, nie znajduje się jeszcze w niebezpieczeństwie.

Dwutlenek węgla jest znacznie cięższym od powietrza, miesza się więc z nim dosyć trudno i zbiera się zawsze na dole około spodku wyrobiska, jest więc jeszcze pod tym względem niebezpiecznym, że jeżeli człowiek omdlały upadnie na ziemię, musi zginąć. AVydziela się zaś przy robotach podziemnych tak często, że prawie każde wyrobisko nie mające bezpośredniego połączenia z powierzchnią ziemi, zawiera go mniejszą lub większą ilość. Z tej przyczyny należy być zawsze bardzo ostrożnym i wprzódy, aniżeli opuszać się w podziemia, sprawdzić czy wyrobiska nie są nim napełnione. Najprostszy sposób sprawdzenia polega na tern, że do wyrobiska opuszczają zapaloną lampę, jeżeli tylko lampa zgaśnie, dowodzi to obecności dwutlenku węgla.

W kopalni błyszczu ołowianego Mazaron w Hiszpanii, w któ-

20

Górnictwo. T. II.

rej dwutlenek węgla wydziela się często w znacznych ilościach, robotnicy zawsze chodzą do kopalni z psami, bo dwutlenek węgla zbiera się w dolnej części wyrobisk, pies więc omdlewa wcześniej i tym sposobem zawiadamia górnika o grożącem mu niebezpieczeństwie.

Jeżeli zachodzi potrzeba wejścia do szybu napełnionego dwutlenkiem węgla, należy wprzódy przez pewien czas lać do niego wodę, która go wypędza i wprowadza z sobą powietrze, lub też należy mięszać powietrze w szybie podnosząc i opuszczając pęczki słomy, lub pęczki gałęzi. Dobrze jest także lać do szybu mleko wapienne, które dosyć chciwie pochłania dwutlenek węgla.

Wszystkie te środki, aczkolwiek bardzo pierwotne, jednak mogą się okazać bardzo pożytecznemi, gdy chodzi o podanie pierwszej pomocy ludziom, którzy omdleli w atmosferze dwutlenku węgla, nie należy więc ich nigdy zaniedbywać.

Tlenek węgla. Tlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bez zapachu i smaku, przy zetknięciu z ciałem płonącem z łatwością się zapala i pali się błękitnawym płomieniem. Na organizm działa bardzo trująco.

Jak się zdaje, tlenek węgla nie wydziela się nigdy wprost ze szczelin skał, ale tworzy się często w kopalniach wskutek rozmaitych przyczyn.    »

Dosyć znaczne ilości tlenku węgla powstają przy wybuchu prochu, szczególnie jeżeli proch jest wilgotny, lub jeżeli zawiera mało saletry, mniej aniżeli 78%. Jeżeli tylko proch nie zawiera dostatecznej ilości saletry, tlen w nim zawarty nie wystarcza do całkowitego spalenia się węgla i siarki, powstaje więc wtedy tlenek węgla i jeszcze drugi gaz bardziej od niego trujący, a mianowicie siarkowodór. Taż sama szkodliwa mieszanina gazów wydziela się i przy paleniu się miału węglowego. Tlenek węgla wydziela się zawsze przy pożarach w kopalniach, a jak dalej zobaczymy i przy wybuchach gazu kopalnianęgo. Charakterystyczny zapach, jaki się daje czuć podczas pożaru w kopalniach, pochodzi jednak nie od tlenku węgla, lecz wskutek wydzielających się produktów suchej destylacyi, a mianowicie węglowodorów, amoniaku i t. p.

Powiedzieliśmy wyżej, że tlenek węgla działa na organizm bardzo trująco. Działanie to objaśnia się następującym sposobem: Przy oddychaniu człowiek wciąga do płuc tlen powietrza, który przechodzi do krwi i tam pochłania się czerwonemi ciałkami, tworząc z niemi małotrwały związek zwany karboxyglobinem. Następnie, pochłonięty tlen dostaje się, razem z krwią, przy jej krążeniu do tkanek, gdzie on jest niezbędnym do życia.

Otóż francuski uczony Claudius Bernard przekonał się, że czerwone ciałka krwi daleko chętniej łączą się z tlenkiem węgla aniżeli z tlenem, jeżeli więc powietrze zawiera pewną ilość tlenku węgla, to krew wcale się nie łączy z tlenem lecz tylko z samym tlenkiem węgla. Tlen więc nie dochodzi do tkanek i śmierć następuje wskutek braku tlenu, zupełnie w ten sam sposób, jak gdyby człowiek znajdował się w armosferze pozbawionej tlenu. Nawet zmiany w organizmie, wywołane zatruciem tlenkiem węgla, mało się różnią od zmian, jakie następują wskutek braku tlenu.

Powinowactwo czerwonych ciałek krwi do tlenku węgla jest 250 razy większe, aniżeli powinowactwo ich do tlenu, gdy więc człowiek będzie się znajdował, przez czas dłuższy, w powietrzu za-wierającem 0,1% tlenku węgla, to krew jego będzie pochłaniała prawie zupełnie jednakową ilość tlenku węgla jak i tlenu, to jest mniej więcej 50$ tlenku węgla i 50% tlenu. Jeżeli ten sam człowiek zostanie przeniesionym na świeże powietrze, tlenek węgla zacznie się powoli z krwi wydzielać, przechbdząc prawdopodobnie w dwutlenek, przyczem zauważono, że wydzielanie się z krwi tlenku węgla następuje w czystym tlenie 5 razy prędzej, aniżeli w powietrzu atmosferycznem. Powietrze więc zawierające 0,1% tlenku węgla nie grozi jeszcze niebezpieczeństwem życia, chociaż już powoduje ból głowy i utratę sił, po której następuje omdlenie. Jeżeli powietrze zawiera 0,2% tlenku węgla, krew pochłania go już 67% i tylko 23% tlenu; człowiek w takiem powietrzu odrazu traci przytomność i wkrótce umiera.

Tlenek węgla należy do najbardziej niebezpiecznych gazów, jakie powietrze kopalniane zawierać może i to tern niebezpieczniejszych, że obecność jego spostrzega się najczęściej dopiero wtedy, gdy już następstwa otrucia zaczynają być widoczne i gdy już człowiek nie jest w stanie dać sobie rady bez obcej pomocy. Dlatego też wchodzenie do tych części kopalni, w których można się spodziewać obecności tlenku węgla, jest zawsze połączone z bardzo wielkiem niebezpieczeństwem, ponieważ wprzódy aniżeli się zauważy jego obecność, można przejść tak znaczną przestrzeń, że człowiekowi, który uległ zatruciu, nie starczy już sił na odbycie drogi powrotnej. Z tej więc przyczyny, gdy zachodzi konieczność udania się do miejsc, w których atmosfera jest zatrutą tlenkiem węgla, należy po drodze, tam gdzie jest jeszcze czyste powietrze, pozo-

stawiać o ile można jak najwięcej ludzi, aby ci w razie potrzeby mogli podać pomoc.

Przy zatruciu tlenkiem węgla człowiek wprzódy aniżeli dojdzie do stanu całkowitego omdlenia, doznaje zawrotu głowy, wzdęcia żył na czole, uczucia słabości w nogach, osłabienia wzroku i bicia serca przy najmniejszem natężeniu, na te więc objawy trzeba zwracać szczególną uwagę.

Jeżeli powietrze zawiera więcej jak 1 i do 2$ tlenku węgla, człowiek w niem przebywający, po omdleniu, dostaje kurczów podobnych do tych, jakich doświadcza w braku tlenu, jeżeli zaś powietrze zawiera mniej, aniżeli \% tlenku węgla, śmierć następuje zupełnie spokojnie.

Przy zatruciu tlenkiem węgla, kolor ciemno-czerwony krwi zmienia się na jasno-czerwony, a na>vet różowo-czerwony; człowieka więc otrutego tlenkiem węgla po tern można poznać, że, na ciele jego, te miejsca, na których można widzieć kolor krwi, jak np. wargi, mają kolor jasno-czerwony, gdy tymczasem te same miejsca, w tych razach, gdy przyczyna śmierci była inną, mają kolor szaro-siny, lub białawy. Dla tej przyczyny zwłoki otrutego tlenkiem węgla mają wygląd jakby człowiek jeszcze żył.

Ludzie, którzy omdleli wskutek zatrucia tlenkiem węgla, zwykle po upływie kilku godzin przychodzą do siebie, jeżeli jednak znajdowali się w atmosferze zatrutej tlenkiem węgla cokolwiek dłużej, w takim razie wyzdrowienie ich wymaga dłuższego czasu i jest połączone z objawami, dowodzącemi jak bardzo ucierpiał system nerwowy. Oddech i puls mają nieregularny, temperatura ciała podnosi się do 39° i więcej, a każde usiłowanie poruszyć ręką lub nogą wywołuje kurcze, prócz tego czują zawsze bardzo silny ból głowy. Choroba jest tern cięższą, im chory dłużej znajdował się w atmosferze trującej, a wyzdrowienie, nie zważając na wszystkie środki zaradcze, często wątpliwe.

na organizm człowdeka, obecności tego gazu nie można poznać ani zapomocą lampy, ani żadnym innym sposobem. Wprawdzie podczas pożaru powietrze kopalniane, które wtedy wsze zawiera tlenek węgla, ma specyalny zapach, ale zapach ten, jak wyżej mówiliśmy, pochodzi nie od tlenku węgla, lecz tylko od pewnych węglowodorów, od amoniaku i innych produktów suchej destylacyi.

Środki do rozpoznania obecności tlenku tuęgla. W powietrzu zawierającem bardzo małe ilości tlenku węgla, które jednak już działają trująco

za-

Wiadomo jednak, że małe zwierzęta, jak np. myszy, są daleko mniej odporne na działanie tlenku węgla, aniżeli ludzie, bo ich krew prędzej się nim nasyci, aniżeli krew ludzka. Działanie więc tlenku węgla na mysz będzie daleko szybsze, aniżeli na człowieka. Profesor Haldane, który się tą kwestyą zajmował, przekonał się, że gdy powietrze zawiera 0,4% tlenku węgla (a ta ilość znajduje się w powietrzu kopalnianem prawie zawsze po wybuchu gazów, gdy należy prowadzić roboty ratunkowe), mysz zaczyna okazywać objawy zatrucia już po upływie 1 ¹/₂ minuty, po 3-ch minutach całkowicie omdlewa, gdy tymczasem sam profesor Haldane czuł się niedobrze dopiero po upływie pół godziny. Tym sposobem mysz w klatce może służyć jako środek do rozpoznania obecności tlenku węgla w powietrzu, bo gdy mysz omdleje, będzie to dowodem, że powietrze w tern miejscu zawiera już taką ilość tlenku węgla, która zagraża bezpieczeństwu życia ludzkiego.

Ratowanie otrutych tlenkiem węgla. Przedewszystkiem zatrutego tlenkiem węgla należy wynieść na świeże powietrze, aby pod działaniem tlenu wydzielić z krwi trujący gaz. Oddychanie czystym tlenem, jak wskazały doświadczenia wykonane w Anglii, w kopalni węgla Mickelfield, po wybuchu jaki tam miał miejsce 30 kwietnia 1896 r., daje bardzo dobre rezultaty. Jeżeli chory przestał już oddychać, robią sztuczne oddychanie, a jeżeli puls działa słabo, zaśtrzykują mu pod skórę eter.

Przy robotach ratunkowych jakie prowadzono po wybuchu gazów, w niektórych kopalniach zauważono, że świeże powietrze na otrutych tlenkiem węgla nie zawsze działa jednakowo, mianowicie spostrzeżono, że wielu górników zatrutych tlenkiem węgla traciło przytomność dopiero po wyniesieniu ich na śwdeże powietrze. Zjawisko to, które dotąd nie zostało jeszcze należycie wyjaśnione, pochodzi zapewne stąd, że przeniesienie chorego z temperatury stosunkowo dosyć wysokiej, jaka była w kopalni, na powierzchnię ziemi, gdzie było daleko zimniej, zmniejszyło przypływ krwi do mózgu. Należy więc przypuszczać, że przy zatruciu tlenkiem w^ęgla gorące okłady, jak również i nakrywanie chorych ciepłemi wełnianemi kołdrami, może być bardzo pożyteczne.

Siarkowodór. Gaz bezbarwny, bardzo przykrego zapachu jaj zgniłych, smaku cokolwiek słodkawego, jest nadzwyczajnie trującym, mniej jednak niebezpieczny od tlenku węgla, bo bardzo łatwo może być zauważonym po jego charakterystycznym zapachu.

Kwas siarkawy. Gaz bezkolorowy, bardzo nieprzyjemnego, kłującego zapachu i nadzwyczajnie trujący. W powietrzu zawierającem go 0,004# króliki i inne małe zwierzęta dostają zapalenia oczów i zapalenia dróg oddechowych, a powietrze zawierające go 0,1$ działa już bezwarunkowo śmiertelnie. W kopalniach gaz ten tworzy się w bardzo małych ilościach podczas pożarów i przy wybuchu gazu kopalnianego.

W powietrzu zawierającem 0,1# siarkowodoru, człowiek po pewnym czasie omdlewa, a w końcu umiera.

Gaz ten tworzy się przy gniciu ciał zwierzęcych, w kopalniach spotyka się bardzo rzadko, chociaż zdarza się w niektórych, gdzie, jak przypuszczają, powstaje wskutek rozkładu pirytów pod działaniem wody i wysokiej temperatury. Powstaje on także przy wystrzałach prochem, szczególnie jeżeli proch jest wilgotny i zawiera mało saletry. Czasami wydziela się w większych ilościach z wód mineralnych i wtedy może się przedostawać do kopalni przez szczeliny.

Węglowodór lekki. CH₄ zwany jeszcze metanem, gazem błotnym i gazem kopalnianym, a we Francyi i Belgii znany pod nazwą Grisou. Jest to gaz, na który oddawna była zwrócona szczególna uwaga, z przyczyny obfitości, w jakiej się w kopalniach węgla wydziela, a jeszcze bardziej wskutek smutnych następstw, jakich bywa przyczyną. Ten właśnie gaz, zmieszany w pewnym stosunku z powietrzem, tworzy mieszaninę piorunującą, będącą przyczyną straszliwych wybuchów, jakie się w kopalniach węgla zdarzają.

Jest to gaz bezkolorowy, nie mający żadnego smaku, ani zapachu, chociaż górnicy pracujący w kopalniach, w których się on wydziela, utrzymują, że ma smak przypominający jabłka i spe-cyalny zapach, który trudno określić, a który oni jednak tak dobrze znają, że zawsze czują, gdy się znajdują w atmosferze zawierającej dużo gazu. W kopalniach nie bywa nigdy czystym, zwykle zawiera niewielkie ilości etanu, azotu, tlenu, dwutlenku węgla, a czasami i siarkowodoru. Ilość obcych przymieszek dochodzi do 15$. Nie jest on trującym, domieszka jego w powietrzu jest tylko pod tym względem szkodliwą, że zmniejsza ilość tlenu, powietrze jednak dopiero wtedy przestaje być zdatnem do oddychania, gdy go zawiera ¹)₃ swej objętości.

Gaz kopalniany jest znacznie lżejszym odpowietrza, jego ciężar właściwy wynosi tylko 0,56, zbiera się więc zawsze w górnych częściach wyrobisk, wypełniając wszystkie nierówności w piętrze

on

i wszystkie puste przestrzenie nad obudową. Czasami tworzy w górnych częściach wyrobisk, warstwę oddzielającą się od stwy powietrza, przy lekkiem jednak poruszeniu miesza się z powietrzem, rozpuszczając się w niem całkowicie. Raz zmieszany z powietrzem już się od niego nie oddziela. Mieszanina taka tworzy się sama przez się w ciągu kilku godzin nawet w powietrzu spokojnem.

war-

Niektórzy górnicy utrzymują, że gaz kopalniany można widzieć w powietrzu, bo on tworzy w niem jakby pajęczynę. Pochodzi to zapewne stąd, że gdy gaz nie jest jeszcze ściśle zmieszany z powietrzem, wtedy jako lżejszy od niego tworzy oddzielną warstwę pod piętrem. Promienie więc światła przechodząc z początku przez dolną warstwę powietrza, która jest gęstszą, a następnie przez górną lżejszą warstwę metanu niejednakowo się łamią i to zjawisko niejednakowego załamania się promieni światła staje się widocznem.

Węglowodór lekki nazywają jeszcze gazem błotnym, ponieważ obficie wydziela się z mułu torfowego; gdy dotykać laską muł torfowy, znajdujący się na dnie bagnisk, gaz błotny wydziela się z wody w postaci baniek. Tworzy się on zawsze przy powolnym rozkładzie materyi roślinnych pod wodą, a ponieważ nie ulega wątpliwości, że pokłady węgli kopalnych tworzyły się w tych samych warunkach, więc przy ich tworzeniu musiał się także wydzielać i węglowodór lekki. Przeważnie wydziela się on z pokładów węgli kamiennych, chociaż znajduje się także w niektórych salinach w marglach tryjasowych, zawierających złoża soli, także w łupkach i wapieniach bitumicznych, w skałach zalegających w blizkości źródeł nafty, w kopalniach wosku ziemnego, a czasami i w kopalniach węgla brunatnego.

Najwięcej zawierają go pokłady węgla tłustego, węgle chude zawierają go daleko mniej albo wcale go nie zawierają. Nie we wszystkich jednak węglach tłustych znajduje się on w jednakowej ilości, przeciwnie, jedne zawierają go więcej, inne mniej, zawsze jednak im głębokość, na której prowadzą się roboty jest większą, tern gazu wydziela się więcej. Pochodzi to zapewne stąd, że na większej głębokości jest wyższa temperatura, która powoduje silniejsze wydzielanie się gazu. Nareszcie na ilość gazu wydzielającego się z węgla wielki wpływ mają i własności skał otaczających. Jeżeli w stropie zalegają skały zbite jednorodne i dla gazów nie-przenikliwe, gaz błotny, który się tworzył jednocześnie z węglem, został uwięzionym i wtedy masa węgla jest nim całkowicie przesiąkniętą. Przeciwnie, jeżeli skały tworzące strop są porowate, lub spękane, wytwarzający się gaz mógł się swobodnie wydzielać i wtedy węgiel prawie wcale go nie zawiera. Jeżeli jednak strop tworzą skały porowate, a w pewnej nad niemi wysokości zalegają skały zbite i dla gazów nie przenikliwe, w takim razie gaz z węgla wydzielał się, ale przechodził do skał w stropie, które w podobnym wypadku są nim całkowicie przesiąknięte. W takich razach roboty w skałach płonnych przedstawiają takie same niebezpieczeństwo jak i roboty w węglu. Zdarza się także, że i skały w spągu jeżeli są porowate, nasiąkają gazem.

Ponieważ niektóre pokłady węgli kamiennych jeszcze dotychczas ulegają powolnemu rozkładowi, możebnem więc jest, że gaz kopalniany i obecnie w nich się tworzy. Zwykle najwięcej gazu wydziela się w tych miejscach, gdzie pokłady tworzą siodła i łęki a także około uskoków, gdzie pokłady są poprzecinane szczelinami i gdzie jest dużo pustych przestrzeni, które w takim razie są całkowicie wypełnione gazem. Również więcej gazu znajduje się w pokładach poziomych aniżeli w pokładach stromych, prawdopodobnie dlatego, że z pokładów stromych gaz mógł się łatwiej wydzielać.

Zapalanie się gazu. Obydwie części składowe gazu kopalnianego mogą się utleniać dając parę wodną i dwutlenek węgla, gaz więc w zetknięciu z ciałem płonącem z łatwością się zapala i płonie niebieskawo-białym płomieniem, przy czem, zależnie od ilości gazu, jaka była w powietrzu, następuje mniejszy lub większy wybuch. Ponieważ zaś powstająca przy paleniu się gazu kopalnianego para wodna zaraz się ochładza i skrapla, więc przy wybuchu gazu kopalnianego następują jeden po drugim dwa wybuchy. Pierwszy pochodzi wskutek gwałtownego rozszerzania się rozpalonych gazów, a drugi, słabszy, wskutek zgęszczenia się pary wodnej, która powstała przy pierwszym wybuchu, dzięki czemu powietrze otaczające raptownie wpada w przestrzeń pozostałą po skropleniu się pary, stanowiącą prawie że próżnię.

Mieszanina gazu kopalnianego z powietrzem zapala się, według jednych, przy temperaturze 650° C., według innych, dopiero przy 780° C. Zapalenie się następuje tylko przy zetknięciu z płomieniem, a jeszcze prędzej od iskry elektrycznej i to jest przyczyną, dla której przenoszenie siły zapomocą elektryczności nie zawsze w kopalniach węgla może być zastosowane. Żelazo rozpalo-

ne do czerwoności nie jest w stanie zapalić tej mieszaniny, co się łatwo objaśnia tem, że dla nagrzania gazu do tej temperatury, przy której on się zapala, potrzeba pewnego czasu, a że cząsteczki gazu, które się nagrzewają przez zetknięcie z żelazem, stając się lżejszemi od otaczającego powietrza, wznoszą się do góry, więc gaz nie może nagrzać się do tej temperatury, jaka jest potrzebną do jego zapalenia się. Jeżeli jednak podnoszący się strumień nagrzanych gazów zostanie wstrzymanym w swoim ruchu, jeżeli np. nad rozpalonem żelazem będzie umieszczony słój odwrócony dnem do góry, w takim razie gaz może się zapalić.

Łatwość zapalania się mieszaniny gazu kopalnianego z powietrzem zależy od ilości w jakiej gaz znajduje się w powietrzu. Jeżeli powietrze zawiera mniej gazu kopalnianego od ¹/₃₀ swej objętości, obecności gazu wcale zauważyć nie można. Jeżeli gazu zawiera się w powietrzu od ¹fw do ¹/₁₅, zapalenie się następuje tylko w miejscu, gdzie mieszanina styka się bezpośrednio z płomieniem, ale ogień nie rozszerza się na całą masę. Obecność jednak tej ilości gazu w powietrzu można już poznać zapomocą płomienia lampy, który zaczyna się wydłużać i otaczać aureolą, chociaż aureola nie jest jeszcze dobrze widoczną i można ją zauważyć dopiero wtedy, gdy zakryć ręką świecącą część płomienia. Zjawisko to staje się coraz widoczniej szem w miarę wzrastania ilości gazu w powietrzu. Gdy ilość gazu dojdzie do ¹/₁₅, mieszanina już się zapala, ale bez wybuchu, przy ¹/i4 płomień rozszerza się w całej masie gazu i powstaje już lekki wybuch, siła którego zwiększa się w miarę, jak ilość gazu wzrasta. Największy zaś wybuch powstaje wtedy, gdy powietrze zawiera go od */<, — ¹/₈ swej objętości. Przy dalszem zwiększaniu ilości gazu siła wybuchu słabnie, a gdy ilość gazu w powietrzu dojdzie do ³/₃, lampa gaśnie z braku tlenu.

Wydzielanie się gazu kopalnianego i ciśnienie pod jakiem on się iv węglu znajduje. Wydzielanie się gazu kopalnianego odbywa się trojakim sposobem: a) gaz wydziela się stale i równomiernie na całej powierzchni przodka, w miarę jak odbudowa pokładu postępuje; b) gaz wydziela się ze szczeliny jednym strumieniem, w postaci fontanny i c) gaz wydziela się odrazu w ogromnej ilości, z tak zwanego worka gazowego. Pierwszy wypadek jest najczęstszy, dwa drugie na szczęście daleko rzadsze, one to właśnie bywają przyczyną najsilniejszych wybuchów.

Zwykle węgiel jest nasiąknięty gazem, który wypełnia wszystkie jego pory; w podobnym wypadku gaz wydziela się stopnio-wo, w miarę urabiania węgla, z całej powierzchni świeżo obnażone-nego przodka i przytem w ilościach proporcyonalnych do ilości wydobywanego węgla i do ilości pędzonych chodników. Wydzielając się zaś wydaje szum, podobny do tego, jaki słyszymy podczas padającego deszczu. Szum ten objaśnia się znacznem ciśnieniem, pod jakiem gaz się znajduje w węglu, co łatwo sprawdzić, zanurzając kawałek świeżo wyjętego węgla do naczynia napełnionego wodą. Zbierając gaz, jaki ten węgiel wtedy z siebie wydziela, można się przekonać, że objętość jego jest o wiele razy większą od objętości kawałka węgla, z którego gaz się wydzielił. Na zasadzie więc prawa Mariotte’a można przypuszczać, że ciśnienie, pod jakiem się gaz znajdował w porach węgla, jest co najmniej równem tylu atmosferom, ile razy objętość wydzielonego gazu jest większą od objętości kawałka węgla, z którego on się wydzielił. Powiadamy co najmniej, ponieważ gaz znajdował się tylko w porach węgla, objętość których jest daleko mniejszą od objętości całego kawałka.

Ciśnienie gazu w porach węgla czasami bywa tak znaczne, że świeżo obnażona ściana przodka pęcznieje i węgiel sam przez się odpada od przodka i rozkrusza się. Ostatniemi czasy zrobiono wiele doświadczeń w celu oznaczenia ciśnienia, pod jakiem gaz się w węglu znajduje. Doświadczenia te polegały na tem, ze w węglu wiercono otwory, w które wstawiano rurki połączone z manometrami i tym sposobem przekonano się, że w Westfalii w kopalni Hibernia gaz znajdował się pod ciśnieniem 14,6 atmosfer, w Belgii w głębokich kopalniach pod ciśnieniem 20 — 23 atmosfer, a w jednym otworze w polu, które się jeszcze nié odbudowywało, nawet pod ciśnieniem 42,5 atmosfer. Również i w Anglii ciśnienie gazu w węglu dochodzi do 42 atmosfer ¹). Dziś nie ulega już wątpliwości, że im pokład węgla leży głębiej i im skały w stropie są bardziej nieprzenikliwe, tem węgiel zawiera więcej gazu i pod większem ciśnieniem i tem większa ilość gazu będzie się wydzielać przy jego odbudowie. Odwrotnie im więcej otworów zrobiono w pokładzie i im dłużej pokład nie był odbudowywany, tem ciśnienie pod jakiem gaz się w nim znajduje będzie mniejsze, bo z biegiem czasu ono się będzie stopniowo zniżało i w końcu albo gaz przestanie się zupełnie wydzielać, albo też będzie się wydzielał tyl-

*) Ji. Wabner. Die Beweterung der Bergwerke. Leipzig, 1901, str. 26. jEaton de la Goupilliere. Cours d’exploitation des mines. Paris, 1897, tom 2, str 468.

ko w bardzo nieznacznych ilościach. Dlatego też w polu, które się przygotowuje do odbudowy, gazu zawsze się wydziela daleko więcej aniżeli w polu, które już dawno było poprzecinane chodnikami i które się już odbudowywa. Można więc do pewnego stopnia regulować przypływ gazu w kopalni, ograniczając wydobycie, a szczególnie też ograniczając roboty przygotowawcze i tym sposobem dojść do tego, że ilość gazu wydzielającego się w ciągu jednostki czasu, będzie się całkowicie rozpuszczała w strumieniu powietrza przypływającego do kopalni w tej samej jednostce czasu.

Ilość gazu i ciśnienie pod jakiem on się w węglu znajduje, mają wielki wpływ na wytrzymałość węgla. Dlatego też przy odbudowie pokładów węgli tłustych, bardzo przesiąkniętych gazem, otrzymuje się tylko miał. Czasami wytrzymałość węgla, wskutek wielkiego ciśnienia zawierającego się w nim gazu, jest tak nieznaczną, że urabianie go, szczególnie przy odbudowie pokładów stromych, staje się niebezpiecznem. Dla zaradzenia temu w przodkach, wprzód nim zaczną węgiel urabiać, wiercą otwory, przez które gaz się wydziela i węgiel robi się mocniejszym i wytrzymalszym.

Jeżeli dwa pokłady węgla zawierające dużo gazu zalegają blizko jeden od drugiego, to przy jednoczesnej ich odbudowie otrzymuje się tylko miał, jeżeli zaś odbudowuje się jeden pokład po drugim, to z pokładu, który później odbudowują gaz się wydzieli, węgiel zrobi się wytrzymalszym i otrzymuje się więcej grubego.

Drugi sposób wydzielania sie gazu kopalnianego jest w postaci fontanny gazowej, zwanej w Belgii i we Francyi ped nazwą soufflard. Wtedy gaz wydziela się jednym strumieniem ze szczeliny, znajdującej się najczęściej w blizkości tych miejsc, gdzie pokłady tworzą siodła i łęki. Taka szczelina czasami przecina kilka pokładów nasiąkniętych gazem, gdy więc chodnik dojdzie do niej, gaz odrazu zaczyna się wydzielać silnym strumieniem w postaci fontanny. Z takich szczelin gaz wydziela się w ciągu mniej lub więcej długiego czasu, w niektórych wypadkach tylko przez parę tygodni, w innych przez całe dziesiątki lat.

Nareszcie czasami w masie węgla znajdują się puste przestrzenie, jakby pęcherze, całkowicie napełnione gazem pod bardzo Wysokiem ciśnieniem. Pęcherze takie nazywają w Belgii i Francyi workami gazowemi (san de grisou). W miarę jak się przodek zbliża do takiego pęcherza, filar węgla odgraniczający go od wyrobiska

staje się coraz cieńszym, nareszcie następuje chwila, w której on nie jest już w stanie wytrzymać ciśnienia gazu, zawartago w pęcherzu i wtedy następuje wybuch. Graz prężnością swoją rozmiaż-dża filar, wpada z impetem do wyrobiska i w jednej chwili zapełnia całą część kopalni a czasami dochodzi do szybu, przez który wydziela się na powierzchnię ziemi. Przypuszczano, że gaz kopalniany w takich pęcherzach może się znajdować w stanie płynnym, a nawet i stałym. Takie jednak przypuszczenie ma nie wielkie prawdopodobieństwo, ponieważ punkt krytyczny metanu znajduje się dopiero poniżej — 81° 0. przy ciśnieniu 54,9 atmosfer, atak nizkiej temperatury, na tej głębokości na jakiej spotykano pęcherze gazu, być nie może. Aby dać pojęcie, jak straszne mogą być wybuchy w podobnych razach, opiszemy dwa, jakie miały miejsce w Belgii, jeden w r. 1865 w kopalni Dour w Hainaut, a drugi w kwietniu 1879 r. w kopalni Agrappe we Frameries *).

Wybuch w kopalni Dour miał miejsce w głębokości 468 metrów. Dwaj robotnicy zajęci w przodku chodnika zostali odrzuceni pędem gazu, razem z potokiem kurzu aż do szybu, przyczem kurz nietylko wypełnił wszystkie sąsiednie chodniki, ale się jeszcze przedostał przez całą głębokość szybu na powierzchnię ziemi. Chodnik, w którym miał miejsce wybuch, został zawalony na przestrzeni 20 metr. masą rozmiażdżonego węgla, który był jakby przesortowany i rozsypany w ten sposób, że kawałki większe leżały bliżej przodka, a mniejsze coraz dalej od niego. Ilość sproszkowanego węgla wynosiła 1748 hektolitrów.

W kopalni Agrappe wybuch nastąpił w polu, które dopiero przygotowywano do odbudowy, na głębokości 610 metr. Przy tym wybuchu straciło życie 121 górników, a 11 zostało poparzonych. Gaz wydzielił się w chodniku, jaki prowadzono w kierunku wzniesienia pokładu, a ilość jego była tak znaczną, że w jednej chwili został wypchnięty przez szyb i zapełnił budynek nadszybowy, w którym się zapalił. Z szybu w ciągu 2 V₄ godzin buchał płomień 50 metr. wysoki, a gdy ilość wydzielającego się gazu stopniowo zaczęła się zmniej szać, gaz tworzył z powietrzem mieszaninę wybuchającą, wskutek czego nastąpiło kilka wybuchów jeden po drugim. Ilość gazu jaka się wtedy wydzieliła obliczoną została na 500 000 metr. sześć.

J) Demanet. Traité d’exploitation des mines de houille, II édition. Bruxelles, 1898, t. 1, str. 82.

Wydzielanie się gazu ze starych ivyrobislc. Obfitem źródłem wydzielania się gazu mogą być jeszcze stare wyrobiska. Mówiliśmy wyżej, że jeżeli strop tworzą skały porowate, nad któremi leżą skały dla gazów nie przenikliwe, wtedy strop nasiąka gazem, również mogą czasami nasiąkać gazem i skały zalegające w spągu. Przy tego więc rodzaju uwarstwieniu, po wyjęciu węgla, gaz zaczyna się wydzielać ze stropu, lub ze spągu. Tam, gdzie roboty prowadzą się z podsadzką, szczególnie jeżeli dla podsadzki używają się skały gliniaste, dla gazów nieprzenikliwe, a sama podsadzka wykonywa się starannie, ilość wydzielającego się gazu może być tylko stosunkowo bardzo nieznaczną. Jeżeli jednak odbudowa jest prowadzoną sposobem filarowym z zawalaniem się stropu, lub tylko z częściową podsadzką, w takim razie gaz może się wydzielać w bardzo znacznych, ilościach i jak stwierdziły wykonane w tym celu doświadczenia, ilość gazu wydzielającego się wtedy ze starych wyrobisk może nawet dosięgnąć połowy całkowitej objętości gazu, jaką dana kopalnia wydziela. W podobnych wypadkach puste przestrzenie pozostałe po wyjęciu węgla nie będąc przewietrzane, całkowicie wypełniają się gazem i przy zawalaniu się stropu, które w starych wyrobiskach musi mieć miejsce, następuje zawsze raptowne wydzielanie się gazu w większych ilościach, mogące często sprowadzić bardzo smutne następstwa. Z tych przyczyn odbudowa pokładów wydzielających gaz bardzo często nie może być i nie powinna być inaczej prowadzoną, jak tylko z podsadzką.

Wpływ ciśnienia atmosferycznego na ilość wydzielającego się gazu. Ponieważ gaz kopalniany jest ciałem bardzo lekkiem i bardzo elastycznem, łatwo zmieniającem swoją objętość, zmiana więc ciśnienia atmosferycznego nie może pozostawać bez wpływu na ilość wydzielającego się gazu. Wprawdzie liczne doświadczenia wykonane w tym celu w różnych kopalniach doprowadziły do różnych, a czasami nawet i sprzecznych rezultatów, tern nie mniej jednak dziś nie ulega już żadnej wątpliwości, że gdy ciśnienie atmosferyczne się zmniejsza, gaz występuje w większej ilości i na odwrót, przy zmniejszonem ciśnieniu, ilość wydzielającego się gazu powiększa się. Różnica zaś rezultatów, otrzymanych przy doświadczeniach wykonanych w różnych kopalniach, zależy od warunków przy jakich te doświadczenia były wykonywane. Oczywiście, że tam, gdzie jest wentylacya naturalna, wpływ ciśnienia atmosferycznego na ilość wydzielającego się gazu musi być bez porównania większy, aniżeli w kopalniach przewietrzanych sztucznie, za-

pomocą wentylatora, bo tam gdzie wentylator stale tłoczy silny strumień powietrza, zmiana ciśnienia powietrza na zewnątrz kopalni, mniej się odczuwa w jej wnętrzu. Wreszcie należy jeszcze odróżniać wpływ ciśnienia atmosferycznego na ilość gazu wydzielającego się z przodków i na ilość gazu wydzielającego się ze starych wyrobisk. Z przodków, jak wyżej widzieliśmy, gaz wydziela się czasami pod tak znacznem ciśnieniem, że zwiększenie się lub zmniejszenie ciśnienia atmosferycznego o parę centymetrów słupa rtęci, nie może wywierać zbyt wielkiego wpływu na ilość wydzielającego się gazu. Co innego w starych wyrobiskach' tam puste przestrzenie pozostałe po wyjęciu węgla, mogą być całkowicie wypełnione gazem; przy zmniejszeniu więc ciśnienia atmosferycznego, gaz może się wydzielać ze starych wyrobisk w bardzo znacznych ilościach.

W każdym jednak razie nowsze doświadczenia, przeprowadzone w różnych kopalniach, nie pozostawiają najmniejszej wątpliwości, że zmiany ciśnienia atmosferycznego wywierają dosyć znaczny wpływ na ilość gazu wydzielającego się nietylko ze starych wyrobisk ale i z przodków i że wpływ ten daje się określić następującym sposobem:

1)    Zwiększone ciśnienie atmosferyczne zmniejsza przypływ v gazu i naodwrót zmniejszone ciśnienie zwiększa go.

2)    Im ciśnienie atmosferyczne w jednostce czasu raptowniej się zwiększa, tern ilość wydzielającego się gazu bardziej raptownie się zmniejsza i naodwrót, im ciśnienie atmosferyczne raptowniej się zmniejsza, tern gaz bardziej silnie się wydziela.

3)    Jeżeli wskutek zwiększonego ciśnienia powietrza nastąpiło zmniejszenie ilości wydzielającego się gazu i barometr, podniósłszy się, zatrzymał się dłużej na tej samej wysokości, to przez cały czas, póki wysokość barometru się nie zmieni, przypływ gazu nie będzie się zwiększał. Samo zaś zmniejszenie ilości wydzielającego się gazu będzie tern mniejsze, im gaz znajduje się w węglu pod większem ciśnieniem i naodwrót tern większe, im gaz znajduje się w węglu pod mniej szem ciśnieniem.

4)    Jeżeli po raptownem powiększeniu się ciśnienia atmosferycznego, wskutek którego nastąpiło raptowne zmniejszenie się przypływu gazu, ciśnienie powietrza zacznie się powiększać wolniej, to i przypływ gazu zacznie się zmniejszać wolniej i na odwrót.

Z tego wszystkiego cośmy wyżej powiedzieli wypada, że w kopalniach, w których gaz wydziela się obficie i jest uwięziony w węglu pod znacznem ciśnieniem, wpływ ciśnienia atmosferycznego na ilość wydzielającego się gazu jest wogóle niewielki, w kopalniach zaś, w których gaz jest uwięziony w węglu pod mniejszem ciśnieniem, zmiany ciśnienia atmosferycznego wywierają większy wpływ na ilość wydzialającego się gazu. Nareszcie w kopalniach, w których roboty prowadzą się bez podsadzki i w których pozostają obszerne niczem nie zapełnione wyrobiska, zmiany w ciśnieniu atmosfery wywierają bardzo znaczny wpływ na ilość wydzielającego się gazu. Dlatego też w Anglii, gdzie pokłady węgla są silnie nasiąknięte gazem i odbudowa ich prowadzi się bez podsadzki, górnicy przywiązują wielką wagę do notowań barometrycznych. Tam personel kopalniany robi obserwacye barometryczne wiele razy dziennie, zapisując ich rezultaty do dziennika. Dla zwrócenia zaś uwagi na stan barometru, a jednocześnie, aby zmusić do przyjęcia środków ostrożności w razie raptownego opadania barometru, urządzają sygnały barometryczne, działające automatycznie, które polegają na tern, że barometr opadając wprowadza w ruch dzwonek elektryczny.

Sposoby rozpoznawania obecności gazu irybuchającego i oznaczenia jego ilości w powietrzu kopalnianem. W kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający, ilość świeżego powietrza wprowadzanego do kopalni musi być tern większą, im gazu wydziela się więcej, od dawna więc starano się zbudować przyrządy, zapo-mocą których możnaby rozpoznać obecność gazu w powietrzu i ściśle oznaczyć jego ilość. Takich przyrządów zbudowano już bardzo dużo, wszystkie jednak pozostawiają jeszcze bardzo wiele do życzenia i jak dotąd najlepszym przyrządem do rozpoznawania obecności gazu jest lampa górnicza, a dla oznaczenia ilości gazu analiza chemiczna.

Zapomocą analizy można oznaczyć ilość gazu w strumieniu powietrza wychodzącego z kopalni, a po oznaczeniu całej ilości powietrza wychodzącego z kopalni, które się otrzyma zapomocą zmierzenia, można oznaczyć absolutną ilość wydzielającego się w kopalni węglowodoru. (O tern, jak się mierzy ilość powietrza wychodzącego z kopalni, będzie mowa dalej). Takie oznaczenie ilości gazu wybuchającego można robić i w strumieniach powietrza wychodzących z oddzielnyoh pól kopalnianych i mając potrzebne dane, przedsiębrać środki zaradcze dla zmniejszenia ilości gazu w głównym strumieniu powietrza wychodzącego z kopalni, lub też w częściowych strumieniach wychodzących z oddzielnych pól kopalnianych. Każda kopalnia, w której się wydzielają gazy wybuchające, musi robić podobne analizy, bo bez nich się obejść nie można.

Jak wyżej powiedzieliśmy, dotąd jedynym środkiem dla rozpoznania obecności gazu wybuchającego w powietrzu kopalnianem, jest lampa górnicza. Płomień lampy, w powietrzu zawierającem gaz wybuchający, wydłuża się, a nad płomieniem tworzy się aureola w kształcie stożka. Przy małych ilościach gazu w powietrzu, gdy mieszanina może się już zapalić, ale nie ma jeszcze własności wybuchających, aureola ma odcień błękitnawy, a przy większych ilościach gazu, gdy się już utworzyła mieszanina wybuchająca, aureola jest prawie zupełnie biała.

Już w powietrzu zawieraj ącem 0,75# gazu wybuchającego płomień lampy wydłuża się na 1 do 2 mm.; przy 2# na 7 mm.; przy 3# do 20 mm., przy 4,5# płomień dochodzi aż do daszka lampy.

Zapomocą zwyczajnej lampy bezpieczeństwa Davy’ego można wykryć obecność gazu dopiero wtedy, gdy powietrze zawiera go ¹/₃₀ swej objętości, to jest 3,33#, dlatego też już przed 30-stu laty zaczęto do prób używać zamiast lamp olejnych, lampy spirytusowe.

Zapomocą lampy spirytusowej pomysłn Chesneau można rozpoznać obecność gazu wybuchającego nawet i wtedy, gdy go jest w powietrzu nie więcej nad ¹/₄#, należy tylko odpowiednio skrócić płomień lampy. Gdy zaś powietrze zawiera D/a# gazu wybuchającego, płomień lampy tak się już wydłuża, że dochodzi do daszka, większych więc ilości gazu zapomocą lampy Chesneaurozpoznać nie można, a wreszcie użycie jej, przy obecności od 2y₂ do 3# gazu w powietrzu, zaczyna być już niebezpiecznem. W podobnym więc wypadku lepiej używać lampę Cloves’a, która się napełnia czystym zgęszczonym wodorem i która może wskazywać od 0,2 do 6# gazu kopalnianego w powietrzu, a prócz tego może służyć i do oświetlenia, gdy tymczasem lampa Chesneau do oświetlenia się nie nadaje.

Próbując skład powietrza w kopalni, lampę należy podnosić powoli od spągu do stropu i jeżeli przy tern zauważy się zwiększenie płomienia, co jest zawsze możebnem, bo, jak wiadomo gaz wybuchający zbiera się w górnych częściach wyrobisk, to opuszczać ją bardzo powoli i ostrożnie, aby płomień, przy raptownem opuszczaniu, nie wydostał się na zewnątrz i nie spowodował wybuchu. Dla tej samej przyczyny lampę należy trzymać przed sobą i nie poruszać nią.

Jeżeli powietrze kopalniane zawiera znaczniejszą ilość gazu wybuchającego, aureola otaczająca płomień tworzy jakby kulę ognistą, która się ciągle zwiększa, aż póki nie wypełni całej siatki; wtedy kolor płomienia jest jasny, prawie że biały, bez błękitnego odcienia. W podobnym wypadku lampę należy powoli i bardzo ostrożnie opuścić, postawić na ziemi i zgasić, nakrywając ją zmo-czonemi szmatami, lub zmoczonem ubraniem, ale nigdy nie dmuchać na lampę, bo przy najmniejszem nieostrożnem poruszeniu, płomień lampy może przedostać się na zewnątrz i spowodować wybuch. Wybuch może jeszcze nastąpić, gdy siatka rozpali się do białości, bo wtedy gaz może się zapalić na zewnątrz od samej siatki.

Pył węglowy jako przyczyna wybuchów. Wszystkie gatunki węgli przy ich urabianiu, a także przy ładowaniu na wózki i przewożeniu po chodnikach i pochylniach, wydzielają z siebie pył, ilość którego zależy od własności samego węgla, od sposobu odbudowy pokładu, od stopnia wilgoci zawierającej się w pokładzie węgla i nareszcie do pewnego stopnia od siły strumienia powietrza przypływającego do kopalni.

Zbite i twarde węgle dają mniej pyłu aniżeli węgle porowate, wilgoć zawierająca się w pokładzie zmniejsza jego ilość, silny zaś strumień powietrza, wysuszając węgiel, powiększa ilość pyłu.

Przy podwyższonej temperaturze świeży pył węglowy wydziela z siebie węglowodory bardzo łatwo zapalające się, które podobnie jak i gaz oświetlający, tworzą z powietrzem mięszaninę wybuchającą i to jest właśnie główna przyczyna, dla której pył węglowy w kopalniach jest tak bardzo niebezpieczny.

Suchy pył węglowy, jeżeli tylko jest rozsiany w powietrzu równomiernie i w znacznej ilości, łatwo może być zapalonym i spowodować wybuch. Tern niemniej jednak praktyka dowiodła, że w kopalniach, w których się gaz kopalniany nie wydziela, pył węglowy sam przez się nie przedstawia jeszcze poważniejszego niebezpieczeństwa. W kopalniach zaś w których gaz się wydziela, postać rzeczy zupełnie sie zmienia, bo te ilości gazu, które same przez się nie są szkodliwemi, łatwo mogą spowodować wybuch w obecności pyłu.

Dziś nie ulega już żadnej wątpliwości, że w większej liczbie wypadków, przyczyną znaczniejszych wybuchów w kopalniach był pył węglowy czy to zawieszony w powietrzu, czy też znajdujący

21

Górnictwo. T. II.

się w przodkach, lub osiadły na obudowie i spodku chodników. Doświadczeniami stwierdzono, że pył niektórych gatunków węgli może wybuchać sam przez się, nawet bez współudziału gazu kopalnianego. Sam wygląd robót w kopalni, zaraz po wybuchu, jak również i zeznania robotników, którzy się tam podczas wybuchu znajdowali, dowodzą, że przy wszystkich znaczniejszych wybuchach płomień prawie wyłącznie przebiegał chodniki przewozowe i powietrzne, w których się zawsze znajduje najwięcej pyłu, a zwykle bardzo niewiele gazu kopalnianego, bo właśnie te chodniki są naj -lepiej przewietrzane i silny strumień powietrza, jaki przez nie przepływa, jest zupełnie wystarczającym do wydalenia znajdującego się w nich gazu. Stwierdzono także, że w tych właśnie chodnikach zawsze ginie najwięcej ofiar i że zwłoki ich, jak również spodek chodnika i jego obudowa, są, po wybuchu, pokryte pyłem węglowym skoksowanym, tworzącym na nich jakby skorupę; widocznie więc pył ten stracił podczas wybuchu wszystkie części lotne, jakie się w nim zawierały.

Pył węglowy tern łatwiej się zapala im więcej zawiera w sobie materyi lotnych (szczególnie też węglowodorów), im łatwiej ulega rozkładowi, im przy niższej temperaturze zaczyna wydzielać z siebie gazy i im jest bardziej suchy i bardziej drobny.

Wybuchy czystego pyłu węglowego, jak również i wybuchy powietrza zawierającego niewielkie ilości gazu kopalnianego, przy współudziale pyłu węglowego, dają się objaśnić następującym sposobem. Przy zetknięciu się z ciałem płonącem węglowodory zawierające się w pyle zaczynają się wj^dzielać i zapalając się, powodują wybuch. Przy tym wybuchu podnosi się masa pyłu, z której znowu wydziela się znaczna ilość gazów łatwo palnych, powstaje więc drugi zwykle większy wybuch, następnie trzeci, i t. d., a ponieważ te wybuchy następują bardzo szybko jeden po drugim, więc otrzymuje się wrażenie, jakby to był jeden większy wybuch. Jeżeli powietrze zawiera choćby niewielką ilość gazu kopalnianego, wybuch naturalnie następuje daleko łatwiej, bo wtedy węglowodory wydzielające się z pyłu, dołączają się do gazu kopalnianego, zawierającego się w powietrzu, wskutek czego, w dauern miejscu, może się utworzyć najbardziej niebezpieczna i najsilniej wybuchająca mieszanina gazów. Tam więc, gdzie w powietrzu znajduje się w zawieszeniu pył węglow^y, wybuch gazu kopalnianego może nastąpić nawet już wtedy, gdy powietrze zawiera go 2% :).

') Jarosław Jicinsky. Katechismus der Grubenwetterführung Mähr. Ostrau, 1901, str. 15.

— 323 —

Widzimy więc jak wielkie niebezpieczeństwo przedstawia pył węglowy w kopalniach i to tem większe, że nawet najbardziej prawidłowe przewietrzanie silnym strumieniem powietrza, rozdzielonym na oddzielne mniejsze strumienie w ten sposób, aby każdy z nich przewietrzał jedno oddzielne pole, nie tylko nie usuwa niebezpieczeństwa, ale go nawet do pewnego stopnia powiększa, bo im prąd powietrza jest silniejszy, tem więcej podnosi kurzu i bardziej go wysusza, a więc ułatwia możebność wybuchu. Dlatego też należy się zawsze starać zmniejszać prędkość strumienia, nie zmniejszając ilości przypływającego do kopalni powietrza.

Zraszanie pyłu. Jedynym znanym dziś środkiem, czyniącym pył nieszkodliwym, jest silne zraszanie go wodą. Dlatego też, aby zapobiedz tworzeniu się pyłu, jak również aby uczynić go nieszkodliwym, należy zaraz po odbiciu węgla, zraszać wszystkie przodki na filarach i w chodnikach, jak również zraszać i sam węgiel odbity. Chodniki główne, pośrednie, przygotowawcze i przecinki powinny być zraszane i utrzymywane w stanie wilgotnym przynajmniej na odległości 10 metr. od przodka, a pochylnie, po których węgiel się opuszcza, powinny być ciągle wilgotne na ca-łej długości.

Do zraszania używa się zawsze wodę kopalnianą, oczyszczoną poprzednio w zbiornikach, a jeżeli wody kopalnianej nie wystarcza, co się zdarza bardzo rzadko, to należy sprowadzić ją z powierzchni. Mniej więcej na każde 100 tonu wydobytego węgla potrzeba jest od 14 do 15 metr. sześć. wody.

Przodki zraszają w ten sposób, że wiercą w nich po 2 lub 3 otwory, na 1 do 2 metr. głębokie i zatykają drewnianemi korkami, przez które przechodzą rury od wodociągu 13 mm. w świetle. Woda wtłacza się pod ciśnieniem od 5 do 10 atmosfer w ciągu 8-miu godzin i tym sposobem węgiel zwilża się na znaczną głębokość. W węglach jednak obfitujących w szczeliny, jak również i w węglach bardziej twardych, ten sposób nie wystarcza, potrzeba więc przodek, jak również i urabiany z niego węgiel zraszać ręcznie tem silniej, im on więcej daje pyłu.

Na pochylniach i w chodnikach głównych układają rury od 50 do 80 mm. w świetle i mniej więcej co 50 — 80 metr. urządzają hydranty, do których dopasowują węże gumowe, mające połowę tej długości. Zapomocą tych wężów zraszają 2—3 razy dziennie boki piętra i spodek, a także spłukują pył z obudowy.

Oznaczenie ilości potrzebnego dla kopalni powietrza.

Widzieliśmy wyżej, że powietrze w kopalni ciągle się psuje, aby więc mogło być zdatnem do oddychania, musi być stale odna-wianem, to jest, że do kopalni mnsi ciągle przypływać taka ilość świeżego powietrza, która byłaby w stanie pochłaniać i unosić z sobą wszystkie wydzielające się w niej gazy, w miarę ich tworzenia się. Zachodzi więc pytanie, jaką ilość powietrza należy wprowadzać do kopalni, aby warunki zdrowotne były w niej znośne i aby wybuchy gazu kopalnianego nie mogły mieć miejsca. Pod tym jednak względem zdania są dosyć podzielone i nic dziwnego, bo to zależy od wielu warunków, a warunki te w różnych kopalniach są tak różne, że trudno jest dać jakąś pewną stałą cyfrę, któraby mogła być przyjętą dla wszystkich kopalni.

W kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający, ilość wprowadzanego powietrza przedewszystkiem zależy od ilości wydzielającego się gazu, bo, jak widzieliśmy, gaz kopalniany wtedy tylko nie będzie przedstawiał niebezpieczeństwa, jeżeli, w miarę swojego wydzielania się, będzie rozcieńczony odpowiednią ilością powietrza i w tym stanie unoszony na zewnątrz.

W kopalniach, w których się gaz wybuchający nie wydziela, ilość niezbędnego dla zdrowotności kopalni powietrza zależy od ilości zatrudnionych w niej robotników i ilości koni zajętych przy przewozie podziemnym, a więcej jeszcze od ilości zużywanych w kopalni materyałów wybuchowych, dalej od obszaru wyrobisk i przestrzeni na jakiej one są zgrupowane, wreszcie od ilości wydobywanego w danej kopalni minerału.

Widzieliśmy, że powietrze kopalniane psuje się z dwóch przyczyn: wskutek zużycia zawierającego się w niem tlenu, albo też wskutek domieszki gazów nie podtrzymujących oddychania, chociaż psucie się powietrza wskutek zmniejszania się ilości tlenu, w porównaniu z zanieczyszczeniem go gazami szkodliwemi, wy-dzielającemi się w kopalni, jest bardzo nieznaczne.

Człowiek gdy pracuje, zużywa na godzinę 27,2 litrów tlenu, a gdy odpoczywa, tylko 20,8 litr., średnio więc można przyjąć, że człowiek zużywa w ciągu godziny 24,35 litr. tlenu. Jak wiemy, czyste powietrze zawiera ²¹/₁₀₀ części na objętość tlenu ⁷⁹/ino azotu, a ponieważ, na zasadzie tego, co wyżej powiedzieliśmy, możemy przyjąć, że z całej ilości tlenu zawierającego się w powietrzu, człowiek może zużyć na oddychanie, bez szkody dla swego zdrowia, ²/₁₀₀ części, to ilość x powietrza niezbędnego dla każdego człowieka w ciągu godziny możemy znaleźć z równania

100

24.35 - ++

x — 1,218 metr. sześć.

Przyjąwszy na potrzebę jego lampy taką samą ilość, otrzymamy, że górnik razem ze swoją lampą potrzebuje na godzinę 2,436 metr. sześć, powietrza.

Jeżeli teraz, opierając się na doświadczeniach przeprowadzonych przez Schondorfa, przyjmiemy, że ilość tlenu zużywanego przez górników, razem z ich lampami, wynosi tylko ¹/₁₇ całkowitej ilości, jaka się wogóle zużywa w kopalni, to ilość powietrza niezbędnego dla każdego górnika pracującego w kopalni wyniesie 17x2,436=41,412 metr. sześć, na godzinę. Jak zobaczymy jednak dalej, ta ilość jeszcze jest bardze niedostateczną.

Przy wybuchu prochu tworzą się następujące gazy *):

C0₂

. . 32,13 %

CO . .

h₂s .

CH₄ .

• • ²’⁷⁵ »

100,00 %

Wszystkie te gazy nie podtrzymują oddychania, a 40,85$ z nich są prócz tego bardzo trującemi.

Teoretycznie 1 gram prochu przy spaleniu wytwarza 331 ctm. sześć, gazów przy temp. 0°, a więc przy użyciu jednego kilograma prochu wydziela się 3,31 metr. sześć, gazów, które przy temperaturze 20n zajmują przestrzeń 3,31 (1 + 20 .0,003665)=3,55 m³.

Przyjmują, że dlatego aby te gazy nie wywierały szkodliwego wpływu na zdrowie robotników, powietrze wychodzące z kopalni nie powinno ich zawierać więcej nad 0,06$. Jeżeli więc w kopalni zużywa się jeden kilogram prochu na minutę, to dla rozcieńczenia gazów powstających przy spalaniu się tej ilości prochu potrzeba wprowadzać po 1666x3,55=5914,30 metr. sześcien. powietrza świeżego na minutę. Należy jednak zauważyć, że cyfra 0,06$ jest cokolwiek przesadzoną.

9 Demanet. Traité d’exploitation des mines II édition. Tom II, str. 61.

Według Callon’a dla człowieka wystarcza 35 — 40 litrów powietrza na minutę, a drugie tyle potrzeba jest dla jego lampy. Dla konia Callon przyjmnje 3 razy większą ilość, aniżeli dla człowieka.

Demanet ²) przyjmuje bardzo małą cyfrę 25 metr. sześcien. na człowieka i godzinę, z których 14 do oddychania i rozpuszczenia wydzielin jego skóry, 7 dla lampy i 4 metr. do uniesienia mia-zmów.

Przy budowie tunelu Mont-Cenis dla każdego robotnika dostarczano 10 m³ powietrza na godzinę, dla jego lampy 7 m³, a dla wydalenia gazów powstających przy spalaniu 1 kg. materyałów wybuchowych potrzeba było 250 m:< powietrza ³). Ilość ta jednak jest stanowczo niedostateczną, czego najlepszym dowodem było to, że wszyscy pracujący przy budowde tunelu Mont-Cenis robotnicy cierpieli na chorobę tunelową.

Dziś dosyć powszechnie przyjmują jako najmniejszą ilość powietrza niezbędną dla człowieka w ciągu 1 minuty 3 m³. Ta ilość przyjęta jest w przepisach górniczych dla Saksonii A). W Belgii przyjmują dla każdego człowieka od 30 do 50 litr. na sekundę powietrza przypływającego do przodków, to jest 1,8 do 3 m³ na minutę.

Komisya austryacka, która zajmowała się kwestyą wybuchów gazu kopalnianego, zadawalnia się 2 m³ powietrza dla każdego człowieka na minutę, ale tylko dla tych kopalni, w których gazu wybuchającego wydziela się bardzo mało i z zastrzeżeniem, że w powietrzu wychodzącem z kopalni ma się znajdować nie więcej nad 1% gazu wybuchającego. Na konia zaś przyjmuje ilość 4 razy • tak wielką jak na człowieka. Taż sama komisya żąda, aby ilość powietrza była zwiększoną co najmniej do 3 m³ dla każdego człowieka na minutę, jeżeli w powietrzu wychodzącem z kopalni znajduje się gazu wybuchającego od 1 do 2% i nareszcie 4 m³ powietrza dla każdego człowieka na minutę, jeżeli powietrze wychodzące z kopalni zawiera więcej niż 2% gazu wybuchającego.

Na Szląsku Górnym, gdzie przy urabianiu węgla zużywa się bardzo dużo materyałów wybuchowych, przyjmują 4 m³ powietrza

b Caüon. Cours d’exploitation des mines. Paris 1874, t II, str. 411.

²)    Demanet, t II, str. 337.

³)    Wabner. Die Beweterung der Bergwerke, str. 66.

⁴)    Haton de la Goupillière. Cours d’exploitation des mines, t. 2, str. 505.

dla każdego człowieka na minutę. Taka sama ilość powinna być przyjęta u nas w kopalniach węgla w zagłębiu Dąbrowskiem.

Wytworzenie przewiewu.

Fig. 806.

Ogólne pojęcie o przewietrzaniu. Pod przewietrzaniem rozumimy doprowadzanie do kopalni potrzebnej ilości powietrza świeżego, przy jednoczesnem wydalaniu powietrza zepsutego. Dlatego jednak, aby to było możebnem, potrzeba aby kopalnia łączyła się z powierzchnią ziemi co najmniej dwoma otworami i aby w niej był ciągły przewiew, to jest aby cała ilość znajdującego się w niej powietrza była w ciągłym ruchu. Wtedy świeże powietrze będzie przypływało przez jeden otwór, następnie, obchodząc wszystkie wyrobiska, będzie rozpuszczało wydzielające się w nich gazy i wychodząc przez otwór drugi, będzie je unosiło nazewnątrz. Tego rodzaju ruch po-wietrzą może mieć miejsce tylko wtedy, jeżeli w jednym z otworów łączących kopalnię z powierzchnią ziemi powietrze będzie rozrzedzone lub zgęszczone, skutkiem czego ono przez drugi otwór zacznie wchodzić lub ^ z niego wychodzić.

Zasadę przewietrzania najłatwiej zrozumiemy badając ruch powietrza w rurze a b c cl (fig 806), końce której są zagięte do góry pod kątem prostym. Jeżeli w tej rurze słup powietrza w ramieniu ab z jakiejkolwiek przyczyny, czy to wskutek nagrzania, lub też wskutek ssania, zostanie rozrzedzonym, jego ciężar właściwy zmniejszy się, wskutek czego powietrze w ramieniu cc b zacznie podnosić się do góry i wychodzić na zewnątrz przez otwór a. Lecz ponieważ w tej samej chwili na masę powietrza, zawartą w ramieniu cl c, ciśnie przez otwór cl powietrze atmosferyczne, które jest cięższe od powietrza rozrzedzonego w ramieniu a b₁ to dzięki temu ciśnieniu, słup powietrza cl c zacznie się opuszczać i tym sposobem powstanie ruch powietrza w całej rurze a b o cl w kierunku od cl ku a i ruch ten będzie miał miejsce dotąd, dopóki słup powietrza w ramieniu a b będzie rozrzedzany.

Oczywiście, że taki sam ruch powietrza będzie miał miejsce w rurze a b c cZ jeżeli, zamiast rozrzedzać powietrze w ramieniu a b, będziemy go zgęszczać w ramieniu d c, bo wtedy ono ciężarem swoim zacznie wypychać powietrze z rury d c b a, zmuszając słup b a podnosić się do góry.

W ten sam sposób jak w rurze a b c d, odbywa się ruch powietrza w kopalni, przyczem stosownie do tego czy masa powietrza kopalnianego porusza sie sama przez się, jedynie tylko wskutek różnicy temperatury powietrza na powierzchni i w kopalni, lub też ruch powietrza w kopalni wywołuje się sztucznie, odróżniają przewiew naturalny i przewiew sztuczny.

Dla dokładnego zrozumienia przewietrzania wyrobisk podziemnych przedewszystkiem należy mieć ogólne pojęcie o ruchu gazów, tern się więc teraz zająć musimy.

Ogólne pojęcia o ruchu gazów.

Ciśnienie powietrza. Ciśnienie powietrza mierzy się barometrem i wyraża się równaniem

C=h Xp,

to jest ciśnienie Crówna się wysokości słupa powietrza ń, pomnożonej przez jego ciężar p. Jeżeli do mierzenia ciśnienia używa się barometr rtęciowy, to ponieważ jeden metr sześcienny rtęci, przy temperaturze 0°, waży 13598 kilogramów, to ciśnienie powietrza przy temperaturze 0" na jeden metr kwadratowy powierzchni wyrazi się równaniem

C=h X 13598%

Ponieważ rtęć, przy ogrzaniu o jeden stopień ciepła, rozszerza się o ¹/₅₅₅o swej objętości, więc ciśnienie powietrza na jeden metr kwadratowy powierzchni przy temperaturze t wyrazi się równaniem

C=hX 13598 X

5550 5550 -f t.

Przyjąwszy wysokość słupa rtęci h— 0,75 metr., otrzymamy, że

przy t=0° a przy t = 16°

C= 10198,50 %

C== 10162,08 kg

czyli że różnica w ciśnieniu powietrza przy temperaturze 16° i przy temperaturze 0° wynosi 36,42 kg. na metr kwadratowy. Widzimy więc, że przy spostrzeżeniach barometrycznych nie można nie zwracać uwagi na temperaturę.

Często wypada oznaczyć różnicę ciśnień w dwóch różnych przestrzeniach, taką różnicę można oznaczyć zapomocą barometru, mierząc najprzód ciśnienie w jednem miejscu, a następnie w dru-giem, jeżeli jednak różnica ciśnień jest niewielką, w takim razie różnica wysokości słupa rtęci w barometrze, przy pierwszem i dru-giem spostrzeżeniach, wypadnie zaledwie parę milimetrów, łatwo więc może wkraść się pomyłka, dlatego też w podobnych wypadkach lepiej jest posiłkować się manometrem.

fi

ii

Najprostszy manometr, który się najczęściej używa w kopalniach, przedstawia rurkę szklaną, zgiętą, jak wskazuje figura 807, dwa ramiona któręj służą do połączenia ich z dwoma przestrzeniami, w których potrzeba zmierzyć różnicę ciśnień. Przed użyciem do rurki nalewają wody, a następnie koniec rurki b łączą z przestrzenią T oddzieloną tamą. Jeżeli ciśnienie powietrza przed tamą będzie takie same jak i za tamą, woda w obu ramionach rurki zatrzyma się na jednym i tym samym poziomie. Jeżeli zaś ciśnienie za tamą T jest większe, poziom płynu w ramieniu a podniesie się, a różnica poziomów w obu ramionach wskaże różnicę ciśnień w przestrzeniach przed tamą i za tamą.

Jeżeli do rurki była nalana woda destylowana, mająca 4° ciepła, ciśnienie C wyrazi się równaniem:

C = hx 1000

Fig. 807.

a jeżeli /< — 1 mra., to

C = 0,001 X 1000 = 1 kg.

Skąd wypada, że każdy milimetr wysokości słupa wody odpowiada ciśnieniu jednego kilogramu na metr. kwadratowy. Taki manometr jest instrumentem bardzo prostym i dlatego bardzo często używanym.

Woda podobnie jak i rtęć rozszerza się przy nagrzewaniu, ale to rozszerzenie jest bardzo nieznaczne (bo tylko ¹/22oo na 1° C.), można go więc nie przyjmować w rachubę.

Tego rodzaju manometry nie dają jednak dobrych rezultatów jeżeli bowiem płyn, jakim jest napełniona rurka, macza jej ściany, jak np. woda, wtedy on podnosi się wzdłuż ścian rurki daleko wyżej, aniżeli w jej środku, tworząc powierzchnię wklęsłą, przyczem głębokość wklęśnięcia dochodzi do 2 mm. Jeżeli zaś płyn nie macza ścian rurki, jak np. rtęć, lub, przy napełnieniu wodą, jeżeli

ściany rurki są pokryte tłuszczeni, to powierzchia płynu w rurce ma kształt wypukły. Aby zmniejszyć tę niedokładność, należy brać rurkę o większej średnicy.

,/<\

frn

Im

Fig. 808.

Manometr Vaux. Używa się wtedy gdy ciśnienie ma być zmierzone z większą dokładnością. Składa się on z naczynia cylindrycznego A C (fig. 80S) z otworem B, umieszczonym po środku i otoczonym ściankami niedocbodzącemi do dna naczynia. Górna część naczynia jest opatrzoną dwoma rurkami, z kranami r r\ zapomocą których można tę część naczynia połączyć z atmosferą zewnętrzną, lub też z atmosferą za tamą rl\ za którą ciśnienie zmierzyć potrzeba. Do naczynia nalewa się wody, a następnie w otworze B umieszcza się pływak f\ zawieszony na sznureczku jedwabnym, do drugiego końca którego jest prz ycz e piona przeciwwaga q, zró wnowa żaj ąca ciężar pływaka. Sznureczek od pływaka przechodzi przez krążek n₁ na osi którego jest osadzona lekka skazów-ka .r, wskazująca

zmiany poziomu wody. Jeżeli otworzymy kran r, łączący górną część naczynia z atmosferą zewnętrzną, woda w całem naczyniu będzie się znajdowała na jednym poziomie, zupełnie tak samo jak w rurce o dwóch ramionach, a skazówka będzie wtedy wskazywała zero. Jeżeli zaś zamkniemy kran r, a otworzymy kran rt, łączący część naczynia A Cz przestrzenią za tamą T, skazówka x wskaże nam ciśnienie gazów za tamą.

Przyrząd ten przedstawia jedną niedogodność, a mianowicie, że sznureczek jedwabny może się ślizgać na krążku n, niedogodność ta jednak nie jest tak wielką, bo zamykając kran i\ i otwierając kran r, możemy zawsze skazówkę x przesunąć do zera i doświadczenie powtórzyć.

Wszystkie wyżej opisane przyrządy przedstawiają jedną wielką niedogodność, a mianowicie, że odczytanie wysokości słupa wody w manometrze jest nadzwyczajnie trudne, ponieważ ta wysokość wskutek zmian ciśnienia i innych przyczyn ciągle się zmienia i przez to poziom wody w rurce ciągle się podnosi lub obniża. Zmiany ciśnienia, powodujące wahania się poziomu wody, szczególnie często następują wtedy, gdy przewietrzanie odbywa się za-pomocą wentylatorów o objętości zmiennej. W podobnych warunkach bardziej dokładne oznaczenie ciśnienia gazów jest prawie nie-możebne. Wprawdzie przez długi czas pomagano sobie w ten sposób, że wyprowadzano średnią cyfrę z kilku spostrzeżeń, a mianowicie, jeżeli największe ciśnienie było // a najmniejsze /<, to brano

Ten jednak spo-.

średnie

ii! :

sób nie jest dobry, bo rezultaty tą drogą otrzymane wtedy tylko mogą być zbliżone do rzeczywistości, jeżeli manometr wskazywał przez taki sam przeciąg czasu największe ciśnienie jak i najmniejsze, lub też jeżeli był przyjęty w rachubę czas trwania największego i najmniejszego ciśnienia.

Fig. 809.

Wahania się poziomu wody można wprawdzie zmniejszyć wrzucając do poziomej rurki manometru kilka ziarek śrutu, ale ten sposób nie jest pewny, bo można zupełnie zatkać rurkę, lepiej więc jest używać manometru z rurkami pionowemi o większej średnicy i z rurką poziomą o średnicy zmniejszonej. Taki właśnie manometr zbudował Guibal.

Manometr OuibaVa (fig. 809). Manometr Guibal¹ a składa się z dwóch rurek szklanych AB o większej średnicy, ustawionych pionowo w oprawie metalicznej i połączonych cieńszą rurką poziomą, opatrzoną kranem r, który dowolnie można otwierać i zamykać. Rurki AB u góry są zakończone oprawami metalicznemu, w które są wstawione cienkie rurki Jedna z tych rurek, a mianowicie rurka w ramieniu A, jest otwartą i służy do połączenia manometru z atmosferą zewnętrzną, a na drugą nakłada się rurka

kauczukowa, służąca do połączenia manometru z przestrzenią w której ciśnienie gazów ma być zmierzone. Pomiędzy rurkami A i B jest umieszczona skala, którą można przesuwać w kierunku pionowym. Kran r służy do zapobieżenia zbyt silnym wahaniom poziomu wody w rurkach A i B. Przymykając ten kran, zmniejszamy otwór, przez który rurki A i B łączą się z sobą, a więc zmniejszają się i wahania poziomów wody w rurkach.

a.

-M-

-W

IE

it.

jffl

OT-

W-

P-

353-

r"

24-

N'

te

nr

-jtKl

Sl

“C

-i

ufl

Manometr Maess'a z pływającą skalą do mierzenia stopnia rozrzedzonego powietrza (fig. 810). Składa się z szerokiej rury pionowej «, kształtu owalnego, połączonej zapo-mocą króciutkiej rurki poziomej, z bardzo cienką i u góry otwartą rurką c. Wewnątrz szerokiej rury a znajduje się skala ruchoma, umieszczona na pływaku w ten sposób, że zero na skali zawsze wskazuje poziom wody w rurze szerokiej a. Wierzchni koniec tej rury zakończony jest oprawą metaliczną, do której dopasowuje się rurka kauczukowa, służąca do połączenia przyrządu z przestrzenią, w której stopień rozrzedzenia powietrza ma być zmierzony. Jeżeli powietrze w rurze a zostanie rozrzedzone, poziom wody w niej, a z nim i zero podziałki, podniesie się do góry, a poziom wody w cienkiej rurce c opuści się na dół, różnica więc poziomów może być odczytaną na skali. Cały przyrząd jest przytwierdzony do deseczki d, razem z którą może być zawieszony.

Fig. 810.

Okoliczności, na które należy zwracać uwagę, posiłkując się manometrem. Posługując się manometrem, niezbędną jest rzeczą zwracać uwagę na sposób połączenia manometru z przestrzenią, w której ciśnienie gazów ma być zmierzone. Jeżeli powietrze w tej przestrzeni jest w zupełnym spokoju, w takim razie manometr zawsze wskaże rzeczywistą różnicę ciśnień, bez względu na to, w jaki sposób będzie z nią połączony, lecz co innego będzie jeżeli powietrze, którego ciś-

nienie oznaczyć pragniemy, znajduje się w ruchu, a to się właśnie zdarza najczęściej gdy chodzi o przewietrzanie kopalni.

Nr. 1

Wiemy z hydrauliki, że ciśnienie płynu na ściany przewodu, przez który ten płyn przepływa, zmniejsza się o tę siłę, jaka jest potrzebną do wprowadzenia płynu w ruch. Przedstawmy sobie, że przez tamę T (fig. 811) przechodzą 3 rurki od manometrów Ns 1, As 2 i As 3 i każda z nich ma inne położenie. W położeniu, jakie zajmuje rurka As 1 zakrzywiony koniec rurki jest równoległy do kierunku w jakim płynie strumień powietrza, a otwór w rurce zwrócony w stronę przeciwną do tego kierunku. Jeżeli przez P nazwiemy ciśnienie wskazane przez manometr, przez v prędkość, z jaką powietrze przepływa za tamą P, a przez h całkowite j ciśnienie powietrza za tamą P, to przy tern położeniu rurki P=h.

j i!

Nr. 2

Jeżeli rurka od manometru jest w ten sposób umieszczoną jak wskazuje J\fo 2, to jest jeżeli powietrze przepływa w kierunku prostopadłym do osi rurki i równolegle do płaszczy-

zny otworu rurki P =

k 2y

to jest, że aby otrzymać

prawdziwy rezultat do ciśnienia jakie wskazuje manometr, należy do-£,2

dać

czyli

7 Nr. 3

2.9,

h=P +

2.P

Fig. 811.

Nareszcie jeżeli koniec rurki od manometru będzie w ten sposób umieszczony jak wskazuje As 3, w takim razie

vŁ

2v²

f)

P=h-~ = h 2 g

Zwykle prędkość, z jaką powietrze przepływa jest nieznaczną, dlatego można jej nie brać w rachubę, w każdym jednak razie, aby mieć rezultaty dokładne, należy koniec rurki od manometru osadzać w ten sposób jak wskazuje «N® 1.

Mierzenie strumienia powietrza. Jeżeli przez Q oznaczymy objętość powietrza przepływającego przez dany chodnik w ciągu jednej sekundy, przez 8 — płaszczyznę poprzecznego przekroju tego chodnika i przez v—prędkość ruchu powietrza, to Q — S v metr. sześcien.

334:

za-

Mierzenie prędkości strumienia. Mierzenie prędkości strumienia przepływającego powietrza może się odbywać dwojakim sposobem: 1) oznaczając czas, jaki powietrze potrzebuje do przebycia drogi, długość której jest nam dokładnie znaną i 2) mierząc bezpośrednio prędkość, z jaką powietrze przepływa przez dane miejsce w chodniku. W pierwszym wypadku potrzeba przypuszczać, że przekrój chodnika, przez który powietrze przechodzi, jest jednakowy na całej długości. W drugim potrzeba zmierzyć płaszczyznę poprzecznego przekroju chodnika tylko w jednem miejscu. Dokładne oznaczenie prędkości strumienia powietrza pomocą pierwszego z tych sposobów jest trudniejsze, bo w kopalniach bardzo rzadko zdarzają się chodniki zupełnie prawidłowe, o jednakowym przekroju na znaczniejszej długości, należy więc do doświadczeń wybierać tylko te części chodników, które są omuro-wane.

Mierzenie prędkości strumienia powietrza zapomocą oznaczenia czasu, jaki powietrze potrzebuje na przebycie pewnej drogi. Jeżeli przez E oznaczymy drogę, jaką powietrze przechodzi, a przez T— czas potrzebny na przebycie tej drogi, to prędkość V otrzymamy w równaniu:

E.

Ponieważ jednak nie można widzieć jak powietrze odbywa tę drogę, potrzeba więc użyć ciał lekkich, które ono z sobą unosi. Do tego celu może służyć puch, który powietrze łatwo unosi i który może być łatwo spostrzeżony, przy czem przyjmuje się, że pióra biegną z taką samą szybkością jak i powietrze, które je unosi.

Samo doświadczenie odbywa się następującym sposobem: Dwie osoby zatrzymują się w chodniku w pewnych umówionych miejscach, w odległości 100 lub 200 metr. jedna od drugiej, przy czem każdy z nich ma zegarek z sekundnikiem. W danej chwili, na umówiony sygnał, osoba stojąca bliżej tego miejsca, z którego powietrze przypływa, rzuca garść pierza, druga zaś osoba śledzi ile sekund upłynie od chwili kiedy pióra były rzucone, aż do chwili gdy one dojdą do niego. Z początku on zobaczy tylko kilka pierwszych piórek, potem całą ich masę i wreszcie kilka ostatnich piórek. To dowodzi, że nie wszystkie pióra biegły z jednakową szybkością, czyli, że nie cała masa powietrza płynie z jednakową szybkością.

Notują czas przybycia pierwszych i ostatnich piórek, co odpowiada największej i najmniejszej szybkości i biorą wartość śre-

dnią. Ponieważ jednk trudno jest dokładnie oznaczyć czas kiedy ostatnie piórka zostaną, przyniesione, bo zwykle widzi sieje za późno, oznaczona wńęc tym sposobem szybkość zwykle jest mniejszą od rzeczywistej.

Oznaczenie prędkości zapomocą dymu prochowego. W ten sam sposób można oznaczyć prędkość strumienia powietrza, spalając pewną ilość prochu, którego dym powietrze z sobą unosi. Sposób zaś ten jest pod tym względem lepszy, że dym prochowy można nie tylko widzieć ale i poczuć, a prócz tego dym nie przylega tak jak pierze do wilgotnych ścian chodnika. Zamiast prostego spalenia prochu, osoba robiąca doświadczenie może na umówiony sygnał wystrzelić z pistoletu, chociaż tego sposobu nie można bardzo zalecać, bo wystrzał może spowodować zmianę szybkości, dlatego też używając go, nie należy strzelać ani naprzód, ani w tył, tylko w bok.

Można także oznaczyć prędkość strumienia powietrza zapomocą eteru; flaszeczkę z którym jeden z robiących doświadczenie rozbija na danysygnał.

Należy jednak zwrócić uwagę, że dwa ostatnie sposoby dają rezultaty tylko bardzo przybliżone, ponieważ pary eteru, jak równie i dym prochowy mają do pewnego stopnia ruch niezależny od ruchu powietrza.

Sjjosób zapomocą lampy otwartej. Sposób ten polega na tern, że osoba robiąca doświadczenia przechodzi w kierunku strumienia powietrza, z lampą otwartą, 100 lub 150 metr., z taką prędkością, aby płomień lampy pozostawał się ciągle pionowym, oczywiście, że wtedy prędkość z jaką się idzie, jest równą prędkości płynącego strumienia powietrza.

Mierzenie bezpośrednie prędkości strumienia płynącego powietrza. Wszystkie wyżej opisane sposoby mierzenia prędkości strumienia powietrza dają tylko bardzo przybliżone rezultaty, lepiej więc jest mierzyć ją bezpośrednio, aa⁷ pewnem oznaczonem miejscu, co się uskutecznia zapomocą przyrządów zwanych Anemometrami. Sposób ten jest znacznie lepszy, ale jeszcze nie bezAVzglednie dobry, chociaż zapomocą ulepszonych anemometrów, jakie dziś AYyrabiają, można już otrzymać zadawalniające rezultaty.

Anemometr Dickinsorta (fig. 812 i 813) składa się z ramy a, wewnątrz której jest zaAvieszona, na czopach c, druga leciutka rama b. ciężar której jest zrÓAvnoAA⁷ażony zapomocą przecrwAvagi f i na którą jest naciągnięta przepona l. W spokojnem powietrzu ra-

ma b wisi pionowo, lecz przy najmniejszym wietrze odchyla się, tworząc z płaszczyzną pionową kąt tern większy, im prędkość strumienia płynącego powietrza jest większą. Do oznaczenia wielkości kąta odchylenia służy półkole K, podzielone na stopnie, przy-czem każdy stopień odpowiada pewnej prędkości strumienia, ozna-

<•4

____L_____JB¹.

h jacLa

IP

Fig. 813.

Fig. 812.

czonej zapomocą bezpośredniego doświadczenia, çj—rączka do trzymania anemometru, h — poziomnica.

Fig. 814.

Anemometr Birain'a (fig. 814). Przedstawia maleńki wentylator ze skrzydłami obracającemi się około osi poziomej, które są osadzone w ten sam sposób jak skrzydła w wiatrakach. Umieszczając przyrząd w strumieniu płynącego powietrza, koło ze skrzydłami zaczyna się obracać i prędkość jego obrotu będzie tern większą, im większym będzie pęd, to jest prędkość powietrza. Anemometr jest opatrzony przyrządem wskazującym ilość obrotów. Prędkość powietrza wyprowadza się z równania :

v—nn -f- b,

w którem v oznacza prędkość w metrach na sekundę, n, liczbę obrotów na sekundę, a i b — wartości stałe, oznaczone zapomocą doświadczenia dla każdego oddzielnego przyrządu.

Wartości dla a i b oznaczają się następującym sposobem. Umieszczają anemometr na końcu ramienia kieratu, który może być obracanym z dowolną prędkością, następnie zaczynają kierat obracać z pewną ściśle oznaczoną prędkością i odczytują liczbę obrotów jaką zrobił anemometr. Otrzymują więc równanie

v = an 4- ć,

w którem v i n są wiadome. Następnie puszczają kierat z prędkością większą i otrzymują drugie równanie

— anx 4-

w którem znowu są widome vx i nx. Tym sposobem otrzymują 2 równania z dwoma niewiadomemi a i &, które rozwiązując, otrzymamy wartości dla « i b.

Pi

Fig. 815.

Anemometr CaseWa (fig. 815), zbudowany na tej samej zasadzie co i anemometr Biram’a, ale dogodniejszy od niego pod tym względem, że prędkość ruchu powietrza odczytuje się wprost na przyrządzie zegarowym do liczenia, nie potrzeba więc posiłkować się formułami praktycznemi. Jest to wiatraczek, o ośmiu skrzydłach aluminiowych, osadzonych na osi w ten sposób, że tworzą kąt 30° z płaszczyzną pionową prostopadłą do osi. Na tej samej osi znajduje się śruba bez końca, łącząca wiatraczek z przyrządem zegarowym do liczenia, skazówka którego wskazuje liczbę obrotów zrobionych przez wiatraczek. Ta zaś liczba obrotów jest jednocześnie prędkością strumienia powietrza, wyrażoną w metrach na sekundę. Duża skazówka pokazuje liczbę metrów, a dwie mniejsze liczbę setek i tysięcy metrów. Drążek a służy do zatrzymywania przyrządu zegarowego. Przed zaczęciem spostrzeżeń należy zapisać położenie skazówek, a dopiero potem drążek a przesunąć i przyrząd do liczenia w ruch puścić. Do znalezionej długości w metrach należy jeszcze dodać pewną stałą liczbę, oznaczoną dla każdego przyrządu, jest to współczyn-

22

Górnictwo. T. II.

nik tarcia przyrządu. Ten współczynnik po największej części wynosi 10 na każdą minutę, w ciągu której robiło się spostrzeżenia.

Anemometr najlepiej przytwierdzać do statywu w kształcie pręta osadzonego w szerokiej podstawie i urządzonego w ten sposób, że można go podwyższać i zniżać.

Przy drążku a znajdują -się jeszcze sznureczki, zapomocą których przyrząd zegarowy można puszczać w ruch z pewnej odległości. Jest to niezbędne, ponieważ robiący spostrzeżenia swoją osobą może zmniejszać przekrój chodnika lub szybu, przez który powietrze przepływa. Spostrzeżenia dosyć robić w ciągu 3—4 minut.

Sposób użycia anemometr ów. Podobnie jak w rzekach woda w niektórych miejscach płynie prędzej, w innych wolniej a jeszcze w innych wiruje, lub nawet płynie w stronę przeciwną i w kopalni są miejsca, w których strumień powietrza nie płynie prawidłowo i w których wskutek tego nie można oznaczyć prawdziwej prędkości jego biegu. Dla pomiarów należy wybierać części chodników proste z prawidłową płaszczyzną poprzecznego przekroju i gładkie-mi ścianami, a więc przy obudowie drzewnej, ze ścianami obitemi deskami na przestrzeni od 6 do 8 metr., lub jeszcze lepiej ze ścianami omurowanemi.

Nigdy nie należy robić pomiaru przed zakrzywieniem lub za zakrzywieniem chodnika, jak również przed drzwiami wentylacyj-nemi i za niemi, osoba zaś robiąca pomiar powinna stać w niszy, wyrobionej w boku chodnika, aby swojem ciałem nie zatrzymywała biegu strumienia. Dla pomiarów jakie robią w celu oznaczenia prędkości strumienia powietrza w wielu kopalniach urządzają osobne stacye, powtarzając pomiary przynajmniej co pół roku, a w kopalniach, w których się wydziela gaz wybuchający nawet co miesiąc, przyczem rezultaty pomiarów zapisują do dziennika, który się umyślnie w tym celu prowadzi.

Również należy powtarzać pomiary po przeprowadzeniu każdego nowego chodnika, który może wpływać na zmianę warunków przewietrzania. Pomiary strumienia powietrza wychodzącego z kopalni uskuteczniają w kanale ssącym wentylatora, który przystosowują do tego celu, robiąc go dostatecznie długim i zaopatrując go w odpowiednio urządzone okno, lub oświetląjąc go elektrycznością. Nareszcie pomiary należy wykony wać wtedy, gdy w kopalni jest najmniejszy ruch, bo przy ożywionym przewozie w chodnikach, toczące się wozy znacznie zmniejszają przekrój chodnika i powodują raptowne zatrzymanie strumienia powietrza i rapto-

wne pędy powietrza. Toż samo ma miejsce i w szybie wyciągowym podczas ruchu klatek.

Sam pomiar anemometrem może być uskuteczniony dwojakim sposobem, a mianowicie sposobem Combes’a i sposobem angielskim. Robiąc pomiar sposobem Combes’a, umocowują w poprzek chodnika dwie łaty drewniane, jedną na wysokości ³/₃ chodnika, a drugą na ¹/₃ wysokości chodnika (fig. 816), a następnie anemometr ustawiają, na każdej łacie, po kolei w trzech miejscach; po środku chodnika i boków, w równej odległości od środka. Sześć spostrzeżeń daje już rezultat średni dostatecznie dobry. Przy takich pomiarach często, szczególnie w obszerniejszych chodnikach, w różnych punktach jednego i tego samego przekroju, otrzymują się bardzo różne rezultaty. Jako przykład przedstawiamy rezultaty pomiaru wykonanego w chodniku mającym 1,80 metr. wysokości i 1,80 metr. szerokości (fig. 816) J).

3 RSi

2JÉ

-A.----5_____6..

su O

ly8m

a-

Rig. 816.

Razem

Średnio

M 1—1576 obrotów Na 2 — 1602 Na 3 — 1625 4803 obr. 1601

Na 4 -1557

N> -5 —1383 Ne 6—1410 4350 „    1450

2985

3035

Razem 3133 obrotów Średnio 1566    „

Z tego przykładu widzimy, że prąd powietrza w tym chodniku ma największą szybkość u góry, a najmniejszą u dołu. Widzimy również jak wielką popełnionoby omyłkę, gdyby się zadowolono tylko jednem spostrzeżeniem.

1492

1017

Nie zawsze jednak strumień powietrza ma największą szybkość u góry a najmniejszą u dołu, jak tego dowodzi pomiar, rezultaty którego podajemy niżej i który był zrobiony w chodniku 1,50 m. wysokim i 1,20 m. szerokim.

Razem Średnio

Na 1—1827 obrotów Na 2 - 1733 Na 3 —1932 5492 Na 4-1939

1831

ri

Na 5—1816 Na 6—1910 5665    1888

Razem

Średnio

3766 obrotów 1883

3549

1774

CM 05 -H CM CO 05 CO 7—!

U Guibal. Cours de Ventilation des mines, str. 322.

Przykłady te dowodzą, że prędkość strumienia powietrza w różnych punktach chodnika bywa bardzo rozmaitą, dlatego też należy zawsze zrobić kilka spostrzeżeń i wziąć średnią.

Sposób angielski polega na tern, że osoba robiąca pomiar, trzymając anemometr w ręku w ten sposób aby skrzydła wiatraka były obrócone do kierunku wiatru, przesuwa go tam i napowrót, po całej płaszczyźnie przekroju chodnika, opisując zygzak, jak wskazuje fig. 817. Ten sposób jest bardzo dobry, ale wymaga pewnej wprawy, którą się jednak wkrótce nabywa. Najlepiej jeżeli pomiar robią dwie osoby, z których jedna przesuwa anemometr, a druga patrzy na zegarek z sekundnikiem i co pewien czas, np. co minutę, zatrzymuje i puszcza w ruch przyrząd do liczenia. Jedno takie spostrzeżenie jest więcej warte niż sześć spostrzeżeń wykonanych sposobem Combes’a, jeżeli zaś wykona się takich spostrzeżeń kilka i weźmie się przeciętny średni rezultat, w takim razie omyłka jest prawie niemożliwą.

'•A

fj!

r?\

—o

Jeżeli prędkość strumienia powietrza jest tak małą, że prąd powietrza nie jest w stanie przezwyciężyć tarcia koła wiatraka, w takim razie należy ją mierzyć sposobami wyżej wskazanemi zapomocą dymu prochowego lub eteru.

•ip

V

Fig 817.

W.-'

r;

Oznaczenie oporu, jaki strumień przepływającego powietrza musi przezwyciężać w kopalni.

Mając już oznaczoną objętość powietrza i jego ciśnienie, należy jeszcze oznaczyć opór, jaki wyrobiska w kopalni stawiają strumieniowi przepływającego przez nie powietrza. Oczywiście, że powietrze przepływając, wskutek działającego na nie pewnego ciśnienia, przez jakikolwiek przewód, musi doznawać oporu w swym ruchu, bez względu na to, jakie będą wymiary tego przewodu i jakie są właściwości jego ścian.

Teorya wskazuje, a doświadczenie potwierdza, że powietrze wtłaczane do przewodu nie przechodzi przez niego z tą prędkością, jakąby mu nadać powinno to ciśnienie, pod jakiem ono się wtłacza. Nie ulega więc wątpliwości, że częściowa strata prędkości pochodzi tylko wskutek pewnej straty ciśnienia, część którego zostaje zużytą na przezwyciężenie oporu.

Daubisson objaśnia to zjawisko następującym sposobem. Ponieważ opór powstaje wskutek tarcia powietrza o ściany przewodu, spiusi być on proporcyonalny do obszaru ich powierzchni, to jest do długości przewodu i do obwodu jego poprzecznego przekroju. Z drugiej strony im przekrój przewodu jest większy, tern mniejsza ilość cząsteczek powietrza przychodzi w zetknięcie ze ścianami przewodu, a więc opór, pochodzący od tarcia, rozdzieli się na większą liczbę cząsteczek, wskutek czego każda z nich i cała ich masa doznaje mniej przeszkód w swym ruchu, czyli że opór od tarcia będzie mniejszy. Tym więc sposobem opór jest w stosunku odwrotnie proporcyonalnym do ilości cząsteczek powietrza, a więc i do wielkości płaszczyzny przekroju przewodu. Nareszcie jest on proporcyonalnym do kwadratu prędkości strumienia, bo im prędkość strumienia jest większą, tern, w danym okresie czasu, więcej cząsteczek powietrza będzie przylegało do ścian przewodu, a więc tem więcej potrzeba będzie zużyć siły na ich oderwanie.

Na zasadzie tego cośmy powiedzieli, jeżeli oznaczymy przez L długość przewodu; przez S płaszczyznę przekroju przewodu; P jego obwód i Vprędkość, z jaką strumień powietrza płynie, to opór R wyraża się następującem równaniem:

(1).

LPV²

Wszystkie doświadczenia jakie były zrobione, szczególnie też doświadczenia wykonane przez Daubisson’a dowiodły, że opór, jakiego powietrze doznaje przechodząc przez rurę, jest proporcyonalny do długości rury, jej obwodu i do kwadratu z prędkości z jaką powietrze przez rurę przepływa, a odwrotnie proporcyonalny do płaszczyzny poprzecznego przekroju rury.

Ale oprócz długości, kształtu i wymiarów przewodu, na wielkość oporu wpływają jeszcze i właściwości ścian przewodu, to jest ich nierówności, stopień ich gładkości lub chropowatości i t. p., te więc dane muszą być także wprowadzone do rachunku.

Jeżeli cliodzi o oznaczenie straty ciśnienia przy przejściu powietrza przez przewód rurowy, w takim razie na jednym końcu przewodu, przez który powietrze wchodzi do rur, ustawiają jeden manometr, a na drugim końcu, przez który powietrze wychodzi z rur, drugi manometr i notują wysokości manometryczne na każdym z tych manometrów, a różnica h między temi wysokościami wskaże nam stratę ciśnienia, która została zużytą na przezwyciężenie oporu, jaki przedstawia część przewodu rurowege zawarta między manometrami.

Jeżeli ta różnica h ciśnień na obu końcach rur jest wiadoma, w takim razie możemy napisać następujące równanie:

hS

Dla rur żelaznych gładkich K jest ilością stałą, a mianowicie = 0,00037. W powyższem równaniu wartość dla h musi być wyrażona w milimetrach słupa wody.

Ponieważ szyby, chodniki, przecznice i inne wyrobiska, które razem wzięte stanowią kopalnię, są niczem innem jak tylko mniej lub więcej prawidłowemi przewodami rurowemi, kolejno po sobie następującemi, a zatem powietrze, które przez nie przechodzi, podlega zupełnie temu samemu prawu, jak i powietrze przechodzą-' ce przez przewód rurowy. Opór więc, jaki przedstawia kopalnia strumieniowi przepływającego przez nią powietrza, może być wyrażony równaniem

. . (2).

LPV2 h - KR = l— b

Dalej zobaczymy jak się oznacza wartość dla K.

Opór jaki doznaje strumień przepływającego powietrza w chodnikach.. Jeżeli przypuścimy, że mamy dwa chodniki jednakowej długości i że strumień powietrza przepływa jjrzez nie z jednakową szybkością, to jest. że w równaniu Nr. 1 LPV‘²\

-g—1 jakieśmy wyżej przytoczyli, wartości dla L i V

jest

w dwóch różnych chodnikach są jednakowe, to porównywując z sobą opory w tych chodnikach, przekonamy się, że stosunek

najważniejszym czynnikiem oporu i otrzymamy:

E: Rl =

. Pi • Ä •

Jeżeli teraz‘przypuścimy, że chodniki mają przekrój kwadratowy, to obwód P równa się 4 razy wziętemu bokowi kwadratu, a płaszczyzna przekroju równa się bokowi podniesionemu do kwadratu. Oznaczywszy więc bok tego kwadratu przez otrzymamy:

8 6‘²

Jeżeli przekrój chodnika będzie nie kwadratem tylko kołem,

w takim razie obwód P — tzD, a płaszczyzna przekroju S

7U D²

''a więc

7C/d

¹/₄xl>² Ï)

- •*

¥:*

■D

... 1

Fig. 818.

Fig. 819.

Stosunek więc - pozostaje jednakowym dla przekroju chodnika kwadratowego, jak i dla przekroju w kształcie koła wpisanego w ten kwadrat (fig. 818).

Chodniki w kopalniach często są prostokątne, jeżeli wtedy oznaczymy wysokość chodnika przez h, a jego szerokość przez /, otrzymamy (fig. 819):

P 2{h±l)

s ~ lyji

Jeżeli przyjmiemy h = 1,5 otrzymamy P 51    0,333

1$ " l,5l² “ l '

Jeżeli znowu wyobrazimy sobie koło, którego średnica równa się połowie sumy wysokości i szerokości prostokąta, to jest

I) = —otrzymamy:

TZ X

? + h\² lĄ-h ? -f- h’

P 3 20

Jeżeli przyjmiemy jak wyżej li = 1,5 ?, otrzymamy — = ’

o

i stosunek prostokąta do koła

_ 3,333 ~ 3,200

Czyli że w największej liczbie wypadków, przy warunkach jakieśmy wyżej podali, prostokąt może być zastąpiony przez koło, którego średnica równa się połowie sumy wysokości i szerokości prostokąta.

= 1,0415.

Często jednak h nie jest równe 1,5?, zwykle h = 1,25?; podstawiając to znaczenie dla h w wyżej wskazane równanie, otrzyma-

my, że stosunek w chodniku prostokątnym ma się do stosunku o

P

— w chodniku kształtu koła jak 3,6 : 3,55 = 1,044. Tern bardziej o

więc można zastąpić przekrój prostokątny przekrojem kołowym.

Chodniki o przekroju koła, którego średnica równa się połowie sumy wysokości i szerokości chodnika prostokątnego, mogą mieć w kopalniach średnicę zaczynając od 2 metrów i do 0,75 metra. W tych granicach stosunek tościami:

wyrazi się następuj ącemi war-

Jeżeli D = 2 w, to

jCQ

= 2,00

„ = 2,287 „ = 2,666 „ = 3,236 „ = 4,000 „ = 5,315

Opór więc kopalni, który jest proporcyonalnym do -g-

sta proporcyonalnie do wyżej wskazanych cyfr, to jest, że opór w chodniku mającym przekrój koła o średnicy 1 metr. będzie 2 razy większy aniżeli opór w chodniku, przekrój którego ma kształt koła o średnicy 2 metr.

wzra-

Oznaczenie współczynnika oporu kopalni K. W równa-LPV²K

niu Nr. 2 h =

-— wyrażaj ącem opór, jaki przedstawia kopalnia przepływowi powietrza, koniecznem jest mieć dokładną wartość dla współczynnika K. Wartość ta oznaczoną została na zasadzie pewnych spostrzeżeń, rezultaty których poniżej będą przytoczone.

Zmniejszenie ciśnienia powietrza, wywołane przepływem jego przez wyrobiska kopalni, czyli tak zwana depresyar jest w stosunku prostym do oporu kopalni. Tę depresyę można wyrazić w wysokości słupa wody, wziętej w milimetrach i wtedy otrzymamy równanie

= h milimetrów

skąd

hS

LPV*

(3).

.*//

|4

a*

■Si

120

lii

Fig. 820.

ę?77

Jeżeli więc dla pewnej drogi, którą powietrze w kopalni przepływa znane są h, D, 5, P i F, to łatwo jest znaleźć K. Drogi jednak, któremi powietrze przepływa, nigdy w kopalniach nie są tak prawidłowe jak ściany przewodu rurowego, ponieważ wymiary i kształt chodników często się zmieniają, w każdym jednak razie, na pewnej długości, chodniki mają mniej więcej jednakowy kształt i wymiary, a to już wystarcza do znalezienie wartości dla K.

Przewietrzanie kopalni odbywa się zawsze następującym sposobem: Świeże powietrze wchodzi przez jeden szyb, przepływa po kolei przez cały szereg rozmaitych wyrobisk, mających różną długość, przekrój i obwód i wychodzi nazewnątrz przez szyb drugi. Najczęściej szyb wciągający powietrze P i wyciągający P, (fig. 820) leżą blizko siebie i są z sobą bezpośrednio połączone krótkim chodnikiem, przeprowadzonym na poziomie podszybia, który jest przegrodzony podwójnemi drzwiami, zawsze szczelnie zamkniętemi. Oczywiście, że w takich kopalniach, umieszczając manometr około drzwi <7, łatwo jest oznaczyć w milimetrach wysokość słupa wody //, na który zmniejsza się ciśnienie powietrza, po przejściu strumienia przez wszystkie wyrobiska kopalni, zaczynając od podszybia Pi aż do podszybia Pn to jest oznaczyć całkowity opór. jaki dana kopalnia przedstawia strumieniowi przepływającego przez nią powietrza.

Ten całkowity opór równa się sumie częściowych oporów, jakie strumień powietrza musi przezwyciężać na swej długiej drodze P ab öd P,. Częściowe zaś opory wyrażają się następującemi równaniami.

LPV²K

1) od P do a = ]t₀

2) „ a „ b =

3) „ b „ c — h₂ —

.    ^\P\ K

'h ~ Sl

l,p₉vsk

i t. d.

W ostatecznym więc rezultacie Jt₀ + hy 4- h₂ -f ... — h, to jest depresyi jaką nam wskaże manometr umieszczony około przegrody q. Czyli, że

LPV² , Lx P, F,²

P₂P₂F₂

.. ,| skąd

h (5 4- Sx -f* $2^• • •)

LPV- -f- Ly Py T,² -f- L,P, F-'₂ 4- ...

Tym sposobem dla każdego z chodników możemy oznaczyć 7Ć, ponieważ możemy zmierzyć długość chodnika, jego obwód i płaszczyznę przekroju, a zapomocą anemometru możemy zmierzyć prędkość strumienia powietrza, a więc i oznaczyć objętość powietrza przepływającego przez ten chodnik w ciągu jednej sekundy. Objętość tę należy koniecznie oznaczać dla każdego chodnika oddzielnie i nie przyjmować ją dla wszystkich chodników jednakową, ponieważ w pewnych miejscach część powietrza może się tracić wskutek przenikania przez podsadzkę, drzwi wentylacyjne i t. p. Inżynier Raux, który oznaczał wartości dla współczynnika K w 4-ch różnych kopalniach, znalazł następujące cyfry:

Długość chodników

Wartość dla K

1) W kopalni Crachet-Picquery 1607 metr.

Grand Buisson

2)

1680

0,001819

0,001656

Wartość dla K 0,001600 0,001830

Długość chodników

3) W kopolni Forchies .    .    .    2695 metr.

..... 3200    „

Te cyfry są blizkie rzeczywistości, czego najlepszym dowodem jest mała różnica między niemi, a mianowicie między największą 0,00183 i najmniejszą 0,001600 różnica wynosi tylko 0,00023.

Doświadczenia przeprowadzone we Francyi i Anglii dały wartości dla K bardzo blizkie wyżej przytoczonym, według Devillez K = 0,0018.

Ta zgodność rezultatów jakie były otrzymane przez różnych badaczy i w różnych krajach jest nawet zadziwiającą, jeżeli przyjmiemy pod uwagę, że opór kopalni zależy nie tylko od właściwości ścian wyrobisk, lecz także od ich zakrzywień i od nagłych zmian płaszczyzn ich poprzecznych przekroi, które przecie nie mogą być jednakowe w różnych kopalniach, w jakich były robione doświadczenia. Oczywiście więc wpływ tych zmian nie musi być tak znaczny, jeżeli wartość dla K we wszystkich kopalniach pozostaje mniej więcej stałą.

Guibal objaśnia to w ten sposób, że opór, jaki stawia przepływającemu powietrzu przewód rurowy, oznaczano w rurach małej średnicy (nie więcej jak 30 mm.) i stosunkowo nie wielkiej długości 100—120 m., gdy tymczasem w kopalniach wymiary dróg powietrznych są bez porównania większe. Guibal więc przypuszcza, że w miarę jak wymiary przewodu powietrznego wzrastają, opór zależny od raptownych zmian kierunku strumienia powietrza jak również i od raptownych zmian płaszczyzny przekroju znacznie się zmniejsza. Tern nie mniej jednak nie ulega najmniejszej wątpliwości, że nieprawidłowości w chodnikach, przez które powietrze przechodzi, znacznie powiększają opór, jaki kopalnia stawia strumieniowi przepływającego przez nią powietrza. Dlatego też w praktyce należy tych nieprawidłowości unikać.

Współczynnik oporu Kx dla szybów. Wyżej zualeziona wartość dla współczynnika K stosuje się tylko do chodników, należy więc jeszcze mieć jego znaczenie dla szybów. Jeżeli mamy wiadomy całkowity opór danej kopalni i opór jaki przedstawiają same chodniki, to z różnicy tych oporów można wyprowadzić i współczynnik oporu, jaki przedstawiają szyby. Ten jednak współczynnik oporu jest bardzo zmienny, ponieważ przekrój szybów nigdy nie bywa wolnym.

W wielu szybach ustawione są drabiny i urządzone spoczni-ki, w szybach znowu wyciągowych są umocowane poprzeczne belki i kierowniki dla klatek, wszystkie zaś te urządzenia zajmując pewną przestrzeń w szybie, tamują swobodny przypływ powietrza. Oprócz tego swobodny przepływ powietrza przez szyby tamują jeszcze i klatki wyciągowń, szybkość ruchu których prawie nigdy nie jest równą prędkości strumienia powietrza i które poruszają się naprzemian to w kierunku strumienia płynącego powietrza, to w kierunku odwrotnym. Guibal, w swoim Cours de ventilation des mines (str. 337), utrzymuje, że dla szybów z kierunkami lub z drabinami i spocznikami wartość dla TT można przyjąć = 0.001, a dla szybów, przekrój których jest zupełnie wolny, współczynnik ten jest znacznie mniejszy.

Przykłady na opory kopalń. Widzieliśmy wyżej, że dlatego aby pewna ilość powietrza mogła przejść przez kopalnię, potrzebną jest pewna nadwyżka ciśnienia niezbędna do przezwyciężenia oporu jaki kopalnia stawia przepływowi strumienia powietrza i że, jak wskazuje równanie drugie, nadwyżka ta wynosi

mm. słupa wody .    .    (2).

0,0018 LPV²

Wiemy, że objętość powietrza Q przepływającego przez dany chodnik w ciągu jednej sekundy równa się prędkości pomnożonej przez płaszczyznę poprzecznego przekroju chodnika, to jest

Q= VS, skąd 7=^.

Podstawiając znaczenie dla V w równaniu (2), otrzymamy 0,0018 LPQ-

h =-—-mm. słupa wody (4). >-

Z równania tego można wyprowadzić bardzo ważne wnioski, co najlepiej zobaczymy na przykładzie. Przypuśćmy, że przez chodnik mający 2000 m. długości, przekrój którego jest wskazany na figurze 821, ma przepływać 4 mh powietrza na sekundę, potrzeba oznaczyć jaki opór ma przezwyciężać strumień powietrza, przepływając przez ten chodnik. Mamy więc:

L = 2000 m.

A.

■V

i*

..........

Fig. 821.

a*

P = 1,5 -f 1 + 2 X 1,62 = 5,74 m.

Jeżeli długość chodnika zwiększy się dwa razy, to chociaż wszystkie inne warunki pozostaną te same, opór jaki powietrze przepływające przez niego musi przezwyciężać, zwiększy się także dwa razy, ponieważ

4000 X 5,74 X 16

= 82.6.

h = 0.0018

Przypuśćmy teraz, że przez ten sam chodnik ma przepływać podwójna ilość powietrza, to jest nie 4 lecz 8 m³ na sekundę, opór wtedy będzie

k - 0,0018 X 2000 X 5,74 X 8²

1 4- 1,5'

= 2 m², a więc h _ 0,0018 X 2000 X 5,74 X 16

S= 1.6

= 41,3 mm.

= 165,2 mm.

to jest, że będzie 4 razy większy. Jeżeli zaś zwiększymy przekrój chodnika, dając mu wymiary wskazane na figurze 822 i jeżeli ilość powietrza jaka ma przez ten chodnik przepływać pozostanie ta sama, a mianowicie 8 m³ na sekundę, wtedy otrzymamy:

P = 7,60 m.

S — 3,465 m³

₇ _ 0,0018 X 7,6 X 2000 X82 ~    41,60

= 42 mm. ,

to jest opór będzie tylko cokolwiek większy aniżeli w pierwszym wypadku, gdy przez chodnik o przekroju 2 m* przepływało 4 m3 powietrza. Tym więc sposobem w pierwszym wypadku, gdy ilość przepływającego przez chodnik powietrza zwiększy się dwa razy, opór wzrasta cztery razy, gdy tymczasem powiększając przekrój chodnika w stosunku jak 2 do 3,46, to jest jak 1 : 1,73, możemy ilość przepływającego przez chodnik powietrza powiększyć dwa razy, nie zwiększając wcale oporu. Ten przykład najlepiej wskazuje jak łatwo można polepszyć warunki przewietrzania powiększając wymiary poprzecznego przekroju chodników.

ÿaSÂMÉl

.....

Raj

2,1 m

|<;

i'!

■j-----1,8m-

Fig. 822.

Temperament kopalni. Z równania Nr. 4, które wyżej podaliśmy widzimy, że

₇    0,0018 X PLQ²    ICPLQ³

II ~ ---= ----

S³

S³

Ponieważ dla danej kopalni wartości K P L i 8 są stałe, można więc wartość

zwać przez 5 i wtedy otrzymamy

h — ^ Q³

To jest, że w danej kopalni opór, jaki ta kopalnia przedstawia przepływającemu przez nią powietrzu, zmienia się tylko wtedy, jeżeli zmienia się objętość przepływającego przez nią powietrza. Jeżeli więc zmienia się objętość Q powietrza przypływającego do kopalni, to musi się zmienić i ciśnienie h wytwarzające przewiew. To się odnosi zarówno do przewietrzania ssącego jak i przewietrzania tłoczącego. Przy przewietrzaniu ssącern w szybie wyciągającym następuje rozrzedzenie powietrza, czyli tak zwana Depresya, odpowiadająca wysokości li słupa wody, gdy tymczasem w szybie wciągającym ciśnienie powietrza jest równe ciśnieniu atmosferycznemu. Przy przewietrzaniu tłoczącem przeciwnie, w szybie wciągającym następuje zgęszczenie powietrza, odpowiadające wysokości h słupa wody, ponad ciśnieniem atmosferycznem, gdy tymczasem w szybie wy ciągającym ciśnienie powietrza będzie równe ciśnieniu atmosferycznemu.

KPL

która dla każdej kopalni jest stałą, na-

(5)

W każdym więc razie wysokość li słupa wody przedstawia, siłę poruszającą masę powietrza w kopalni, to jest siłę wytwarzającą przewiew. Dla dwócli więc różnych objętości powietrza, które mają przepływać przez daną kopalnię, otrzymamy

?    = Q'ihx=zQ*

(S>

skąd

Q>²

to jest, że stosunek nie zmienia się dotąd, póki nie zmieni sięr stan kopalni, dla danej więc kopalni jest on ilością stałą. Guibal

Q²

nazwał tę nie zmieniającą się wartość — temperamentem kopalni;

oznaczając więc temperament przez T otrzymamy

Temperament odgrywa bardzo ważną rolę przy przewietrzaniu kopalni, wskazuje on nam trudności, to jest opór, jaki powietrze musi przezwyciężać na swej drodze, przepływając przez daną kopalnię. Oczywiście że te trudności w różnych kopalniach mogą być różne.

Porównanie różnych kopalń pod względem ich temperamentów. Im słabsze jest ciśnienie h, jakie potrzeba zastosować dlatego, aby zmusić pewną ilość powietrza Q przepływać przez kopalnię, tem temperament tej kopalni jest lepszy i naodwrót, można więc różne kopalnie porównywać z sobą pod względem łatwości ich przewietrzania.

Przypuśćmy że dla jednej kopalni mamy

T =91iQ = V~Th .

Dla drugiej kopalni mamy

Q,

ł i <?, = VTA .

Dzieląc jedno równanie przez drugie, otrzymamy

Th

Qi

TA

jeżeli więc h — Jiu to

albo

Q VT

2’

Qi V'Ą ’

to jest, że ilości powietrza wschodzące do dwóch różnych kopalń pod działaniem jednej i tej samej siły tak się mają do siebie, jak pierwiastki kwadratowe z temperamentów tych kopalń.

Jeżeli teraz przyjmiemy, że do obudwu tych kopalń wchodzi jednakowa ilość powietrza, to jest że Q — Q{, to otrzymamy

h Tx

sze

czyli że temperamenty są odwrotnie proporcyonalne do depresyh Na temperament bardzo wpływają wymiary chodników w kopalniach, a ponieważ w kopalniach, w których się odbudowują pokłady grube i średniej grubości wymiary, chodników są zawsze więk-aniżeli w kopalniach, w których się odbudowy wuj ą pokłady cienkie, więc temperament tych kopalń jest zwykle znacznie lepszy aniżeli temperament kopalń z pokładami cienkiemi. Szczególnie trudno jest otrzymać dobry temperament w kopalniach gdzie odbudowywują się cienkie pokłady, mające słaby strop,.

lab pęczniejący spąg, bo wtedy szerokość chodników musi być bardzo ograniczoną. W podobnych wypadkach obszar pól roboczych, przewietrzających się jednym i tym samym strumieniem powietrza, musi być bardzo zmniejszonym w kierunku rozciągłości pokładu.

W Belgii i w Północnej Prancyi, gdzie odbudowywują cienkie pokłady węgla, kopalnie wogólemają zły temperament, ponieważ jednak w tych kopalniach wydziela się gaz wybuchający, cała więc uwaga była zwrócona na sposoby polepszenia temperamentów i trzeba przyznać, że zdołano otrzymać bardzo dobre rezultaty. Do roku 1845 temperament kopalni belgijskich i francuzkicłi bardzo często wynosił 1, 2, 3, obecnie on został doprowadzonym do 20, 30 i 40, przyczem wysokość słupa wody h: to jest siła zmuszająca powietrze przepływać przez kopalnię zwykle nie przenosi 40—80 mm. i tylko w wyjątkowych razach dochodzi do 127 mm. W Anglii gdzie odbudowywują się pokłady średniej grubości i prawie poziome, temperament kopalń wynosi od 70 do 85, a często nawet i do 100.

U nas w zagłębiu Dąbrowskiem przewietrzanie kopalń pozostawia jeszcze wiele do życzenia, ponieważ drogi, jakie powietrze musi odbywać, przechodząc przez kopalnię, sąwogóle za długie, często dochodzą do kilku wiorst, a prócz tego w naszych kopalniach zużywa się taka ogromna ilość materyałów wybuchowych, że ilość świeżego powietrza, jaka obecnie do kopalń przypływa, często bywa niedostateczną do rozpuszczenia wydzielających się przy wybuchu gazów.

Opór właściwy każdej kopalni. Zrównania Nr. 5 li = zQ-,

w którem opór 2 dla danej kopalni przedstawia ilość stałą, otrzymujemy

(6

W równaniu tem opór 2 jaki dana kopalnia stawia strumieniowi przepływającego przez nią powietrza, jest wyrażony nadwyżką ciśnienia, albo depresyą (przedstawioną w milimetrach, wysokości słupa wody) jaka jest niezbędną dlatego, aby przez kopalnię mógł przepływać jeden metr sześcienny powietrza na sekundę.

Tak np. jeżeli nadwyżka ciśnienia h = 40 mm. a objętość Q powietrza przypływającego do kopalni w ciągu jednej sekundy równa się 20 m³, to

to jest, że dla przejścia przez kopalnię 1 m:i powietrza w ciągu sekundy niezbędna jest nadwyżka ciśnienia = 0,1 mm.

, skąd

Jeżeli nadwyżka ciśnienia h zmieni się na ht, to i objętość Q przepływającego przez kopalnię powietrza zmieni się na i wtedy h .

Qi

Qi

Q²

czyli że opory, jakie kopalnia stawia strumieniowi przechodzącego przez nią powietrza, mają się do siebie jak kwadraty z objętości przepływającego przez kopalnię powietrza.

Otwory równoznaczne Gdy strumień powietrza przechodzi przez otwór zrobiony w cienkiej ściance, to wskutek oporu, jakiego wtedy doznaje, różnica ciśnień na jednej i na drugiej stronie ścianki jest proporcyonalną do kwadratu z prędkości ruchu powietrza. Czyli że opór, jaki przedstawia otwór w cienkiej ściance strumieniowi przepływającego przez niego powietrza, podobnie jak i opór, jaki przedstawia kopalnia przepływającemu przez nią powietrzu, jest proporcyonalny do kwadratu z prędkości ruchu powietrza. Można więc pod względem oporu, jaki kopalnia stawia przepływającemu przez nią powietrzu, porównać ją do otworu w cienkiej ściance, przez który przy tej samej depresyi przechodzi, w jednostce czasu, taka sama ilość powietrza, jaka przechodzi przez daną kopalnię. Takie właśnie porównanie zrobił francuski inżynier Murgue, prace którego wyświetliły bardzo wiele kwestyi, dotyczących przewietrzania. Murgue nazywa otworem równoznacznym dla danej kopalni (orihce équivalent) powierzchnię (wyrażoną w metrach kwadratowych) takiego otworu, przez który, przy jednakowej nadwyżce ciśnienia, lub przy jednakowej depresyi, przechodzi w ciągu jednostki czasu, taka sama ilość powietrza, jaka przechodzi, w tym samym czasie, przez daną kopalnię. Dla oznaczenia wielkości a takiego otworu podaje on następujące równanie:

K V2<)h

w którem Q oznacza ilość powietrza przepływającego przez kopal-

%= metr. kwadr..

23

40

20²

= 0,1 mm

Górnictwo. T- II.

nię w ciągu jednej sekundy; K—współczynnik kurczenia się i tarcia strumienia płynącego gazu = 0,59; rj — 9,8088 m. przyspieszenie i li nadmiar ciśnienia z jednej strony ściany, wyrażony w milimetrach wysokości słupa wody. Wstawiając odpowiednie wartości, otrzymamy:

0,38 Q

Vii

metr. kwadr.

Murgue oznaczył tym sposobem otwory równoznaczne dla bardzo wielu kopalń, przyczem wartości dla tych otworów w największej liczbie wypadków otrzymał równe mniej więcej jednemu metrowi kwadratowemu. Dlatego też Murgue, jako jednostkę dla porównania kopalń pomiędzy sobą, przyjął jeden metr kwadratowy i rozdzielił kopalnie na 3 działy, a mianowicie do działu pierwszego zalicza te kopalnie, których otwór równoznaczny wynosi jeden metr kwadratowy, albo też nie wiele mniej lub więcej i te kopalnie nazywa średniemi. Drugi dział stanowią kopalnie szerokie, których otwór równoznaczny jest znacznie większy od jednego metra kwadratowego i nareszcie do trzeciego działu należą kopalnie wązkie z otworem równoznacznym mniejszym od jednego metra kwadr.

Obliczenie siły niezbędnej do przewietrzania kopalni.

li

Oznaczmy przez A pracę, jaką wykonywa powietrze przechodzące przez kopalnię; przez M jego masę; przez F prędkość ruchu powietrza; przez P jego wagę; g przyspieszenie siły ciężkości = 9,808; v²

~ wysokość, to jest ciśnienie kolumny powietrza, które wywołu je ruch, w danym wypadku depresya, wyrażona w metrach słupa powietrza; h—odpowiadająca tej wysokości, wysokość słupa wody w milimetrach; Q—objętość powietrza przypływającego do kopalni w ciągu jednej sekundy, wyrażona w metrach sześciennych; p—waga jednego metra sześciennego powietrza; p, — waga jednego metra sześciennego wody = 1000 kg.

Wiemy z mechaniki, że praca ciała znajdującego się w ruchu wyraża się następującem równaniem:

. . (1).

MV²

Dalej wiemy, że masa M ==

a prędkość F, odpowiadająca wysokości //, kolumny powietrza, wyraża się równaniem V — V2ghl.

Podstawiając te wartości w równanie 1, otrzymamy

P2yhx

2/7

= Phx .

Ponieważ P, to jest waga przypływającego powietrza, równa się jego objętości pomnożonej przez wagę jednego metra sześciennego powietrza, to jest P— Qp, to podstawiając zamiast P jego wartość, otrzymamy:

A = Qphx

li, p 1000

(2);

wiemy, że hxp — lipx i h stawiając tę wartość, otrzymamy:

1000

milimetr, skąd hl = —

Pod-

— Qh kilogr. metrów (3).

Mamy więc 3 wyrażenia dla pracy, którą należy wykonać, aby strumień powietrza przeprowadzić przez kopalnię. Ostatnie z nich jest najdogodniejsze, ponieważ Q możemy znaleźć zmierzywszy prędkość strumienia powietrza i przekrój chodnika, a h wskaże nam manometr.

Przykład. Jeżeli przyjmiemy p, to jest średnią wagę jednego metra sześciennego powietrza przepływającego przez kopalnię = 1,133 kg. i przyjąwszy, że do kopalni przypływa wciągu sekundy 12 m:ł powietrza, to jest, że Q = 12, to

Qp = P= 12 X 1,133 = 13,596 kg.

Jeżeli prędkość V = 4 m., to V² = 16 metr. i

V²

-    = hx = 0,8154 i h = 0,8154 X 1,133 = 0,9238.

Obliczając pracę przewietrzania według każdego z trzech wyżej podanych równań, otrzymamy:

PV² 13,596 X 16 Ï9,62

2)    A — Phx = 13,596 X 0,8154 - 11,0861.

3)    A = Qh = 12 X 0,9238 - 11,0856.

Jak widzimy, rezultaty otrzymują się bardzo zbliżone.

Ponieważ siła jednego konia parowego odpowiada 75 kgm., dzieląc więc Q X ń przez 75, otrzymamy siłę iV(wyrażoną w koniach parowych), jaka jest potrzebną do wprawienia w ruch oznaczonej ilości powietrza

1) A =

= 11,0142.

Qh

r_r koni parowych.

Przypuśćmy teraz, że ilość powietrza przepływającego przez kopalnię musi być podwojoną i że temperament kopalni pozostaje się bez zmiany, to ponieważ h rośnie proporcyonalnie do kwadratu zQ,a zatem depresya /i, wytwarzająca strumień, musi być powiększoną 4 razy; praca więc wtedy będzie:

2Qx4ń Qh

75

75

czyli, że dla przeprowadzenia przez kopalnię, przy tym samym temperamencie, podwójnej ilości powietrza, praca niezbędna dla wytworzenia przewiewu musi być powiększoną przez podniesienie jej do trzeciej potęgi. To najlepiej dowodzi jak ważną rolę odgrywa polepszenie temperamentu kopalni.

Oznaczenie wymiarów wyrobisk niezbędnych do przepływu danej ilości powietrza. Wymiary wyrobisk służących do przewietrzania zależą od ilości powietrza, jaka ma przez nie przepływać i od prędkości, z jaką powietrze przepływa. Powszechnie przyjmują, że dla każdego człowieka pracującego w kopalni potrzeba jest od 2 do 4 m:i powietrza na minutę. Dla konia zaś przyjmuje się ilość 4 razy większą. Prędkość strumienia powietrza w szybach przyjmują zwykle nie większą nad G metr. na sekundę, a w przecznicach i innych chodnikach nie powinna być większa nad 4 metry.

Oznaczenie płaszczyzny przekroju szybu wyciągającego. Jeżeli w kopalni pracuje 400 robotników, 8 dozorców i 10 koni i jeżeli przyjmiemy, że dla każdego człowieka potrzeba jest 4 m³ powietrza na minutę, to cała ilość powietrza, jaką należy wprowadzić do kopalni, będzie następująca:

32 „

dla 400 robotników potrzeba jest 1G00 nr1 „    8    osób nadzoru „

160 „ 448 „

„    10    koni    „

„    25$    jako rezerwa „

Razem

2240 m³ na minutę.

Ilość powietrza przechodzącego przez szyb w ciągu jednej minuty, wyraża się równaniem:

Q = S X VXQX GO,

w którem Q oznacza ilość powietrza przepływającego w ciągu minuty, w danym wypadku = 2240 m³. S = płaszczyzna przekroju w metrach kwadra towych. V = prędkość strumienia w metrach

na sekundę, w danym wypadku 6 in. Q współczynnik tarcia w szybach murowanych = 0,8. Mamy więc:

2240 = SX 6x0,8x60,

skąd

= 7,7 m². •

2240

0,8 X 6 X 60

Jeżeli w szybie wyciągającym ma być jeszcze urządzonym oddział dla drabin, to ponieważ on zajmie około 10t całego przekroju, płaszczyzna więc przekroju szybu wypadnie:

* 7,7 -f 0,7 = 8,4 m².

Oznaczenie przekroju przecznicy. Przekrój przecznicy oznacza się w ten sam sposób jak i przekrój szybu. Jeżeli strumień powietrza jakiśrny powyżej podali 2240 m³ dzieli się na dwie równe części, z których tylko jedna ma przepływać przez przecznicę, to przyjmując prędkość strumienia w przecznicy 4 metr. na sekundę (jest to już bardzo znaczna prędkość), płaszczyznę przekroju przecznicy otrzymamy z równania:

1120

0,8 X 60 X 4

= 5,8 m².

Ponieważ jednak wozy idące po przecznicy zmniejszają jej pożyteczny przekrój przynajmniej na 1 m², to przecznica powinna mieć przekrój nie 5,8 lecz 6,8 m²j to jest 2,8 metr. szerokości i 2,4 metr. wysokości.

Wymiary chodników obliczają się w ten sam sposób, lecz jeżeli długość ich dochodzi od 3000 do 4000 metr., to współczynnik tarcia należy przyjąć nie 0,8 lecz 0,7, a jeżeli chodnik ma dużo zakrzywień to nawet 0,6.

Przewiew naturalny.

Powiedzieliśmy wyżej, że przewiew naturalny ma miejsce wtedy, jeżeli masa powietrza znajdującego się w kopalni porusza się sama przez się, bez żadnych sztucznych urządzeń. Dlatego jednak, aby masę powietrza wprowadzić w ruch, potrzebną jest pewna siła i tą siłą przy przewiewie naturalnym jest siła ciężkości.

Jeżeli sobie przedstawimy w jednem i tern samem naczynia dwie ciecze, lub dwa gazy, różnego ciężaru właściwego, to ciecz lub gaz cięższy zacznie opadać na dno naczynia, wypędzając do góry gaz lżejszy. Tym więc sposobem różnica w ciężarze właściwym cieczy może być przyczyną ich ruchu.

Wiadomo, że powietrze, wskutek ogrzania, rozszerza się i staje się lżejszem, wskutek zaś oziębiania gęstszem i cięższem. W naszym klimacie temperatura w kopalniach wynosi około 9° C., taki więc stopień ciepła przyjmuje powietrze znajdujące się przez pewien czas w kopalni. Wskutek ciepła słonecznego powietrze na powierzchni bywa, w lecie, o wiele cieplejsze, aniżeli w kopalni, a w zimie zimniejsze. Z tego więc powodu prawie przez cały rok dwie kolumny powietrza równej wysokości, na powierzchni i w kopalni, mają różny ciężar. Jeżeli więc tylko kopalnia łączy się z powierzchnią ziemi zapomocą dwóch otworów i jeżeli te o-twory nie leżą na je-f dnym poziomie, to już tylko wskutek różnicy temperatur na powierzchni ziemi i w kopalni, rówmowaga w kolumnach powietrza zostanie naruszoną i zacznie się przewiew. Tak, jeżeli przedstawimy sobie szyb A (fig. 823) połączony siecią wyrobisk ze sztolnią B, to w lecie powietrze w szybie A będzie zimniejsze i cięższe od powietrza znajdującego się nad wylotem sztolni B, wskutek więc różnicy w wadze nastąpi opadanie kolumny powietrza cięższego w szybie A, które znowu wywoła wypływanie powietrza z kopalni przez wylot sztolni B. W zimie naodwrót, zewnętrzne powietrze jest zimniejsze i cięższe, aniżeli powietrze w kopalni, wskutek czego słup powietrza w szybie jest lżejszy od równie wysokiego słupa powietrza na powierzchni, z tego powodu powietrze w szybie podnosi się do góry, podczas gdy zimne powietrze zewnętrzne wchodzi przez wylot sztolni i wypycha do szybu powietrze znajdujące się w kopalni. Zupełnie taki sam przewiew będzie miał miejsce, jeżeli kopalnia łączy się z powierzchnią ziemi

Fig. 823.

rv

!.

i.

?!

i;

Ę.

pfc'"

Fig. 824.

dwoma szybami, wyloty których znajdują się na różnych poziomach (fig. 824). Siła zaś przewiewu będzie tern większą, im większą będzie różnica poziomów, na których znajdują się wyloty szybów. Dlatego też przewiew naturalny można znacznie zwiększyć, budując wysoki komin nad wylotem szybu, znajdującego się na poziomie wyższym. Ilość powietrza przechodzącego przez kopalnię przy przewiewie naturalnym wyraża się równaniem:

Q — S VK.

Wartość dla S otrzymuje się, mierząc poprzeczny przekrój chodników, współczynnik K jest ilością stałą, a prędkość V otrzymuje się z równania:

-to

w którern g oznacza przyspieszenie siły ciężkości = 9,81, h różnicę poziomów, na których znajdują się wyloty szybów a c (fig. 824) wyrażoną w metrach; t₀— temperatura w szybie wciągającym; T₀— temperatura w szybie wyciągającym; a = współczynnik rozszerzalności powietrza = 0,00367.

Przewiew naturalny w największej liczbie wypadków jest niedostateczny, ponieważ siła jego ciągle się zmienia, w zależności od różnicy temperatury powietrza zewnętrznego i kopalnianego. Skąd wypływa, że w zimie, gdy różnica temperatury powietrza zewnętrznego i kopalnianego jest bardzo znaczną, przewiew będzie silniejszym; w lecie, gdy różnica temperatur jest mniejszą, będzie on słabszym; a na wiosnę i w jesioni, gdy temperatura powietrza zewnętrznego i kopalnianego jest prawie jednakową, przewiew będzie bardzo słaby lub żaden. Nie tylko siła przewiewu ale i kierunek strumienia przypływającego powietrza zmienia się zależnie od pory roku, dlatego też przewiew naturalny może być stosowany tylko w mniejszych kopalniach, mało rozległych, w których pracuje niewielu robotników i w których wcale niema koni.

Przewiew sztuczny.

Różne rodzaje przewiewu sztucznego. Przewiew sztuczny wytwarzają: 1) przez nagrzanie powietrza kopalnianego zapomo-cą pieców, lub zapomocą pary i 2) przez wprowadzenie powietrza kopalnianego w ruch środkami mechanicznymi.

Piece przewietrzające. Piece przewietrzające mogą być postawione na powierzchni ziemi albo w samej kopalni. Piec urządzony na powierzchni ziemi przedstawia figura 825. Około szybu, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni, stawiają komin, a przy nim piec. Wylot szybu zamykają hermetycznie, a sam szyb łączą z kominem zapomocą pochyłego kanału. Przypływ powietrza do pieca regulują zapomocą drzwi z otworami, które można dowolnie powiększać lub zmniejszać.

£SS

Ili

m

PI

HI

rl

IŁ,.__

nu

K »

V.. c

Hüü

PPS

""

Fig. 82B.

Jako piec przewietrzający może służyć i komin kotłowni, do którego w takim razie wpuszczają powietrze wychodzące z kopalni. Skuteczność jednak takiego przewietrzania nie jest wielką, chociaż można je z pożytkiem zastosować przy pogłębianiu szybów, a także przy pędzeniu pierwszych robót podziemnych na nowozakłada-jącej się kopalni, gdy należyte przewietrzanie nie jest jeszcze urządzone.

Działanie pieców przewietrzających ustawionych na powierzchni ziemi jest tern mniej skutecznem, im głębokość szybu jest większą, ponieważ stosunek wysokości słupa ogrzanego powietrza do głębokości szybu jest wtedy bardzo małym. Z tej więc przyczyny daleko lepiej urządzać piece w samej kopalni.

Żarownie. Najprostszym piecom urządzonym w samej kopal-

na-

ni jest żarownia (fig⁻. 826). Żarownia przedstawia kosz żelazny pełniony węglami rozżarzonymi, zawieszony na łańcuchu w szybie, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni. Ten sposób przewietrzania jest pod tym względem dobrym, że cała ilość ciepła

wytworzonego przez żarzące się węgle, zostaje zużytkowaną na zwiększenie siły przewiewu. Prócz tego opuszczając lub podnosząc żaro-wnię zapomocą windy, można dowolnie regulować siłę przewiewu, ponieważ skuteczność działania żarowni

SÄ

dr

rośnie proporcyonalnie do pierwiastku kwadratowego z głębokości, na której ona jest zawieszoną. Z drugiej strony żarownia przedstawia ^tę niedogodność, że szyb,

Fig. 82t>.

•r

ii

Hal ii

/OYT]

eg

- v..:~

6'

Fig. 828.

w którym jest zawieszoną może już tylko wyłącznie służyć do~tod-pływu zepsutego powietrza z kopalni i żadnego innego użytku z niego zrobić nie można. Prócz tego żarownia wydziela zbyt mało ciepła, aby można było otrzymać znaczniejsze podwyższenie temperatury w szybie.

Fig. 827.

Piece podziemne. Piec podziemny (fig. 827 i 828) składa się z rusztu zajmującego przestrzeń od 5 do 6 metr. kwadr., nad którym wznosi się sklepienie z cegły ogniotrwałej. Przy końcu rusztu zrobiony jest próg niezbędny dlatego, ponieważ on zamyka popielnik od tyłu i zmusza powietrze kopalniane przechodzić przez ruszta Prócz tego próg nadaje gazom powstającym przy paleniu kierunek ku górze. Sklepienie tworzące piec nie powinno przylegać wprost do skały, przeciwnie, należy go otoczyć drugim murem, tak aby między tymi dwoma murami była warstwa powietrza przynajmniej 0,6 m. gruba (fig. 827). Jeżeli piec buduje się w pokładzie węgla, lub blizko pokładu, w takim razie, na spodku, w tern miejscu gdzie ma być popielnik, należy ubić warstwę gliny, a następnie ułożyć podłogę z cegły. Piec łączy się z szybem, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni, zapomocą kanału pochyłego, wylot

■ali

mm

Fig. 829.

którego powinien się znajdować powyżej chodnika, przez który zepsute powietrze wchodzi do szybu. Wprzódy takie piece budowano nawet i w kopalniach, w których się wydzielał gaz wybuchający, tylko kanał łączący piec z szybem wyciągającym, robiono wtedy co najmniej 20—30 metr. długi, aby płomień z pieca nie mógł się przedostawać do szybu, gdzie mógłby przyczynić wybuch. Naturalnie, że w podobnym wypadku, dla podtrzymania ognia, nie mogło być użyte zepsute powietrze wychodzące z kopalni, do pieca więc musiał być doprowadzony strumień zupełnie czystego powietrza.

Gdy dla podtrzymania ognia służy powietrze kopalniane, nie ma potrzeby aby cała ilość powietrza, wychodzącego z kopalni, przechodziła przez ruszta. W podobnym więc wypadku na około paleniska i popielnika budują omurowano kanały, przedstawione na figurze 827, którymi większa część powietrza płynie prosto do szybu, nie przechodząc przez ruszta. Kanały te przedstawiają jesz-

cze tę dogodność, że ochładzają ściany pieca, nie dając się im zbytecznie rozgrzewać. Często zamiast urządzania kanałów stawiają piec w oddzielnym chodniku, który się łączy z szybem wyciągającym na poziomie wyższym aniżeli chodnik, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni (fig. 829). Ilość powietrza, jaką się wtedy przepuszcza przez rusztu, reguluje się zapomocą przegród z oknami, ustawionych w chodniku, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni. Wielkość otworu okien można dowolnie zmniejszać za pomocą odpowiednio urządzonych zasuwanych okienic.

Piece przewietrzające podziemne przedstawiają urządzenia bardzo mało kosztowne, nie psujące się nigdy, działające regularnie i wymagające niewielkiej obsługi i niewielkiego nadzoru, ale wytwarzają stosunkowo bardzo nieznaczną depresyę, nie większą nad 20—25 mm. słupa wody, mogą więc znaleźć zastosowanie tylko w kopalniach z bardzo dobrym temperamentem. Są one w stanie wprowadzać w ruch znaczne ilości powietrza, a skuteczność ich działania (wprost przeciwnie aniżeli przy innych tego rodzaju urządzeniach) jest tern większą, im wię- j kszą jest głębokość szybu.

Przy jednym i tym samym prze- ||| c iii'' r" kroju szybu ilość powietrza otrzymane- MiLpEOlf go zapomocą pieca jest proporcyonalną    UJ*

iâ

HP

Ą.

■&

mm s

Fig- 830.

w

Fig. 831.

'y

w4m

do pierwiastku kwadratowego z wysokości słupa rozgrzanego powietrza. Piec nagrzewa powietrze od 38 do 50" C., a niektóre piece w Anglii nagrzewają go nawet do 75°, lecz wtedy rozchód węgla znacznie się zwiększa. Tak np. jeżeli piec przewietrzający przy nagrzewaniu powietrza do temp. 37°, wprawia w ruch a metr. sześć, powietrza i spala b kg. węgla, to ten sam piec, przy nagrzewaniu powietrza do 75°, będzie wprawiał w ruch 1,5 a metr. sześć, powietrza i będzie spalał 4 b kg. węgla x).

') Jicinsky. Katechismus der G rubenw ette r f ü h run g Mähr. Ostrau, 1901

str. 96.

Przy niewielkich wymiarach szybu wystarcza jeden piecz rusztem mającym około 4 m‘J powierzchni. Dla większych kopalń potrzeba jest 2 lub 3 piece albo też jeden piec z kilkoma rusztami, powierzchnia których wynosi od 6 do 8 a nawet i 10 metr. kwadr. Na figurach 830 i 831 przedstawiony jest piec jaki był urządzony w kopalni Heinitz około Saarbrücken. Powierzchnia rusztu w tym piecu wynosiła 7,33 X 1,21 — 8,87 metr. kwadr., z jednej strony było sześć drzwiczek do zarzucania węgla, a z drugiej kanał izolacyjny ('.

Nie zważając na wszystkie zalety pieców przewietrzających, wychodzą one coraz więcej z użycia, ponieważ piec z niewygasają-cym ogniem zawsze przedstawia pewne niebezpieczeństwo w kopalni. Tam zaś gdzie wydziela się gaz wybuchający, niebezpieczeństwo jest bardzo wielkie, bo w razie wybuchu dostęp do pieca, a więc i podtrzymanie przewiewu jest niemożebnem, wreszcie i sam piec może być przy wybuchu zburzonym. Jeżeli zaś wskutek wybuchu strumień przypływającego powietrza zmieni kierunek (co zawsze jest możebnem) kopalnia wypełni się dymem, a po części i tlenkiem węgla, wskutek czego roboty ratunkowe będą znacznie utrudnione. Dlatego też w wielu miejscach budowa pieców przewietrzających w kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający, została wzbronioną.

Doświadczenia ostatnich czasów przekonały, że nawet i w kopalniach, w których się nie wydziela gaz wybuchający, piece przewietrzające przedstawiają także pewne niebezpieczoństwo, bo w razie pożaru w szybie wciągającym powietrze, lub też blizko niego, temperatura w tym szybie tak się podnosi, że działanie pieca przewietrzającego ustaje, strumień powietrza zmienia kierunek i cała kopalnia natychmiast napełnia się dymem i gazami trującymi, ratunek zaś ludzi pozostałych w kopalni jest wtedy prawie że niemo-żebny.

Nagrzewanie szybów parą. Tam, gdzie pod ziemią pracują maszyny parowe, para przeprowadza się do nich od kotłów ustawionych na powierzchni ziemi. Ponieważ zaś przewód parowy, choćby nawet najlepiej izolowany, oddaje znaczną ilość ciepła przez promieniowanie, szyb więc, w którym jest ułożony przewód parowy, zawsze się bardzo silnie nagrzewa, wskutek czego otrzymuje się, postronnie, tani i wcale niezły sposób przewietrzania. Nie należy jednak zapominać, że sposób ten ma swoje wielkie niedogodności, a nawet przedstawia pewne niebezpieczeństwo, bo wszystkie części drewniane w szybie bardzo silnie wysychają, wskutek czego stają się nadzwyczaj łatwo zapalnemi. Jeżeli więc szyby z przewodami parowymi mają służyć jako wentylacyjne, to powinny być obudowane oprawą murową, lub żelazną, a tam gdzie mają oprawę drzewną, powinny być ciągle i silnie zraszane. Wogóle jednak szyby te nie powinny służyć do przewietrzania i najlepiej jeżeli będą zamknięte drzwiami żelaznemi.

Zamiast ogrzewania powietrza tylko ciepłem pary, próbowano jeszcze zużytkować i siłę żywą pa-ry, wpuszczając ją pod Wysokiem ciśnieniem do szybu wyciągającego zepsute powietrze z kopalni, w ten sam sposób jak wpuszczają parę do komina lokomotywy, aby zwiększyć jego ciąg.

Ten jednak sposób okazał się bardzo mało skutecznym, dlatego też został zupełnie zaniechanym. Daleko lepszy skutek otrzymuje się zapomocą inże-ktorów.

Inżektor Körting’a (fig. 832). Działanie jego opiera się na tej samej zasadzie jak wogóle inżektorów, służących do zasilania wodą kotłów parowych.

Składa się on z całego systemu lejków wchodzących jeden w drugi, a do ostatniego lejka dochodzi koniec rury, przez którą wpuszcza się para. Cały przyrząd 1 jest zakończony kominem, który ku górze stopniowo się rozszerza. Para wcho- | dzi przez rurę A do najwęższego lejka J i pociąga za sobą powietrze, które wchodzi przez otwory zrobione w lejkach.

B—przepustnica dla regulowania przypływu pary. Przyrząd umieszcza się w komorze murowanej połączonej kanałem z szybem wyciągającym zepsute powietrze z kopalni.

si

ss

IE D

iisaii

ÜÉÉi

Fig. 832.

...

Il B

Podobne inżektory budują obecnie dosyć znacznych wymiarów, tak że one mogą dostarczać do 13 m³ powietrza na minutę, wogóle jednak skuteczność ich działania jest bardzo nieznaczną. Dla przykładu przedstawiamy rezultaty, jakie były osiągnięte

w szybie Jakób w Ostrawie Morawskiej, gdzie inżektor Körtinga był postawiony jako rezerwa, na wypadek zepsucia się wentylatora.

Depresya

w mm.

wody

Objętość Q słupa powietrza dostarczanego na sekundę

Traça Qh

75

w koniach parowych

Zużycie węgla

w ciągu 24 godzin

godzinę i I ni¹ powietrza na sekundę

na

Pierwsze spostrzeżenie .... Drugie spostrzeżenie .....

C-1

CO

Ci    CO

of    co

tH    tH

5,5

5,8

8000

8300

to    to

Ot    pi

'co

Rozchód pary na godzinę wynosił 817 kg., to jest tyle, ile zużywa maszyna parowa bez kondensacyi o sile 50—55 koni, węgla zaś zużywa inżektor Körting’a prawie 10 razy więcej od dobrego wentylatora Guibal’a. Zważywszy jednak, że inżektor Körtin-g’a działa bez przerwy, nigdy się nie psuje i nie wymaga prawie żadnego nadzoru, nareszcie, że koszt jego wynosi zaledwie l/b — l/7 kosztu dobrego wentylatora Guibal’a, trzeba przyznać, że w pewnych razach może on oddać wielkie usługi. Dlatego też bywa często używany jako rezerwa, na wypadek zepsucia się wentylatora podczas wybuchu w kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający. W podobnym wypadku inżektor ustawiają nie wprost nad szybem, lecz z boku i łączą go z szybem zapomocą kanału, wylot zaś szybu zupełnie zakrywają.

Maszyny przewietrzające.

na

Wiadomości Ogólne. Wszystkie maszyny do przewietrzania mogą być podzielone na dwie grupy, a mianowicie na wentylatory o objętości zmiennej i wentylatory odśrodkowe. Wentylatory o objętości zmiennej tern się cechują, że tworzą szczelnie zamkniętą przestrzeń, która się naprzemian powiększa i zmniejsza. Przy powiększaniu się tej przestrzeni, robi się próżnia i maszyna wciąga powietrze, a przy zmniejszaniu się jej, powietrze się zgęszcza i maszyna go wytłacza. Są to, właściwie mówiąc, pompy, które wprowadzają w ruch, w jednostce czasu, ściśle oznaczone ilości powietrza, przyczem ilość ta zależy od objętości maszyny i od szybkości jej biegu. Dają one strumień powietrza przerywany, a gdy maszy-stoi, połączenie między kopalnią i atmosferą zewnętrzną jest zupełnie zamknięte. Maszyny te dzielą się jeszcze na maszyny wiatrowe z tłokami i młynki powietrzne.

Wentylatory odśrodkowe przedstawiają koła ze skrzydłami, osadzonemi na osi, umieszczonej w komorze okrągłej z dwoma otworami, z których jedno pośrodku komory, około osi koła, a drugie na jej obwodzie. Przy obracaniu się takiego koła powietrze zawierające się między skrzydłami, pod działaniem siły odśrodkowej, będzie ciągle odrzucane w kierunku obwodu koła, jakie opisują skrzydła, wskutek czego tworzy się próżnia i przez otwór około osi wchodzi świeże powietrze na miejsce tego, które wychodzi przez drugi otwór na obwodzie.

b\

Hk

fi

1»

ss-

MÊm.

z.

S/H

V>"‘j

PS

lilii

mm

iiiiumiiiii

Fig 833.

Wentylatory odśrodkowe dają strumień powietrza bez przerwy, nie zamykają połączenia pomiędzy kopalnią, z której wyciągają powietrze i atmosferą zewnętrzną, do której go wtłaczają, a ilość dostarczanego przez nie powietrza nie zależy od objętości wentylatora. Mogą one przy stosunkowo niewielkich wymiarach, lecz znacznej liczbie obrotów, poruszać ogromne ilości powietrza i to jest ich wielką zaletą. Wentylatory mogą być dwojakiego rodzaju, jedne są większe i cięższe i te mają ruch powolny, drugie są mniejsze i lżejsze, ale bardzo szybko chodzą. Dotąd praktyka nie wykazała jeszcze, które z tych dwóch typów wentylatorów dają w kopalniach lepsze rezultaty.

Maszyny tłokowe. Maszyny tłokowe przedstawiają obszerne komory czworokątne lub cylindryczne z przepustnicami klapo-wemi ssącemi i tłoczącemi. Przepustnice ssące otwierają się do wnętrza komory, w kanale łączącym komorę z szybem wyciągającym zepsute powietrze z kopalni, a przepustnice tłoczące otwierają się nazewnątrz. Wewnątrz komory znajduje się tłok połączony z maszyną parową, która go porusza naprzemian w jedną i drugą stronę i zmusza zapomocąprzepustnic ssących wyciągać zepsute powietrze z kopalni. Jako przykład tego rodzaju maszyn wiatrowych opiszemy maszynę Nixon’a i maszynę Struve’go.

Maszyna wiatrowa Nixon¹ a (fig. 833). Składa się z obszernej skrzyni drewnianej, o przekroju czworokątnym, opatrzonej prze-pustnicami ssącemi si tłoczącemi t. W tej skrzyni chodzi tłok poruszany przez oddzielną maszynę parową. Przepustnice ssące wciągają powietrze z kanału A. połączonego z szybem wyciągającym, przepustnice zaś tłoczące otwierają się nazewnątrz. Maszyny te przeważnie używają się w Anglii, wymiary ich bywają tak znaczne, że mogą one dostarczać do 80 metr. sześć, powietrza na sekundę.

Maszyna wiatrowa Strnve’go. Aby uniknąć tarcia tłoków w maszynie Nixon’a i innych tego rodzaju maszynach, Struve zbudował maszynę dzwonową, w której zamiast tłoka, w zbiorniku na-

ii

a.

Ali

■Pili

"lia

Ki yliï

S»l a

m l,:

liii

ii

»Ulgi*

Fig. 834.

pełnionym wodą i mającym kształt pierścienia, porusza się dzwon, albo raczej kadź żelazna odwrócona dnem do góry. Maszyna Stru-ve’go (fig. 834) składa się z dwóch komór murowanych B, w tylnej ścianie których zrobione są dwa otwory, jeden u góry z przepustni-cami ssącemi d, a drugi u dołu z takiemi samemi przepustnicami ssącemi h, otwieraj ącemi się wewnątrz komór. Po za przepustnicami ssącemi, z tyłu każdej z komór i przez całą ich wysokość, idzie kanał murowany (niewidoczny na rysunku), tworzący jedną całość z komorami. Zapomocą tego kanału komory łączą się z poziomym kanałem &, idącym od szybu A, wyciągającego zepsute powietrze z kopalni. Z przedniej strony, w każdej z komór, są dwa otwory (jeden ugory, drugi u dołu) z przepustnicami tłoczącemi A;, otwiera-jącemi się nazewnątrz.

Wewnątrz każdej z komór znajduje się omurowana przestrzeń C mająca kształt pierścienia, napełniona wodą, w której pomieszcza się kadź żelazna /', obrócona dnem do góry. Kadzie te są połączone zapomocą drążków a i trójkątów m z maszyną parową, poruszającą je naprzemian do góry i na dół. Gdy kadź /'idzie do góry, w kanale g, który ona przykrywa, robi się próżnia, przepustnice więc ssące ń, umieszczone u dołu komory B otwierają się i powietrze z szybu A wchodzi pod kadź, a jednocześnie powietrze zawarte w górnej części komory nad poziomem wody, ciśnieniem swojem otwiera przepustnice tłoczące k (umieszczone w górnej części ko-

■'J

«ii

..........i!

Ili

ri i

riWlii 'juuiii yiy jy **    _*

—: " ~~Ti⁴~T1

. pSiiiA

■ Wk : -    ■ i

Uli

mm i

"CĘWma =a

'-»i#

wm

sss

Fig. 835.

mory, i wychodzi nazewnątrz. Gdy kadź / opuszcza się na dół, powstaje próżnia w górnej części komory, górne więc przepustnice ssące (l otwierają się i powietrze z szybu A wchodzi do górnej części komory, a jednocześnie powietrze zawarte w dolnej części komory, ciśnieniem swojem otwiera dolne przepustnice tłoczące Zr.

Młynki powietrzne. Młynki powietrzne działają w ten sam sposób jak i maszyny tłokowe, ale budowa ich jest zupełnie inną. Próżnia w młynkach tworzy się nie wskutek ruchu tłoka, lecz wskutek ruchu wirowego łopatek młynka, przestrzeń między któ-remi, przy każdym obrocie wała, na którym są osadzone łopatki, stopniowo się zwiększa. Z pomiędzy młynków powietrznych dwa są dosyć rozpowszechnione, wentylator Fabry i wentylator Lemielle’a.

24

Górnictwo. T. II.

Wentylator Fabry (fig. 835 i 836). W omurowanej przestrzeni A (do której dochodzi kanał Zł, idący od szybu wyciągającego powietrze zepsute z koj>alni) obracają się w strony przeciwne, 2 młynki, osadzone na wałach D spoczywających w łożyskach H. Jeden z nich otrzymuje ruch od maszyny parowej i przenosi go na młynek drugi, zapomocą przekładni kół zębatych o jednakowej średnicy. E—koło zamachowe regulujące ruch młynków.

Każdy młynek składa się z trzech podwójnych ramion w kształcie krzyża, obitych cienkiemi deskami, tworzącemi łopatki. Końce (l łopatek są zaokrąglone i obłożone na powierzchni i na krawędziach skórą. Same zaś łopatki są rozłożone w ten sposób, że

iii

ii

\Æ

Fig. 836.

zam-

obydwa młynki, w każdem położeniu, t worzą szczelne od góry knięcie.

Z figury 837 można zauważyć że, przy całkowitym obrocie, każdy z młynków wyciąga z kopalni objętość powietrza równą potrójnej objętości przestrzeni zawartej pomiędzy dwiema sąsiedniemu łopatkami młynka i obwodem, jaki opisuje koniec łopatki, to jest, że przy każdym obrocie wentylatora (dwóch młynków) wyciąga się z kopalni objętość powietrza G razy większa od objętości przestrzeni M. Lecz w tym samym czasie, wskutek ruchu łopatek, każdy młynek wpędza napo wrót do kopalni objętość powietrza równą trzy razy wziętej objętości przestrzeni JL/', czyli że przy każdym obrocie wentylatora wtłacza się napo wrót do kopalni objętość powietrza równą G M\ tym więc sposobem rzeczywista objętość po-

wietrzą, jaką wentylator wyciąga z kopalni, przy każdym obrocie, jest równą różnicy pomiędzy 6 M i 6MTa zaś różnica jest prawie równą podwójnej objętości przestrzeni, mającej kształt pierścienia, zawartego między kołami zatoczonemi promieniami R i r. Jeżeli więc przez L oznaczymy szerokość wentylatora, to objętość Q powietrza, jaką on wyciąga z kopalni, przy każdym obrocie wentylatora, wyrazi się równaniem:

Q = 2rc (£²—r²) L.

Dla prawidłowego działania wentylatora potrzeba zachować pewien stosunek pomiędzy promieniami R i r. Zwykle w wentylatorach Fabry promień r robią równym jednemu metrowi, a długość wentylatora 2 metry i wtedy przy prędkości wentylatora do 30 obrotów na minutę (większej prędkości tym wentylatorom dawać nie można) wetylator wyciąga z kopalni od 10 do 12 m³ powietrza na sekundę. Większych wymiarów nie dają wentylatorom Fabry, a jeżeli jeden taki wentylator nie wystarcza, to stawiają nad szybem 2, 3 a nawet i 4 wentylatery Fabry.

Wielki niedostatek wentylatorów Fabry polega na tern, że wskutek swej lekkiej i słabej konstrukcyi są nietrwałe i łatwo się psują.

-i

'-y

Fig. 837.

-\

%

Wentylator Lemielle’a (fig. 838). Składa się z obszernej komory wymurowanej z cegły w kształcie walca, która się łączy z jednej strony kanałem d, z szybem wyciągającym zepsute powie-drugiej strony, kanałem A', z atmosferą ze

trze z kopalni

wnętrzną. Wewnątrz tej komory obraca się, jak mimośród, sześciokątny bęben, ustawiony pionowo i osadzony na wale o, mającym kształt korby. Do trzech krawędzi tego bębna są przytwierdzone, zawiasach, trzy skrzydła, zewnętrzne krawędzie których (przeciwległe zawiasom) przymocowują się zapomocą drążków żelaznych,

na

do wału głównego i mianowicie do tej jego części, która nie jest wygiętą i która znajduje się w samym środku o' komory. Drążki, zapomocą których skrzydła są przytwierdzone do wału, wchodzą

~imi

mm

...

v:-~r--ïïÊm

lisia

rr»r-=-~-    ir{

CT.

mmtsm

ph -

ktl \

i?

rd

Fig. 838.

w wycięcia zrobione w ścianach bębna i połączone z wałem w ten sposób, że z łatwością mogą się naokoło niego obracać.

Gdy bęben obracając się dochodzi do kanału A, skrzydła otwierają się i są otwarte dotąd, póki nie przejdą po za kanał A'. Dalej zaś po przejściu kanału A' znowu się zamykają i otwierają dopiero, gdy dojdą do kanału A. Tym sposobem, przy każdym obrocie bębna, wentylator wyciąga z kopalni objętość powietrza równą 3 razy wziętej objętości M (fig. 839). Z drugiej jednak strony, w tym samym czasie, wtłacza napowrót do kopalni objętość powietrza równą 3 razy wziętej objętości A/', w ostatecznym więc rezultacie wentylator, przy każdym obrocie bębna, wyciąga z kopalni objętość powietrza 3 (M—Mr).

r.

'l; \

\\

(T-

V«>

Fig. 839.

;i

Wentylator Lemielle’a może mieć wymiary daleko większe od wentylatora Fabry i'działa bardzo dobrze, ale budowa jego jest nietrwałą, bo siła działająca na wał wentylatora, w zależności od położenia skrzydeł, ciągle się zmienia, wskutek czego wentylator łatwo sie psuje. Dlatego też nie znalazł on obszerniejszego zastosowania.

Wentylatory odśrodkowe. Jak powiedzieliśmy wyżej, wentylatory odśrodkowe przedstawiają wał, wzdłuż osi którego, w kierunku promieni, przytwierdzone są skrzydła. Wał umieszcza się w komorze z dwoma otworami, z których jeden w środku komory, naokoło wała, a drugi na jej obwodzie. Jeżeli taki wał wprowadzimy w szybki ruch wirowy, powietrze zawarte między skrzydłami, wskutek siły odśrodkowej, będzie ciągle odrzucane w kierunku obwodu koła, jakie opisują skrzydła, dzięki zaś próżni tworzącej się między skrzydłami, świeże powietrze zacznie wchodzić przez otwór pozostawiony naokoło wału. Gdy więc otwór w ścianie pionowej naokoło wału, połączymy z szybem, to, wskutek próżni tworzącej się między skrzydłami, powietrze z szybu zacznie wchodzić między skrzydła i wychodzić przez otwór na obwodzie komory, otrzymamy więc przewiew stały. Bodzie to przewietrzanie ssące. Jeżeli zaś otwór na obwodzie połączymy z szybem, a otwór ssący, Jo jest otwór naokoło wału z atmosferą, będziemy mieli przewietrzanie tłoczące. W pierwszym wypadku, to jest przy przewietrzaniu ssącern otwór naokoło wału należy połączyć z szybem wyciągającym powietrze z kopalni, a w drugim wypadku, to jest przy przewietrzaniu tłoczącem, otwór na obwodzie łączy się z szybem wciągającym świeże powietrze do kopalni. W obu wypadkach wentylator może być ustawiony na powierzchni lub pod ziemią w samej kopalni. Gdy wentylator ma przewietrzać całą kopalnię, zwykle zastosowują przewietrzanie ssące, przeciwnie, dla przewietrzania oddzielnych części kopalni przeważnie używają małych wentylatorów tłoczących.

Pierwotnie wentylatory odśrodkowe urządzano w ten sposób, że wał ze skrzydłami umieszczali pomiędzy dwiema ścianami pio-nowemi, które z wierzchu i z boków niczem nie były zakryte. W ten sposób jednak urządzony wentylator, jak to pierwszy zauważył profesor Guibal *), nie daje dobrych rezultatów, ponieważ

') Cours de ventilation des mines professé par T. Guibal, str. 402.

na obwodzie wentylatora powstają silne falowania i wiry, wskutek których pewna ilość powietrza wychodzącego z wentylatora zostaje napowrótdo niego wpędzoną, co znacznie zmniejsza skuteczność działania wentylatora. Guibal przekonał się o tem, rzucając, około obwodu wentylatora, drobno pocięte papierki, z których jedne wentylator zaraz odrzucał, a drugie, przeciwnie, z początku wciągał do pewnej głębokości między skrzydła, a następnie wyrzucał na zewnątrz. Falowanie powietrza na obwodzie wentylatora przedstawia graficznie figura 840. Pochodzi ono wskutek znacznej różnicy w wymiarach otworów, przez które powietrze wchodzi do wentylatora i z niego wychodzi, jest więc widocznem, że powietrze wychodzące z pomiędzy skrzydeł nie jest w stanie wypływać strumieniem nieprzerwanym, z całej szerokości przestrzeni zawartej między skrzydłami. Podczas więc, gdy po jednej stronie skrzydła, wentylator zgę-szcza powietrze, po drugiej stronie skrzydła on go rozrzedza, jednocześnie więc ze strumieniem powietrza wychodzącego, powstaje strumień powrotny i ten to strumień powrotny był przyczyną małej skuteczności działania starych wentylatorów. Aby zapobiedz tworzeniu się strumienia powrotnego, Guibalowi przyszła myśl otoczyć wentylator powłoką nieprzenikliwą dla powietrza, to jest umieścić wentylator w komorze, mającej kształt koła, opisywanego końcami skrzydeł, na obwodzie której zrobiony jest tylko jeden otwór, przez który powietrze może wychodzić.

jJJ-L

J-L./ /_

\\

77 i [Tir

Eig. 840.

Następnie Guibal, zapomocą szeregu doświadczeń, doszedł do tego, że znalazł najodpowiedniejszą wielkość otworu wy chodowego, mianowicie przekonał się on, że gdy wielkość otworu wychodo-wego regulowała się zapomocą odpowiednio urządzonej zasłony

Q²

w stosunku do temperamentu kopalni , wtedy, przy jednakowej ilości obrotów wentylatora, otrzymywało się rozrzedzenie powietrza (depresya) o ¹/₃ większe aniżeli wprzódy, gdy wielkość otworu wychodowego nie była regulowaną.

Powietrze wychodzące z wentylatora ze znaczną szybkością, zawiera w sobie jeszcze pewną żywą siłę, która już była straconą, aby tej straty uniknąć, a przynajmniej znacznie ją zmniejszyć, Gui-bal połączył otwór wychodowy wentylatora z kominem, przekrój którego u dołu jest mniej więcej równy płaszczyźnie otworu wychodowego wentylatora i który następnie ku górze stopniowo się rozszerza. Powietrze wychodzące z wentylatora z bardzo wielką szybkością, przechodząc przez taki komin, stopniowo traci tę szybkość, a siła zużyta na nadanie powietrzu tej szybkości, zużytkowu-je się na wytworzenie ciągu w kominie.

Komin, który nazywają difuzorem, zwykle budują pionowy, gdyby go zrobić poziomym, gaz wybuchający i pył węglowy, jaki przez niego wychodzi, łatwiej mógłby przyjść w zetknięciu z płomieniem i zapalić się, a prócz tego wiatr przeciwny tamowałby swobodne wypływanie powietrza z komina. Najlepiej gdy powietrze wchodzi do komina pod kątem 8 — 10°.

W ten sposób urządzone wentylatory odśrodkowe znalazły powszechne zastosowanie w kopalniach, one mogą dostarczać ogromne ilości powietrza więcej aniżeli 100 m³ na sekundę i są bezwarunkowo lepsze od maszyn tłokowych i młynków powietrznych.

Wentylatory odśrodkowe mogą być rozdzielone na dwie grapy, a mianowicie na wentylatory o znacznej średnicy, z małą liczbą skrzydeł, które przy powolnym ruchu mają już na obwodzie dostateczną prędkość; aby dostarczyć do kopalni niezbędną ilość powietrza, takie wentylatory nazywają wolnochodzącemi i na wentylatory o małej średnicy, ze znaczną liczbą skrzydeł, które dla nabycia tej prędkości, jaka jest niezbędną dla dostarczenia potrzebnej ilości powietrza, muszą robić znaczną ilość obrotów. Te wentylatory nazywają szybkochodzącymi. Wentylatory wolnochodzące, z małą liczbą obrotów, stawiają w szerokich kopalniach i łączą bezpośrednio z maszyną parową. Wentylatory szybkochodzące bardziej się nadają do wązkich kopalń, są one połączone z maszyną za-pomocą rzemieni lub przekładni.

Wentylator GuibaTa. Wentylator GuibaTa należy do wol-nocliodzących, używa się w kopalniach szerokich, z wielkim otworem równoznacznym i wielkim temperamentem, skuteczna praca jego jest wyższą aniżeli innych wentylatorów. Zwykle wentylator

Guibal’a jest pałączony bezpośrednio z maszyną parową, wprowadzającą go w ruch, a jeżeli jest połączony zapomocą pasa, to w każdym razie bez zmiany szybkości ruchu, tak że liczba jego obrotów jest równą liczbie obrotów maszyny. Średnica tych wentylatorów wynosi od 3,5 do 15 metr. przy szerokości od 1 do 3,7 metr. i przy ilości skrzydeł od 6 do 10, najczęściej jednak budują ich o średnicy od 7 do 9 m. i o 8 skrzydłach. Budowa ich jest następująca (fig. 841). Na wale stalowym, lub z żelaza kutego, o średnicy

jar r-r.l

I

lii

£

iri

BI

&

gagli

-•

III

Wy<

I..........■

wm

Fig. 841.

250 — 350 mm., co zależy od średnicy i ciężaru koła, osadzają, w odległości takiej jaka ma być szerokość wentylatora, dwie rozety z lanego żelaza, mające kształt wielokąta o tylu bokach, ile skrzydeł ma mieć wentylator. Jeżeli szerokość wentylatora przenosi 2,5 metr., to osadzają 3 rozety. Otwory w rozetach powinny być jak największe, aby nie tamowały przypływu powietrza. Do boków każdej z tych rozet przytwierdzają sztaby żelazne, które tworzą ramiona skrzydeł, a do tych ramion przyśrubowują w poprzek deski bukowe 3—4 ctm. grube, lub też blachy żelazne 3 — 4 mm.

grube, które razem z ramionami tworzą skrzydła. Sztaby żelazne muszą być na końcach trochę wygięte w ten sposób, aby końce skrzydeł były prostopadłe do obwodu koła, jakie skrzydła mają opisywać. Jest to niezbędne dla nadania właściwego kierunku strumieniowi powietrza wchodzącego do komina.

Komora, w której umieszcza się koło ze skrzydłami, jest murowana, sklepienie jej opiera się, od strony komina, na belce żelaznej, osadzonej w murze nad otworem prowadzącym do komina. Wysokość komina wynosi od 7 do 9 m. powyżej osi, na której jest osadzone koło ze skrzydłami.

Pomiędzy komorą wentylatora a kominem, urządzona jest przegroda V V (fig. 841), składająca się z płyt żelaznych, umieszczonych w wyżłobieniu, mającem kształt łuku koła, przyczem płyty połączone są z sobą w ten sposób, że jedna płyta może zachodzić za drugą jak w żaluzyi. Od tej przegrody idą łańcuchy do windy, zapomocą której przegrodę można podnosić lub opuszczać i tym sposobem otwór, przez który wychodzi powietrze z wentylatora, powiększać lub zmniejszać. Wielkość tego otworu nie jest dowolną, musi być ona w pewnym stosunku do temperamentu kopalni, a więc do jej oporu i do wielkości jej otworu równoznacznego. Wielkość jego oznaczają zapomocą doświadczenia w ton sposób, że po ustawieniu wentylatora, przegrodę podnoszą stopniowo dotąd, póki, przy jednakowej ilości obrotów maszyny, zwiększa się depresya w kanale ssącym wentylatora. Ten jednak sposób ma swoje niedogodności, bo największa depresya nie zawsze odpowiada największej ilości wyciąganego powietrza, dlatego też lepiej jest regulować wielkość tego otworu nie według największej depresyi, lecz według największej ilości wyciąganego z kopalni powietrza, co uskutecznia się następującym sposobem. Mierzą ilość powietrza, jaka przechodzi przez kopalnię i dzielą ją przez liczbę obrotów, jaką wentylator robi w ciągu jednej sekundy, otrzymyje się więc ilość q powietrza, jaką wentylator wciąga podczas jednego obrotu,

QG0

to jestq —

Następnie podnoszą stopniowo przegrodę V V

dotąd, póki się nie otrzyma największej wartości dla </.

Oznaczona w ten sposób wielkość otworu przyjmuje się za normalną i zmienia się ją tylko w takim razie, jeżeli został zmienionym przekrój poprzeczny chodników powietrznych w kopalni.

Przy regulowaniu wielkości otworu maszynę można puszczać z dowolną prędkością, a gdy przegroda jest już należycie ustawioną i wielkość otworu wyregulowaną, stosunek ^ w dosyć szerokich granicach.

można zmieniać

Wentylator Guibala, przy wszystkich swoich zaletach, ma także i swoje niedostatki. Przedewszystkiem, ponieważ liczba obrotów wentylatora jest niewielką, więc aby otrzymać tę depresyę i tę ilość powietrza, jaka jest niezbędną dla dzisiejszych kopalń, koło ze skrzydłami musi mieć wielką średnicę. Wielkie zaś koła są ciężkie i zajmują dużo miejsca, co znowu przedstawia bardzo wielkie niedogodności szczególnie wtedy, jeżeli wentylator ma być ustawiony pod ziemią. Wreszcie wentylator jest drogi i wymaga dla swego pomieszczenia dużego i kosztownego budynku. Prócz tego, ponieważ zewnętrzna powłoka, otaczająca wentylator, na przestrzeni ³/₄ obwodu, jest w bardzo niewielkiej odległości od koła, więc powietrze może wychodzić tylko na przestrzeni ¹/₄ obwodu, na pozosłałych zaś ³/₄ częściach obwodu musi być zgęszczone, wskutek czego nie wypływa równomiernym i nieprzerwanym strumieniem, lecz wyrzucane jest kłębami, co znowu powoduje drgania skrzydeł, które są bardzo niebezpieczne, gdyż mogą być przyczyną ich złamania. Skrzydła więc muszą być bardzo mocno zbudowane i umocowane podporami, co w praktyce jest trudne do wykonania.

Nowsze wentylatory o małych średnicach i z większą ilością

obrotów.

Jak wyżej pewiedzieliśmy, wentylator Guibala, wskutek swej wielkiej średnicy i znacznego ciężaru, jest drogim i wymaga dla swego pomieszczenia wielkiego i kosztownego budynku, dlatego też starano się zbudować wentylatory o małych średnicach, wprowadzane w ruch zapomocą przekładni, które byłyby znacznie lżejsze i tańsze, a jednak mogłyby dostarczać wielkie ilości powietrza i których skuteczna praca byłaby mniej więcej równą pracy wentylatora Guibala.

Oczywiście, że w małych wentylatorach zachodzi konieczność przepuszczania wielkiej ilości powietrza z bardzo wielką prędkością, wskutek czego opór, przy przechodzeniu powietrza przez wentylator, wzrasta w stosunku do kwadratów z prędkości. Przedewszystkiem więc przy budowie małych wentylatorów należy się starać zmniejszyć opór, jaki powietrze doznaje, przechodząc przez

wentylator, robiąc kanały zupełnie gładkie i unikając zbytecznych zagięć i raptownych zmian przekroi. Prócz tego w małych wenty

li

is

li,

/i

998

'1 I

MU A

ii

r-1

"l|

s«

L#

Fig. 842.

latorach, koła otrzymuj ą dwa, a nawet trzy razy większą liczbę skrzydeł, aniżeli w wielkich.

Wentylator Rate au (fig. 842, 843 i 844). Figura 842 przedstawia przecięcie prostopadłe do osi, figura 843 przecięcie wzdłuż osi, a figura 844 wentylator w komorze żelaznej, od którego została odjętą rura ssąca. Wentylator Rateau składa się z dwóch głównych części: ruchomego koła ze skrzydłami, to jest, właściwie mówiąc, z turbiny i z nieruchomego transformatora, służącego do zamiany żywej siły wychodzącego powietrza na ciśnienie.

fi&jg

11

■ii-

■ mm Wm

i mm mm

Fig. 843.

Koło ze skrzydłami składa się z dna, które na obwodzie koła jest prostopadłe do osi, a dalej wydłuża się w kształcie stożka 8, wewnątrz którego znajduje się rozeta 77, zapomocą której dno jest osadzone na wale. Dno jest z lanego żelaza, część jego ponad rozetą, a mianowicie wierzchołek stożka 77, wchodzi do kanału ssącego B, który w tein miejscu odpowiednio się rozszerza, przyjmując kształt trąby. Do dna są przytwierdzone skrzydła A z blachy stalowej, w liczbie od 18 do 30, co zależy od wielkości wentylatora. Skrzydła mają szczególną budowę, są one odciśnięte w prasie hy-

di

fi

ssisilli

Fig. 844.

draulicznej w ten sposób, że tworzą płaszczyznę podwójnie zgiętą i zakrzywioną ku przodowi. Szerokość skrzydeł jest tak obliczoną, aby prędkość, z jaką powietrze wychodzi z pomiędzy skrzydeł, stopniowo cokolwiek wzrastała. Wskutek takiego urządzenia powietrze, które wchodzi do koła w kierunku osi, a wychodzi na jego obwodzie, wypływa z koła zupełnie równomiernie strumieniem ciągłym.

Koło obraca się w komorze K szczelnie obchwytującej stożek, tak, że między skrzydłami i ścianami komory pozostaje się tylko mała przestrzeń. Dolna część komory jest murowaną, górna zwykle żelazna. Z jednej strony komora łączy się z kanałem ssącym 77,

przez który powietrze wchodzi do wentylatora, a z drugiej strony z transformatorem całkowicie zamkniętym, który się składa z dwóch części. Wewnętrzną jego część tworzy wązki kanał o i, w kształcie wężownicy otaczającej koło ze skrzydłami. Szerokość tego kanału jest na całej długości jednakową i równą szerokości koła ze skrzydłami na jego obwodzie, a wysokość kanału c i, zaczynając od początku kanału, ciągle się zwiększa w kierunku promienia.

Z tego kanału powietrze przechodzi do drugiego zewnętrznego kanału F H G, o przekroju kwadratowym lub okrągłym, który otacza kanał i c i podobnie jak on ma kształt wężownicy, a następnie do komina F stopniowo się rozszerzającego. Dzięki temu transformatorowi siła żywa, jaką zawiera w sobie powietrze wychodzące z koła, ze skrzydłami całkowicie się zamienia na ciśnienie.

Wał, na którym jest osadzone koło ze skrzydłami, jest umieszczony w dwóch łożyskach, znajdujących się na zewnątrz wentylatora, umocowanych na ramie przytwierdzonej do muru.

P—koło pasowe, zapomocą którego wentylator wprawia się w ruch. Jest ono osadzone na samym końcu wała i w razie jeżeli zachodzi potrzeba zmienić ilość obrotów wentylatora, łatwo może być zdjęte i zamienione na inne.

Wentylator Rateau należy do najlepszych jakie obecnie są znane. Budowa jego jest mocna, wymiary nie wielkie, ustawianie jego jest proste i łatwe, jak również z łatwością może być rozebranym i przeniesionym.

Wentylatory Rateau wyrabiają większe, dla przewietrzania całych kopalń, o średnicy koła od 1 do 4 metr. i o średnicy otworu ssącego od 0,60 metr. do 2,40 metr. i małe wentylatory o średnicy 200—700 mm., dla przewietrzania oddzielnych części kopalń.

Wentylator mający 2 metry średnicy przy 191 obrotach na minutę i przy otworze równoznacznym kopalni 0,70 m², wytwarza depresyę 48 mm. słupa wody i dostarcza 14 m³ powietrza na sekundę. Zwiększając jego prędkość do 287 obrotów, otrzymuje się depresyę 108 mm. i 21 m³ powietrza ¹).

Wentylator Geisler’a (fig. 845, 846 i 847). Figury 845 i846 przedstawiają wentylator Geisler’a, ustawiony pod ziemią w kopalni Schamrock, a figura 847 przedstawia wentylator Geisler’a bez otaczającej go komory, to jest same koło ze skrzydłami. Koło ze

') Haton de la GoupiUiere. Cours d’exploitation des mines, t. 2, str. 627.

skrzydłami B (fig. 845) w wentylatorze Greisler’a składa się z okrągłej i płaskiej tarczy, zrobionej z grubej blachy żelaznej, do której

•>i

.......

Èkmt

"'T' '    >

są przynitowane skrzydła, nie dochodzące do środka tarczy. Skrzydła te, około obwodu tarczy, idą w kierunku promieni, a dalej ku środkowi zakrzywiają się w stronę, w którą się koło obraca, pokryte one są drugą tarczą a (fig. 847) z otworem w środku, a ponieważ wysokość skrzydeł ku środkowi tarczy cokolwiek się zwiększa, więc pokrywająca je tarcza a ma kształt ściętego stożka. Widzimy więc, że koło ze skrzydłami przedstawia tu dwie tarcze, z któ-

Fig. 845.

rych jedna płaska a druga stożkowa z wycięciem po środku. Tarcze te są połączone z sobą przegródkami, które rozdzielają całą przestrzeń między niemi na oddzielne komory otwarte z dwóch przeciwnych stron, przyczem wysokość tych komór, zaczynając od środka tarczy stopniowo się zmniejsza ku obwodowi (fig. 847). W samym środku płaskiej tarczy, tworzącej jakby dno koła ze skrzydłami, przytwierdzony jest stożek b (fig. 847), od podstawy którego zaczynają się skrzydła. Do zewnętrznego obwodu t tarczy płaskiej, jak również i do wewnętrznego obwodu 3 (fig. 847) tarczy stożkowej, są przynitowane pierścienie żelazne obtoczone,

il

11

?>z.:

•jr.i:

zez

Z3~\:

bl

SC

»... r-: :*

F_jm

g:

~ä;i

2T:

Ot

Jf

\r

tf. :

1

~z£.

Ę5

p-

p

liifc

1    ^ ruzżz^z.-\zz

Fig. 846.

które wchodzą w dobrze do nich dopasowane pierścienie r s (fig 846) z lanego żelaza, wmurowane w komorę otaczającą wentylator, tak że koło ze skrzydłami można zupełnie blizko przysunąć do pierścieni r s i tym sposobem utworzyć szczelne połączenie pomiędzy komorą i kołem, nie dopuszczające żadnej straty powietrza.

Powietrze wchodzi do koła przez kanał ssący A (fig. 846) który dochodząc do koła rozszerza się w kształcie trąby, ponieważ jednak dno koła ze skrzydłami wydłuża się w stożek wchodzący do tego kanału, więc przekrój poprzeczny kanału nie zmienia się

fs

lia

»I

kSiSpi

IPiiiiiiiimiWmi

mi' nuli«

Mli

ÜÜ

Fig. 847.

i powietrze przechodząc przez zakrzywione kanały, chociaż przypływa w kierunku osi, a wychodzi z koła w kierunku promieni, nie zmienia swej prędkości i wypływa strumieniem ciągłym.

Komora otaczająca koło ze skrzydłami jest w ton sposób urządzoną, że ściany jej dochodzą do obwodu koła tylko w jednem miejscu, dalej zaś stopniowo się ona rozszerza w kształcie wężo-wnicy, tak, że na około obwodu koła ze skrzydłami jest stopniowo zwiększająca się wolna przestrzeń, dochodząca do kanału wy chodowego F. Również i w poprzecznym przekroju przestrzeń ta, która figurze 846 jest oznaczona literą 77, zaczynając od skrzydeł, stopniowo się rozszerza. Jeżeli wentylator jest ustawiony na po-

na

Wentylator Geisler’a ustawiony w kopalni Shamrock, któ-ryśmy przedstawili na figurach 845 i 846, ma średnicy 3,5 metr. i jest obliczony w ten sposób, aby dostarczał 50 md powietrza na sekundę. Motorem dla niego jest maszyna parowa o sile 175 koni, ustawiona pod ziemią, para do maszyny jest doprowadzoną rurami ułożonemi w szybie, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni, również i para, która już wykonała pracę w maszynie, wpuszcza się do szybu, wskutek czego szyb nagrzewa się, zwiększając działanie wentylatora.

wierzchni ziemi, kanał wychodowy F jest doprowadzony do stopniowo rozszerzającego się komina, w którym powietrze wychodzące z wentylatora zmniejsza swą prędkość, zamieniając zawierającą się w nim żywą siłę na ciśnienie.

Koło ze skrzydłami osadza się na samym końcu wała umieszczonego w łożyskach przytwierdzonych do podwójnej podstawy C C (fig. 846). Dlatego zaś, aby koło można było od czasu do czasu wyczyścić, podstawy C C są urządzone w ten sposób, że mogą być przesuwane po gładkim fundamencie i tym sposobem całe koło ze skrzydłami może być bardzo prędko z komory wysunięte, wyczyszczone i napowrót wsunięte. D (fig. 846) oznacza koło pasowe.

Wentylator może być umieszczony w komorze murowanej lub żelaznej i połączony z motorem bezpośrednio, lub też zapomo-cą przekładni. Najczęściej otrzymuje on ruch od motoru zapomo-cą liny.

Wentylator Geisler’a należy do lepszych, jakie były zbudowane w ostatnich czasach, odznacza się on doskonałem urządzeniem kanałów powietrznych, dzięki czemu powietrze wychodzi z wentylatora strumieniem ciągłym i na obwodzie wentylatora nie powstają wiry. Szczególnie dobrze nadaje się on do kopalni wąz-kich, z małym otworem równoznacznym. Średnica tych wentylatorów może być od 1,5 do 4,5 metr. a nawet i więcej.

Według Geisler’a, dla dostarczenia ilości il/ powietrza, śre

dnica D wentylatora powinna być następująca ').

20 - 25 — 30 m³

M = 10 — 15

D ₌ i?44 _ 1,76 — 2,03 - 2,28 — 2,5 metr.

Wentylator Geislera w szybie Albert w Peterswald, około Ostrawy, o48 skrzydłach mający 3,5 m. średnicy i szerokości 0,25 m. dostarcza przy 172 obrotach 37 m³ powietrza, z szybu mającego

*) Gr. Kohler. Lehrbuch der Bergbaukunde. Leipzig 1897. str. 705.

7,6 m² swobodnego przekroju, przy średnicy otworu ssącego 1,85 m przyczem wytwarza depresyę 74 mm. ').

W kopalni Hibernia około Gelsenkirchen w Westfalii wentylator Geisler’a, o średnicy 4,5 metr., dostarcza przy 160 obrotach

'r

mm

—.7--I !'-v ;

.r

4[

t\\

.***i!«

■ -.-m }

Fig. 848.

Fig. 849.

i 100 mm depresyi 100 m³ powietrza na sekundę. Kopalnia ta ma otwór równoznaczny = 3,5 m².

Wentylator Pelzera (fig.

848, 849 i 850). Figura 850 przedstawia koło ze skrzydłami w perspektywie, figura 849 przekrój koła ze skrzydłami wzdłuż osi i fi- i gura 848 wentylator umieszczony (l (K w komorze murowanej. Wenty- ! latory Pelzera mogą być ręczne o małych średnicach, które służą do przewietrzania oddzielnych przodków i większe o średnicy do 4-ch metr., wprowadzane w ruch motorami parowemi, lub elektry-cznemi, dla przewietrzania całych kopalń. Budowa ich jest następująca. Na wale a (fig. 849) jest osadzona piasta koła ze skrzydła-

*

ii«

bhsü

jm/MĘSi

fm

Fig. 8B0.

’) J. Jicinsky Katechismus der Grubenwetterführung Mähr. Ostrau 1901, str. 121.

Górnictwo. T. II.

25

mi, opatrzona 6-ma żebrami b, do których jest przytwierdzone dno składające się z dwóch części: ze ściętego stożka f f i z krążka g g, który zakrywa ścięty wierzchołek tego stożka. Do tego dna są przytwierdzone, w kierunku promieni wału, skrzydła c w liczbie 12-stu, a na tych skrzydłach jest umocowany pierścień i o (fig. 848 i 850). Skrzydła są dwojakie: główne i pomocnicze. Skrzydła główne, których jest sześć, dochodzą do samej piasty koła i są przytwierdzone bezpośrednio do żeber ć, a skrzydła pomocnicze są u-mieszczone pomiędzy skrzydłami głównemi, są one krótsze, nie dochodzą do piasty i zaczynaj ą się w tern miej -scu, gdzie żebra się kończą, z piastą zaś są połączone zapomocą sztabki i płytki k (fig. 849). Oprócz skrzydeł c, wentylator I^elzera jest jeszcze opatrzony wygięte-ÜÜ mi szufelkami m, stano wiącemi przedłużenie skrzydeł i umieszonemi w pierścieniu o, które wydłużają się do kanału ssącego i służą do czerpania powietrza.

li

fi

I::

■i

Fig. 851.

Koło ze skrzydłami F (fig. 848) obraca się w komorze murowanej A, mającej kształt lejka, która zapobiega tworzeniu się wirów na obwodzie wentylatora.

Powietrze wchodzi do wentylatora z kanału ssącego L (fig. 848) w kierunku osi, a wychodzi na obwodzie w kierunku promieni. S przedstawia tarczę metaliczną w postaci dużego krążka, osadzonego na cylindrze O, po którym ten krążek można przesuwać w ten sposób, że przestrzeń E, do której powietrze wypływa z wentylatora, można dowolnie rozszerzać lub zwężać. Szerokość przestrzeni E regulują w ten sposób, że przesuwają krążek 8 tąd, póki nie otrzyma się na obwodzie koła ze skrzydłami największej depresyi.

cylindrze C do-

na

E—koło pasowe, zapomocą którego wentylator łączy się z mo-

torem.

łhiwii

ii

rij'¹

if-

MÜK

jsp

»V

Im

■■

I:

1®©

3®

Fig. 852.

Wentylator Pelzera ustawiany w kopalni Rhein-Elbe, około Gelzenkirchen w Westfalii, mający średnicy 3,5 metr. i szerokość koła 0,8 metr., dostarcza przy 185 obrotach 36,6 m³ powietrza na sekundę i wytwarza depresyę 110 mm. Wentylator ten otrzymuje ruch od motoru elektrycznego ¹).

Wentylator Mortier (fig. 851 i 852). Figura 851 przedstawia przekrój pionowy w kierunku prostopadłym do osi, a figura 852 zewnętrzny widok wentylatora wraz z motorem. Wentylator

') Jicinsky. Katechismus der Grube u Wetterführung Mähr. Ostrau, 1901

str. 117.

Mortier tem się odróżnia od wszystkich innych wentylatorów odśrodkowych, że powietrze wchodzi do niego nie w kierunku osi, lecz przez otwór zrobiony na obwodzie koła, a wychodzi z wentylatora przez drugi otwór na przeciwległej stronie obwodu koła.

Koło ze skrzydłami w tym wentylatorze składa się z wału poziomego, na którym jest osadzona tarcza w kształcie krążka Kz grubej blachy, około obwodu którego, po obu jego stronach sąprzynito-wane prostopadle do krążka szufle blaszane s s, które dla ich wzmocnienia są jeszcze połączone na stronie zewnętrznej mocnym pierścieniem żelaznym. Szufle są umocowane tylko około obwodu, tak, że naokoło środka tarczy pozostaje się niczem nie pokryta pusta przestrzeń, mająca kształt walca, promień którego ma się tak do promienia całego koła ze skrzydłami jak 7 : 10. Szerokość szufel, wzięta w kierunku osi tarczy, jest znacznie większą, aniżeli szerokość skrzydeł w innych wentylatorach i może ona się zmieniać w szerokich granicach. Doświadczeniami stwierdzono, że wentylator wtedy najlepiej działa, gdy szerokość całego koła ze skrzydłami jest równą ²/₃ zewnętrznej średnicy koła. Szufle, zaczynając od środka koła, z początku idą w kierunku promieni, a następnie zbliżając się ku obwodowi, zakrzywiają się tak, że tworzą ze styczną koła kąt około 40u.

Koło obraca się w komorze żelaznej, w której są zrobione dwa otwory, jeden c cl połączony z kanałem ssącym A i drugi wy chodowy prowadzący do komina. Otwór wychodowy musi być znacznie mniejszy od otworu ssącego. Komin w poprzecznym przekroju jest kwadratowym i ku górze stopniowo się rozszerza.

Powietrze z kanału ssącego wciąga się szuflami, przechodzi pomiędzy niemi, następnie przepływa pustą przestrzeń po środku koła w kierunku linii prostej i na przeciwległej stronie obwodu znowu wchodzi pomiędzy szufle, które go wyrzucają do kanału prowadzącego do komina. Dla zapobieżenia tworzeniu się wirów, strumień powietrza przepływający przez środek koła powinien być odgrodzony od górnej i dolnej części koła z szuflami, ponieważ przez te części powietrze między szuflami nie przechodzi, doświadczeniami jednak stwierdzono, że dla dobrego działania wentylatora wystarcza jeżeli tylko górna część koła będzie odgrodzoną. W tym więc celu do każdej z dwóch ścian bocznych komory przytwierdzają rodzaj skrzynki blaszanej e (fig. 851), która w poprzecznym przekroju ma kształt odcinka koła. Takich skrzynek przytwierdzają dwie po jednej z każdej strony tarczy, wypełniają one górną część pustej przestrzeni wewnątrz koła, nie tamując jego ruchu.

Dolna część komory ograniczającej koło ze skrzydłami, a mianowicie ścianka M N, jest ruchomą tak, że można ją do koła przysunąć lub od niego odsunąć i w ten sposób zrobić mniej lub więcej szeroki kanał pomiędzy kołem i ścianą komory. Kanał ten, jak wskazały doświadczenia, jest bardzo pożytecznym, ponieważ część powietrza przechodzi przez niego wprost do komina, omijając zupełnie koło, wskutek czego ilość powietrza jaką wentylator dostarcza, powiększa się zależnie od odległości na jakiej ścianka M N jest umieszczoną od koła o ¹/₆ i nawet do ¹/₃. Położenie więc ścianki M N należy oznaczyć zapomocą doświadczenia, regulując ją w ten sposób, aby otrzymać jak największą wydajność wentylatora.

Wymiary górnej części komina powinny być tak oznaczone, aby przy normalnym biegu koła prędkość wychodzącego powietrza nie przenosiła 6—8 metr.

Wentylator Mortier z przyczyny swej prostoty, lekkości, trwałości, został już zastosowany w wielu kopalniach i coraz częściej wchodzi w użycie. Nadaje się on szczególnie do przewietrzania oddzielnych części kopalń, mianowicie jeżeli jest połączonym z motorem elektrycznym. Wentylatory te wyrabiają o średnicy od 0,6 do 2,8 metr.

Porównanie tłokowych maszyn powietrznych i młynków powietrznych z wentylatorami odśrodkowemi. Porów-nywując maszyny tłokowe i młynki powietrzne z wentylatorami odśrodkowemi, widzimy w ich działaniu bardzo charakterystyczną różnicę. Maszyny tłokowe i młynki zamykają zupełnie komunika-cyę pomiędzy szybem wyciągającym i atmosferą zewnętrzną. One, że się tak wyrazimy, wytłaczają powietrze z szybu, a objętość wypchniętego przez nie powietrza zależy li tylko od liczby obrotów maszyny lub młynka, bez względu na depresyę, to jest na stopień rozrzedzenia powietrza w szybie wyciągającym. Przeciwnie wentylatory odśrodkowe nie zakrywają komunikacyi pomiędzy szybem i atmosferą zewnętrzną, nie wytłaczają one powietrza z szybu, lecz wywołują depresyę, która powoduje przewiew, ale objętość przypływającego do kopalni powietrza może być w różnych szybach bardzo różną, bo ona zależy od przeszkód, jakie wchodzące do kopalni powietrze musi przezwyciężać, przechodząc przez wyrobiska i pod tym względem działanie wentylatorów odśrodkowych jest zupełnie podobne do działania pieców ciągowych.

Ta różnica między maszynami tłokowemi i młynkami po-wietrznemi z jednej strony, a wentylatorami odśrodkowemi z drugiej, staje się jeszcze widoczniejszą, jeżeli przypuścimy, że przekrój wyrobiska, przez które przechodzi powietrze przypływające do kopalni, wskutek obwału, lub jakiejkolwiek innej przyczyny, znacznie się zmniejszy i co za tem idzie opór, jaki strumień przepływającego przez kopalnię powietrza musi przezwyciężać, znacznie się zwiększy. W podobnym wypadku, jeżeli przewietrzanie odbywa się zapomocą maszyny tłokowej, np. maszyny Struve’go, maszyna będzie zmuszoną wykonywać większą pracę, wskutek czego bieg jej musi się zwolnić Przeciwnie, jeżeli przewietrzanie odbywa się zapomocą wentylatora odśrodkowego, stopień rozrzedzenia powietrza w szybie pozostanie zawsze ten sam, ale objętość przypływającego powietrza bardzo się zmniejszy, a więc zmniejszy się i praca, jaką wentylator wykonywa, wskutek czego prędkość biegu wentylatora musi się powiększyć. Gdyby zaś wyrobisko, przez które przypływa powietrze, zupełnie się zawaliło i całkowicie zatkało, w takim razie maszyna tłokowa musiałaby się zupełnie zatrzymać, ponieważ roz-zrzedzenie powietrza pod tłokiem zrównoważyłoby ciśnienie pary w cylindrze parowym. Wentylator zaś odśrodkowy w podobnym wypadku doszedłbj' do największej szybkości, gdyż nie wyciągałby wcale powietrza, maszyna więc miałaby do przezwyciężenia tylko siłę tarcia. Byłoby zupełnie odwrotnie, gdyby maszynę tłokową i wentylator odśrodkowy połączyć z atmosferą zewnętrzną, wtedy szybkość biegu wentylatora musiałaby się zmniejszyć, a maszyna tłokowa, przeciwnie, chodziłaby z największą szybkością.

Przedstawmy sobie teraz dwie kopalnie, z których jedna jest przewietrzaną zapomocą maszyny tłokowej, a druga zapomocą wentylatora odśrodkowego i przypuśćmy, że tak maszyna tłokowa jak i wentylator odśrodkowy biegną z możebnie największą szybkością. Jeżeli, wskutek powiększania przekroju wyrobisk, zmniejszymy opór, jaki powietrze przepływające przez wyrobiska przewietrzane maszyną tłokową, musi pokonywać, to praca, jaką wykonywa maszyna tłokowa, zostanie zmniejszoną, zmniejszy się więc ilość pary jaką maszyna zużywa, ale nie zwiększy się ilość powietrza, jaką ona dostarcza do kopalni, bo maszyna już biegła z możebnie największą szybkością, a więc zwiększyć jej nie może. Przeciwnie, jeżeli powiększając przekrój wyrobisk, przewietrzanych zapomocą wentylatora odśrodkowego, zmniejszymy opór, jaki przezwycięża powietrze przepływające przez te wyrobiska, to ilość przy-

pływającego do kopalni powietrza natychmiast się zwiększy, ponieważ jednak zwiększy się wtedy i praca maszyny, musi więc zwiększyć się i ilość zużywanej przez nią pary. Widzimy więc, że w pierwszym wypadku zmniejszenie oporu, jaki przezwycięża powietrze przepływające przez wyrobiska, zmniejsza tylko ilość zużywanej przez maszynę pary, a w drugim wypadku zwiększa ilość przypływającego do kopalni powietrza. Oczywiście, że ten drugi rezultat jest pożądanym i na tern właśnie polega wTyższość wentylatorów odśrodkowych.

Dwa wentylatory pracujące jeden za drugim. Jeżeli dwa około siebie ustawione wentylatory, jednakowej wielkości i pracujące z jednakową liczbą obrotów, będą ssały powietrze z jednego i tego samego szybu, to depresya, jaką się wtedy otrzyma, nie będzie większą od tej, jaką może wywołać jeden z tych wentylatorów, bo stopień rozrzedzenia powietrza zależy tylko od kwadratu z prędkości na obwodzie. Dwa więc w ten sposób ustawione wentylatory nie są w stanie dostarczyć do kopalni większej ilości powietrza od tej, jaką może dostarczyć jeden z nich. Jeżeli jednak ustawimy te wentylatory w ten sposób, że jeden z nich będzie ssał powietrze wprost z szybu, a drugi będzie wciągał powietrze wyrzucane przez wentylator pierwszy, w takim razie otrzymamy rezultat inny.

Jeżeli przez Q nazwiemy ilość powietrza dostarczanego do kopalni przez jeden z tych wentylatorów oddzielnie wzięty i przez h depresyę, jaką on wywołuje w szybie, a przez Q₁ ilość powietrza jaką dostarczają dwa wentylatory, pracujące w ten sposób, że jeden z nich ssie powietrze wyrzucane przez wentylator drugi i lil depresyą, jaką te dwa wentylatory wywołują w szybie, pracując jednocześnie, to:

Qi \ — 2 Qh

skąd

Qi

2Q

i dalej

O²

Qi

a wiec mamy

Q,

:Pi<C

to jest

Qx = V2 . Q = 1,2599 Q

2 Qh

1,2599 Q 1,2599

— 1,587h mm.

Widzimy więc, że dwa wentylatory ustawione obok siebie, poruszane przez dwie maszyny jednakowej siły i pracujące w ten

sposób, że jeden z nich ssie powietrze wyrzucane przez wentylator drugi, będą dostarczały tylko o 25% więcej powietrza aniżeli jeden z tych wentylatorów. Depresya zaś hx przez nie wywołana będzie 1,587 razy większą od depresyi, jaką może wowołać jeden z nich.

Skąd wypada, że zamiast dwóch w ten sposób pracujących wentylatorów, lepiej jest ustawić jeden o większej średnicy, lub też z większą ilością obrotów.

Przewietrzanie ssące i tłoczące.

Zwykle wentylator ustawiają na powierzchni ziemi około szybu wyciągającego i jego otwór ssący łączą z szybem zapomocą kanału murowanego. Wentylator rozrzedzając powietrze w kanale, ssie go z szybu, a przez szyb i z innych wyrobisk kopalni. Naturalnie, że wylot szybu wyciągającego musi być wtedy szczelnie zamkniętym, gdyż inaczej wentylator wciągałby powietrze z atmosfery zewnętrznej. Ponieważ jednak szyb wyciągający najczęściej służy tylko do przewietrzania, więc zamknięcie go nie przedstawia żadnych szczególnych trudności. Umieszczenie zaś wentylatora i motoru na powierzchni ziemi, około szybu, jest bardzo dogodnem, bo dostęp do maszyn, jak również nadzór nad niemi i wszelkiego rodzaju naprawy są bardzo ułatwione.

Można także ustawić wentylator około szybu wciągającego i jego otwór ssący połączyć z atmosferą zewnętrzną, a powietrze wychodzące z wentylatora wtłaczać do kopalni, wtedy jednak szyb wciągający musi być zamkniętym hermetycznie, a ponieważ on zwykle służy jeszcze do wyciągania urabianego minerału, a często i do odlewu wody, zamknięcie więc tego szybu jest zawsze połączone z bardzo wielkiemi trudnościami. Dlatego też podobnego urządzenia wogóle unikają, a gdy zachodzi potrzeba zastosowania przewietrzania tłoczącego, motor i wentylator ustawiają w samej kopalni, w komorze wyrobionej na jej najniższym poziomie. Wtedy jednak motor parowy przedstawia wielkie niedogodności, bo doprowadzenie pary do komory podziemnej i odprowadzenie z niej pary zużytej jest połączone z bardzo znaczną stratą siły, a prócz tego przyczynia jeszcze i znaczne podwyższenie temperatury w kopalni. W podobnych więc wypadkach, gdy potrzeba ustawić wentylator w komorze podziemnej, a niema obawy, że od powstających iskier może nastąpić wybuch gazu kopalnianego, lub pyłu węglowego, zastosowują nie motor parowy, lecz elektryczny.

Ostatnimi czasy, dodając odpowiednio urządzone klapy i kanały w wentylatorach Gruibal’a, Rateau i innych, zaczęto je budować w ten sposób, że jeden i ten sem wentylator może służyć tak dobrze do przewietrzania ssącego jak i tłoczącego. Tego rodzaju jednak urządzenie, które jakoby ma służyć na wypadek wybuchu gazów, lub pożaru w kopalni, niema żadnego szczególnego znaczenia, bo, jak słusznie mówi Wabner '), że jeżeli wskutek wybuchu gazów, lub innej jakiej przyczyny, wentylator ssący przestanie działać, to kierujący robotami przedewszystkiem użyje wszystkich środków, jakiemi w danej chwili będzie rozporządzał, aby go w jak najkrótszym czasie doprowadzić do porządku. Jeżeli zaś nie sam wentylator lecz tylko drogi powietrzne zostaną uszkodzone, a mianowicie jeżeli zostaną powywracane drzwi, tamy, lub przepierzenia, to żadnemu rozsądnemu kierownikowi robót nawet nie przyjdzie na myśl zmieniać kierunek strumienia przypływającego powietrza, lecz będzie on się starał uszkodzenia jakie nastąpiły możebnie prędko naprawić, wszystko napowrót do porządku doprowadzić i strumień przypływającego powietrza, o ile się da, jak najbardziej wzmocnić.

Co się tyczy kwestyi, jakie przewietrzanie jest odpowiedniejsze, ssące czy tłoczące, na to pytanie odpowiedzieć bardzo trudno, szczególnie jeżeli chodzi o kopalnie, w których wydziela się gaz wybuchający.

Na pierwszy rzut oka zdawałoby się, że przewietrzaniu tłoczącemu należy oddać pierwszeństwo, ponieważ powietrze wtłaczane prężnością swoją tamuje do pewnego stopnia wydzielanie się gazu wybuchającego. Ma to jednak miejsce tylko wtedy, gdy wentylator jest w porządku i działa dobrze, w razie zaś jeżeli wentylator przestanie działać, czy to wskutek jego uszkodzenia, lub innej jakiej przyczyny, zjawisko będzie odwrotne. Rzeczywiście, przy wen-tylacyi tłoczącej, ciśnienie powietrza wewnątrz kopalni jest zawsze większe aniżeli na powierzchni ziemi, w razie więc jeżeli wentylator przestanie działać, nastąpi zrównoważenie ciśnień, to jest zmniejszenie ciśnienia powietrza wewnątrz kopalni. Takie jednak zmniejszenie ciśnienia musi wywołać raptowne zwiększenie się ilości wydzielających się gazów i to właśnie w chwili najbardziej krytycznej, gdy kopalnia jest pozbawioną środków przewietrzania, co naturalnie znacznie pogorszy stan rzeczy. Ta więc pozorna

³) Die Beweterung der Bergwerke, str. 205.

wyższość wentylacyi tłoczącej mówi raczej na korzyść przewietrzania ssącego, przy którem, w razie zatrzymania działania wentylatora, ciśnienie powietrza wewnątrz kopalni wzrośnie, a więc do pewnego stopnia zatamuje wydzielanie się gazu.

Widzieliśmy wyżej, że gdy barometr opada, gazu ze starych wyrobisk wydziela się więcej, przewietrzanie więc, przy opadaniu barometru, powinno być silniejsze. Dla zwiększenia przewiewu należy powiększyć liczbę obrotów wentylatora. Otóż przy przewietrzaniu tłoczącem, zwiększając liczbę obrotów wentylatora, zwiększymy ciśnienie powietrza w kopalni, przy przewietrzaniu zaś ssą-cem otrzymamy rezultat odwrotny, bo zwiększając liczbę obrotów wentylatora, zmniejszymy ciśnienie powietrza w kopalni, a więc ilość'gazów wydzielających się ze starych wyrobisk jeszcze zwiększymy. W tym więc wypadku działanie wentylatora tłoczącego będzie skuteczniejsze.

Należy jeszcze zwrócić uwagę i na to, że przez wentylator tłoczący przechodzi zawsze tylko świeże powietrze, gdy tymczasem wentylator ssący, będąc ustawionym nad szybem, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni, wyrzuca powietrze zmięszane z kurzem i miazmami, łatwiej się więc zanieczyszcza i psuje, aniżeli wentylator tłoczący. Dla tej samej przyczyny, w razie wybuchu gazów w kopalni, wentylator ssący, jako postawiony nad szybem, przez który gazy wychodzą, łatwiej ulega zepsuciu będącemu następstwem wybuchu, aniżeli wentylator tłoczący, ustawiony nad szybem, przez który wchodzi świeże powietrze do kopalni.

Wentylatory jednak ssące mają jedną wyższość, stanowczo przemawiającą na ich korzyść. Powietrze przypływające do kopalni, przechodząc przez wyrobiska, stopniowo się nagrzewa, strumień więc przepływającego powietrza, sam przez się dąży ku górze w kierunku wzniesienia pokładu. Otóż, aby w razie zatrzymania się wentylatora zmniejszyć możebność zmiany kierunku strumienia powietrza i uniknąć pochodzących z tego smutnych następstw, potrzeba aby sztuczny przewiew odbywał się w tym samym kierunku, to jest aby świeże powietrze wchodziło szybem najgłębszym, a następnie stopniowo podnosiło się do wyższych poziomów.

Wentylator więc tłoczący powinien być ustawiony nad szybem najgłębszym, a że szyb najgłębszy zawsze służy do wyciągania minerału urabianego w kopalni na powierzchnię ziemi, a taki szyb, chociaż i można zamykać zapomocą przegrody ruchomej, to jednak podobne zamykanie jest zawsze połączone z bardzo wielkie-mi trudnościami i z bardzo znaczną stratą powietrza wtłaczanego do kopalni, lepiej więc jest, pozostawiając szyb wyciągowy zupełnie otwartym, używać wentylatory ssące, któro są ustawiane nad szybem najmniej głębokim, służącym tylko do wypływu z kopalni powietrza zepsutego. Wprawdzie, jak wyżej wspomnieliśmy, wentylator tłoczący można postawić w komorze podziemnej na najniższym poziomie kopalni, lecz i takie urządzenie jest połączone z bardzo wieloma niedogodnościami. Ta więc okoliczność stanowczo przemawia za wentylatorami ssącemi.

W Ostrawie na Szląsku Austryackim 27 października 1895 r. wydano przepis, na mocy którego w kopalniach węgla, w których wydziela się gaz wybuchający, innych wentylatorów jak ssące używać nie wolno.

Rozprowadzanie powietrza po kopalni.

Ilość powietrza i prędkość strumienia. Przewietrzanie wtedy tylko odpowiada swojemu celowi, jeżeli w każdem miejscu kopalni powietrze jest zupełnie czyste i temperatura jogo nizka nie wyższa nad 15 — 18°. Tylko przy takich warunkach robotnicy mogą wykonywać swoją pracę bez szkody dla ich zdrowia i skuteczność ich pracy będzie największą. Dla dojścia jednak do tego celu potrzeba nietylko, aby ilość powietrza przypływającego do kopalni była dostateczną, ale jeszcze aby przypływające powietrze było należycie po całej kopalni rozprowadzone.

Wogóle trudno jest bardzo z góry przewidzieć jaka ilość powietrza będzie niezbędną do należytego przewietrzania danej kopalni, bo, jak widzieliśmy, zależy to od rozległości kopalni, ilości i jakości gazów wydzielających się w danej kopalni, ilości ludzi i koni w niej pracujących i nareszcie od ilości palących się lamp. Zwykle przyjmują, że dla każdego człowieka pracującego w kopalni potrzeba jest nie mniej jak 2 do 4 m³ powietrza na minutę, dla konia zaś potrzeba 4 razy więcej. W kopalniach jednak, w których się wydziela gaz wybuchający, czasami mogą się go wydzielić tak znaczne ilości, że dlatego aby powietrze wychodzące z kopalni nie zawierało go więcej nad 1%, może zajść potrzeba dostarczać na każdego człowieka po 10 m³ na minutę. Również w kopalniach, w których się zużywają znaczne ilości materyałów wybuchowych, może zajść potrzeba dla rozpuszczenia wydzielających przy ich wybuchu gazów, po 5 m³ powietrza na człowieka i minutę czasu. Dlatego też ilość powietrza, jaką należy dostarczać do kopalni, obliczają z zapasem i w ten sposób, aby w razie potrzeby można ją było powiększyć.

zawsze

Widzieliśmy wyżej, że praca zawierająca się w strumieniu powietrza przepływaj ącem przez kopalnię, równa się N = Qh kilo-gramometrów na sekundę.

W tein równaniu Q jest czynnikiem bardzo pożytecznym, bo im Q jest większe, tern warunki zdrowotne kopalni są lepsze, drugi zaś czynnik h jest bardzo uciążliwym, bo im h jest większe, tern siła maszyny musi być większą. Dlatego też starają się aby w równaniu powyższem Q było jak największem, a h jak najmniejsze. Wiadomo nam, że Q — $F, to jest iloczynowi z przekroju drogi powietrznej przez prędkość, a że znowu prędkość strumienia powietrza nie powinna być większą nad 6 metr. w szybach i 4 metr. w chodnikach, a często w chodnikach ona nie bywa nawet większą nad 2 metr. na sekundę, więc w pewnych razach pozostaje się tylko zwiększać przekrój chodników. W chodnikach głównych już przy prędkości strumienia 4 metr. na sekundę są poważne niedogodności, ludzie bardzo cierpią i światło gaśnie. Wreszcie w kopalniach węgla, w których tworzy się dużo kurzu, strumień powietrza, przepływający ze znaczną prędkością, podnosi go takie gęste tumany, że atmosfera kopalni zaczyna być niebezpieczną.

Kierunek strumienia. Jeżeli kopalnia ma dwa szyby jednakowej głębokości, połączone chodnikami poziomemi, w takim razie będzie zupełnie wszystko jedno, przez który z tych szybów świeże powietrze będzie wchodziło do kopalni, a przez który wychodziło, jeżeli jednak szyby nie są jednakowej głębokości i jeżeli są połączone chodnikami nie poziomemi lecz tylko pochylniami, w takim razie nasuwa się pytanie, jaki kierunek powinien mieć strumień przypływającego do kopalni powietrza. Czy świeże powietrze powinno wchodzić przez szyb głębszy i obchodząc przodki podnosić się stopniowo do góry aż do szybu płytszego, przez który ma wychodzić na powierzchnię ziemi, czy też naodwrót, świeże powietrze ma wchodzić przez szyb płytszy i obchodząc przodki stopniowo się opuszczać do szybu głębszego.

Widzieliśmy wyżej, że powietrze kopalniane,przechodząc przez wyrobiska, stopniowo się nagrzewa, wiemy również, że w miarę jak temperatura powietrza wzrasta staje się ono lżejszem, powietrze więc kopalniane samo przez się dąży ku górze. Dlatego też wogóle przyjmuje się jako prawidło, że główny strumień świeżego powietrza przypływającego do kopalni powinien najprzód dochodzić do najgłębszego poziomu, a następnie stopniowo podnosić się, przechodząc przez wyrobiska leżące w wyższych poziomach. Prawidło to w kopalniach, w których gaz wybuchający wcale się nie wydziela, ma podrzędne znaczenie, lecz tam gdzie on się wydziela widzimy zupełnie co innego. Gaz wybuchający, będąc znacznie lżejszym od powietrza, zajmnje zawsze górne części wyrobisk, jeżeli więc strumień świeżego powietrza, obchodząc przodki, podnosi się ku górze, w takim razie wydzielający się gaz do pewnego stopnia pomaga przewietrzaniu, jeżeli zaś gaz płynie w jednym kierunku, a powietrze w kierunku przeciwnym, to strumień gazu tamuje strumień powietrza.

Sposób przewietrzania, przy którym świeże powietrze najprzód dochodzi do najgłębszego poziomu, a następnie stopniowo podnosi się do góry, ma jeszcze tę wyższość, że sygnaliści w szybie wyciągowym i robotnicy przyjmujący wozy na podszybiu i nadszybiu pracują w daleko lepszych warunkach zdrowotnych. Lina zaś wyciągowa i wogóle wszystkie urządzenia w szybie wyciągowym, znajdując się w powietrzu czystem, mniej ulegają zepsuciu.

Rozdział powietrza, zawartego w głównym strumieniu na oddzielne strumienie drugorzędne. Pierwotnie w starych kopalniach powietrze wchodziło do kopalni tylko jednym strumieniem, przez szyb lub przez sztolnię i po obejściu wszystkich robót, wychodziło drugim szybem, tak, że wszystkie części kopalni otrzymywały cały strumień powietrza. Ponieważ w większości kopalń poprzeczny przekrój chodników nie przenosi 4 m², a prędkość strumienia średnio wzięta wynosi nie więcej nad 2 metry na sekundę, przy takich więc warunkach mogło przypływać do kopalni nie więcej jak 4 X 2 =8 m³ powietrza na sekundę. Oczywiście, że ta ilość powietrza dla dzisiejszych kopalń nie jest dostateczną, to też w starych kopalniach roboty podziemne mogły zajmować tylko bardzo ograniczone przestrzenie i odległość przodków od szybu musiała być bardzo nieznaczną, bo, jak wiemy, opór jaki powietrze musi przezwyciężać przechodząc przez wyrobiska, wzrasta proporcyonalnie do ich długości. Można wprawdzie zwiększyć ilość powietrza rozszerzając chodniki, takie jednak rozszerzenie chodników w większości wypadków jest niemożebnem, potrzeba więc było znaleźć inny sposób wprowadzenia do kopalni większej ilości powietrza.

398 —

Powiedzieliśmy że opór, jaki powietrze przepływające przez wyrobiska musi przezwyciężać, może być wyrażony równaniem:

.    . (str. 348)

h — 0,018

LPQ²

S³ w którem L oznacza długość wyrobiska, P—jego obwód i Q—objętość przypływającego powietrza. Z równania tego widzimy, że opór zmienia się proporcyonalnie do długości wyrobiska i do kwadratu z ilości powietrza przepływającego przez wyrobisko. Skąd wypada, że opór, jaki powietrze przezwycięża, płynąc przez wyrobiska, nie zwiększy się przy powiększaniu długości wyrobiska, byle tylko odpowiednio zmniejszyć objętość powietrza przepływającego przez to wyrobisko. Jeżeli więc Lx przedstawia nową długość drogi powietrznej, a Q{ nową objętość przepływającego tą drogą powietrza i jeżeli iloczyn L, ² jest mniejszy od LQ‘\ to opór przy przechodzeniu tego powietrza nie tylko się nie zwiększy, ale nawet zmniejszy. Można więc, nie zwiększając wcale oporu, jaki przepływające powietrze musi przezwyciężać, znacznie zwiększyć odległość między przodkiem a szybem, zmniejszając stosunkowo niewiele objętość przypływającego do tego przodka powietrza. To naprowadziło na myśl rozdzielania kopalni na oddzielne pola i przewietrzania każdego z nich oddzielnym strumieniem świeżego powietrza, powstałym wskutek rozdzielenia strumienia głównego.

Rozdzielenie głównego strumienia przypływającego do kopalni powietrza na oddzielne drugorzędne strumienie, pozwala nie tylko znacznie rozszerzyć roboty, ale jeszcze działa zbawiennie na zdrowotność robotników, zatrudnionych w kopalni. Jeżeli np. przedstawimy sobie, że mamy dwa pola obok siebie i że strumień powietrza najprzód przechodzi przez jedno z nich, a potem przez drugie, to oczywiście, że powietrze w pierwszem polu będzie daleko czystszem i robota w niem daleko łatwiejszą, bo strumień powietrza przechodząc przez pierwsze pole już się nagrzeje i nasyci gazami, jakie się w tern polu wydzielają Lepiej więc jest dostarczyć do drugiego pola mniejszą ilość powietrza ale czystego, aniżeli większą ale już zanieczyszczonego. Właściwie mówiąc, przewietrzanie byłoby najlepszem wtedy, gdyby można było dostarczać dla każdego, oddzielnie wziętego robotnika tyle zupełnie świeżego powietrza, ile go on dla siebie potrzebuje.

Rozdzielanie powietrza na oddzielne strumienie jest niezbę-dnem szczególnie w tych kopalniach, w których wydziela się, gaz wybuchający, bo główny strumień, przechodząc z jednego pola do

drugiego, wprzódy aniżeli dojdzie do ostatniego, może nasycić się gazem do tego stopnia, że utworzy mięszaninę piorunującą.

Oprócz tego, rozdzielając powietrze przypływające do kopalni na oddzielne strumienie, można w jednym i tym samym czasie i przy działaniu jednej i tej samej siły, wprowadzić do kopalni większą ilość powietrza, aniżeli wtedy, gdy ono przepływa przez kopalnię jednym strumieniem. Tak, jeżeli mamy dwa szyby A i f>, połączone jednym długim chodnikiem (fig. 853) i takie same dwa szyby C 1) połączone dwoma chodnikami (fig. 854) i jeżeli przekrój każdego z dwóch chodników łączących szyby Cl) jest równy

AA

jug

Hi

Fig. 853.

przekrojowi chodnika łączącego szyby A B, to, ponieważ ojętość przypływającego powietrza, przy jednakowych wszystkich innych warunkach, jest proporcyonalną do przekroju wyrobiska, więc przy działaniu jednej i tej samej siły objętość powietrza wchodzącego

—~-r-——

II]

=====

im

mS

Eigi

-=3

-r

Fig. 854.

do kopalni przez szyb C (fig. 854) będzie dwa razy większą aniżeli objętość pewietrza wchodzącego przez szyb A. Naturalnie tylko w takim razie, jeżeli przekrój szybu C jest nie mniejszy od sumy płaszczyzn przekroi obudwu wychodzących z niego chodników. Tym sposobem rozdzielanie powietrza przypływającego do kopalni na oddzielne strumienie pozwala, w pewnych wypadkach, zmniejszyć siłę maszyny do przewietrzania i prędkość strumienia. Na tej zasadzie w Anglii, w większych kopalniach węgla, zamiast jednego chodnika, który służy jako droga powietrzna, pędzą 3 lub 4 chodniki równoległe o znacznym przekroju, przez co temperament kopalni ogromnie się zwiększa i otrzymuje się zadziwiająco dobre rezultaty. Tego rodzuju urządzenie spotyka się bardzo często, mianowicie tam, gdzie roboty prowadzą na znacznej głębokości i gdzie wskutek tego temperatura w kopalni jest stosunkowo bardzo wysoka.

Oprócz tego w kopalniach, w których się wydziela gaz wybuchający, lub w których tworzą się znaczne ilości łatwo zapalnego kurzu, jak również i w kopalniach węgla, mającego skłonność do samozapalania sie, przyjęto większe pola rozdzielać na mniejsze pod-pola, odgrodzone jedne od drugich filarami bezpieczeństwa i przewietrzać je oddzielnemi mniejszemi strumieniami, tak aby w razie wybuchu gazów, lub w razie pożaru, katastrofa ogarniała tylko małe przestrzenie, izolowanie których, jak również i prowadzenie w nich robót ratunkowych, jest łatwiejsze aniżeli w przestrzeniach bardziej obszernych.

Nareszcie przy odbudowie grubych pokładów węgla systemem filarowym, gdzie pokład rozdziela się na małe pola ograniczone pochylniami i poprzecinane licznemi chodnikami przygotowa-wczemi, nietylko że każde pole otrzymuje oddzielny strumień powietrza, ale starają się jeszcze i o to, aby każde z nich miało jedno wejście do chodnika głównego i jedno wyjście do chodnika odprowadzającego zepsute powietrze, tak aby w razie pożaru pole takie mogło być natychmiast odgrodzone od dołu i od góry. Często nawet w ścianach przecinek, prowadzących do takiego pola, są już porobione wręby i obok nich złożone materyały niezbędne do zbudowania naprędce tamy ogniowej.

Nadanie kierunku strumieniowi powietrza przypływającego do kopalni. Grdyby strumień powietrza przypływającego do kopalni był pozostawiony samemu sobie, to poszedłby w tym kierunku, w którymby spotkał najmniejszy opór, największa więc część powietrza poszłaby do najbliższych wyrobisk, a dalsze przodki byłyby pozbawione świeżego powietrza. Jedne więc części kopalni miałyby za wiele powietrza, inne za mało lub wcale go nie miały. Dlatego też strumieniowi powietrza koniecznie potrzeba nadać właściwy kierunek, co się uskutecznia stawiając na drodze powietrznej sztuczne przegrody, z których jedne całkowicie zatrzymują przystęp powietrza, zmuszając strumień płynąć w innym kierunku, a i inne tylko zwężają przekrój chodnika, zmuszając strumień powietrza rozdzielić się na dwa lub więcej oddzielnych strumieni.

Często się zdarza, że pewna część kopalni może otrzymywać powietrza za mało i wogóle mniej aniżeli go otrzymywać powinna tylko dlatego, ponieważ jej temperament, czyli, jak go jeszcze nazywają, jej modni, jest za mały. Jeżeli ten częściowy temperament nazwiemy przez Tu to jak wiemy

m _<t

- h ’

gdzie q wyraża objętość powietrza przypływającego do tej części kopalni, a h jego ciśnienie lub depresya.

Z tego równania widzimy, że

q = VTjT,

aby więc powiększyć ę, należy zwiększyć Ti lub//. Powiększyć de-presyę h w tej części kopalni, można tylko przez zwiększenie ogólnej depresyi //, wywołującej przewietrzanie całej kopalni; zwiększając jednak ogólną depresyę //, zwiększymy i wszystkie inne częściowe depresye ltx //₂... i t. d., a więc i siłę wszystkich innych drugorzędnych strumieni qx q₂ q.A i t. d., które i bez tego zwiększenia mogą być już za silne, a więc takie zwiększenie nie odpowiadałoby celowi, a prócz tego byłoby jeszcze połączone ze znacznymi nakładami. W tym więc razie lepiej jest nie zwiększając depresyi powiększyć temperament, to jest moduł tej części kopalni.

Wiemy że a więc

LPK ’

czyli że dla powiększenia 7\ należy powiększyć przekrój chodnika, a gdy tego dla jakichkolwiek przyczyn zrobić nie można, to przeprowadzić drugi chodnik do niego równoległy i puścić powietrze przez obydwa te chodniki.

Jeżeli w jakiejkolwiek części kopalni strumień powietrza jest za silny, należy go zmniejszyć zwiększając opór tej części kopalni, to jest zmniejszając jej temperament. Dla zmniejszenia temperamentu to jest modułu, zwężają przekrój chodnika, stawiając sztuczne przegrody, jak: tamy, drzwi, przepony płócienne i t. p. Wtedy pewna część pracy, to jest pewna część ciśnienia (depresyi) będzie zniszczoną, bo zostanie zużytą na przejście tych przeszkód. Z tego widzimy, że gdy już od głównego strumienia powietrza zostaną oddzielone strumienie drugorzędne, to ciśnienie, jakie powinien mieć strumień główny, czyli depresya strumienia głównego wskaże nam

20

Górnictwo. T- II.

ten z częściowych strumieni, który ma do pokonania największy opór, to jest, który ma najmniejszy moduł. Ta więc tylko droga powietrzna, po której będzie przechodził najsilniejszy strumień, sama jedna nie będzie miała sztucznych przeszkód (tam, drzwi, przepon i t. d.), przekroje zaś wszystkich pozostałych rozgałęzień, opory których są mniejsze, muszą być mniej lub więcej zwężone, aby nie otrzymywały za wiele powietrza.

Sztuczne przegrody tamujące przypływ powietrza. Jak powiedzieliśmy wyżej, przegrody tamujące przypływ powietrza mogą być dwojakie: jedne zupełnie przerywają strumień powietrza i całkowicie go zatrzymują, inne tylko regulują przypływ, zmniejszając go w miarę potrzeby. Do pierwszych należą tamy i drzwi głuche, do drugich drzwi z oknami i przepony płócienne.

Tamy. Jeżeli dostęp powietrza, w pewnym kierunku, ma być zupełnie wstrzymanym, w takim razie wpoprzek chodnika stawiają tamy, które mogą być murowane lub drewniane. Tamy murowane przedstawiają ściany w 2 lub 2t/₂ cegły grube, złożone na zaprawie wapiennej, lub jeszcze lepiej na zaprawie cementowej. Takich tam zwykle stawiają dwie, w odległości od 1 do 2 metrów jedna od drugiej i przestrzeń między niemi zasypują suchym piaskiem. Piasek jest w tym razie lepszym od gliny, bo glina przy wysychaniu daje szczeliny, przez które powietrze przenika.

Tamy drewniane robią ze starych stempli wyjętych przy naprawie obudowy. Stemple piłują na kawałki około jednego metra długie i układają sposobem, jakiśmy podali w tomie pierwszym, opisując odbudowę pokładów węgla w zagłębiu Dąbrowskiem, t. I, str. 358.

W przecznicach i wogóle w chodnikach, które służą jako drogi przewozowe, tamy muszą być tak urządzone, aby je można było od czasu do czasu otwierać dla przejścia ludzi i przejazdu wozów, w podobnych więc wypadkach stawiają nie tamy, lecz drzwi.

ürztui tamujące przypływ powietrza robią zwykle drewniane, zawieszone na zawiasach żelaznych. Odrzwia ustawiają albo wprost w wycięciach, zrobionych w ścianach chodnika, uszczelniając szpary pozostające się około ścian, albo też, co jest daleko lepiej, odrzwia omurowywują. Drzwi powinny się otwierać w stronę, z której strumień powietrza prz}rpływa, bo tym sposobem pęd strumienia pomaga ich zamykaniu. Dla dopięcia tego samego celu odrzwia powinny być osadzone nie pionowo, lecz z pewnem nachyleniem, aby drzwi zamykały się własnym ciężarem. W chodnikach, w których przewóz jest większy, drzwi muszą być podwójne, tak aby wtedy gdy jedne są otwarte, drugie były zamknięte. Odległość między drzwiami podwój nemi musi być większą aniżeli długość pociągu, inaczej podwójne drzwi nie przynosiłyby żadnej korzyści. Takie drzwi są niedogodne pod tym względem, że się otwierają nie z jednakową łatwością z obu stron. Ponieważ drzwi zamykają się w kierunku strumienia własnym ciężarem, więc wóz idący naprzeciwko strumienia sam je otworzy, a po przejściu wozu one się same zamkną. Jeżeli zaś wóz idzie po chodniku w kierunku strumienia, to drzwi trzeba otworzyć i trzymać otwartemi tak długo, póki wóz nie przejdzie. Dlatego też około drzwi musi stać zawsze podrostek lub inwalida, który je otwiera i zamyka. Aby zaś przy drzwiach podwójnych mógł być zatrudniony tylko jeden człowiek, do drugich drzwi przytwierdzają sznur, który idzie przez krążki, umocowane z boku pod piętrem chodnika i dochodzi do drzwi pierwszych, tak, że robotnik dozoruj ący drzwi pierwszych, pociągnąwszy za sznur, może otworzyć drzwi drugie. W chodnikach dwutorowych drzwi robią dwuskrzydłowe i wtedy one się otwierają w strony przeciwne, a mianowicie każda połowa otwiera się w stronę, w którą idą wozy.

i .A

Pi

. ±1

11/

Ho

il«!

'Sgl

Fig. 855.

Drziui z oknem (fig. 855). Jeżeli do danej części kopalni potrzeba jest wpuścić tylko część głównego strumienia powietrza, wtedy przypływ jego regulują zapomocą drzwi z oknem. Nad oknem i pod nim przytwierdzają listwy, podtrzymujące okiennicę urządzoną w ten sposób, że można ją przesuwać i tym sposobem, zależnie od potrzeby, otwór, przez który wchodzi świeże powietrze, dowolnie powiększać lub zmniejszać.

W kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający, okno w drzwiach powinno być umieszczone o ile można jak najwyżej, aby wydzielający się gaz, który, jak wiadomo, zbiera się w górnej części wyrobisk, nie mógł się nagromadzać nad oknem.

Spotkanie się dwóch lub więcej strumieni powietrza, płynących w strony przeciwne. Jeżeli dwa strumienie płynące w strony przeciwne spotykają się z sobą, jeclen z nich uderza o drugi i odpycha go, wskutek czego siła przewiewu znacznie się zmniej-

»!

■IBS

Eig. 857.

'j Eig. 856.

'M J: "

iii

w;

Eig. 858.

sza. Tak, jeżeli dwa strumienie A i B (fig. 856) mają się z sobą połączyć i pójść dalej w kierunku C, w takim razie strumienie spotykając się, będą się wzajemnie odpychać, a nawet może się zdarzyć, jeżeli siła tych strumieni nie jest jednakową, że strumień silniejszy odepchnie i zatrzyma zupełnie bieg strumienia słabszego. W podobnych wypadkach dla zapobieżenia temu w punkcie C (fig. 857) urządzają przegrodę z desek, a prócz tego kąty R R chodnika zaokrąglają. Toż samo należy zrobić w razie jeżeli trzy strumienie powietrza spotykają się z sobą (fig. 858) i wogóle we wszystkich tych miejscach, gdzie jeden strumień może tamowTać bieg drugiego.

Krzyżowanie się strumieni. Przy odbudowie pokładów poziomych czasami się zdarza, że strumień świeżego powietrza, przypływającego do kopalni, krzyżuje się, w tej samej płaszczyźnie, ze strumieniem zepsutego powietrza wychodzącego z kopalni. W podobnych wypadkach postępują w ten sposób, że jeden strumień przepuszczają nad drugim, jak wskazują figury 859, 860 i 861. Na figurze 859 a oznacza chodnik, przez który przypływa świeże powietrze, b—chodnik, przez który wychodzi zepsute powietrze z kopalni, c — pomost z blachy kotłowej. Figury 860 i 861 przedstawiają takie same urządzenie, tylko z kanałami powie-trznemi murowanemi.

Eig 859.

Tego rodzaju urządzenia dosyć często spotyka się w kopalniach węgla w Anglii, działają one wogóle dobrze, przedstawiają jednak pewne niebezpieczeństwo w tych kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchający, bo w razie wybuchu całe urządzenie odrazu zostaje zniszczonem i przewietrzanie całkowicie ustaje.

Teorya modułów, to jest temperamentów oddzielnych części

kopalni¹).

Jak powiedzieliśmy wyżej, główny strumień powietrza przypływającego do kopalni rozdziela się na strumienie częściowe, przewietrzające oddzielne pola, siła których zależy od oporu, jaki przedstawia dane pole, to jest od jego temperamentu.

Mb

flllilllllllllllllll!llliill,llllllllll!Mllllilllllll|llHIIIHl

'iiiiiiiiiiiiwiiiiiiniiintiiiriiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiniiii!

W każdej kopalni jest przynajmniej jeden strumień przepływający po drodze, na której nie urządza się żadnych sztucznych przegród. Ten właśnie strumień przezwycięża największy opór i wskazuje on

Eig. 860.

te

mmm

mm

Eig 861.

6 Wahner Die Beweterung der Bergwerke, str. 217.

nam ciśnienie lub depresyę, jaka jest niezbędną do przewietrzania danej kopalni. To ciśnienie, lnb depresya, musi być dotąd powiększane, póki ilość powietrza wchodzącego do danej kopalni, nie będzie dostateczną dla jej należytego przewietrzania. Zwykle jest to strumień przechodzący najdłuższą drogę, ponieważ przy jednakowych innych warunkach, opór danej części kopalni, to jest jej temperament, zależy od długości drogi powietrznej.

Oczywiście, że najdłuższy strumień wymaga największej de-presyi, wszystkie więc inne krótsze strumienie, płynące przy tej samej depresyi, dostarczałyby za wiele powietrza, gdyby w swym biegu nie były częściowo wstrzymywane. Zdarza się jednak, że w tej samej kopalni jest jeszcze drugi strumień tej samej długości, który w takim razie musi przezwyciężać taki sam opór, wtedy więc i na jego drodze także nie trzeba stawiać żadnych sztucznych przeszkód. Wogóle, przy rozdziale powietrza w kopalni, należy

[V

Fig. 862.

się starać uregulować długość oddzielnych strumieni w ten sposób, aby opory, jakie muszą one przezwyciężać, były mniej więcej jednakowe, bo wtedy ogólny opór całej kopalni będzie najmniejszy.

Oznaczywszy temperamenty oddzielnych części kopalni, można je z sobą porównywać i wyprowadzić pewne dane dotyczące przewietrzania całej kopalni, przyczem mogą mieć miejsce dwa wypadki: 1) przez kopalnię przepływa tylko jeden strumień powietrza, który nie rozdzielając się, obchodzi po kolei wszystkie pola jedno po drugiem. W tym razie ma miejsce jakby działanie sumujące i jest możebnem znaleźć dla wszystkich części kopalni idących jedna za drugą, moduł, który można nazwać składanym, ponieważ on do pewnego stopnia powstaje przez zsumowanie poje-dyńczych temperamentów i 2) główny strumień powietrza przypływający przez szyb wciągający, doszedłszy do pewnego punktu, rozdziela się na dwa lub więcej strumieni częściowych, które następnie znowu się z sobą łączą. Wtedy mamy do oznaczenia temperament luspólny.

Temperament składany. Przypuśćmy że 3 chodniki g y, y2) lub 3 części kopalni, przewietrzają się kolejno jedna po drugiej tym samym strumieniem powietrza (fig. 862) i że ich temperamenty są £, tx i t₂ i że ta sama ilość powietrza q przechodzi przez wszystkie 3 chodniki g gx g₂.

lilii

i! ■ i

wmxśMSi&-

Fig. 863.

'fi

•    .    ą*

W pierwszym chodniku g temperament i = —

Sr-

„ drugim

9\

„ trzecim skąd wypada, że

ii

ii

t₂

h₂

<r+.

h = 4-

temperament składany będzie Tl

<?²

h + 7*, 4- h₂

podstawiając za h hx h₂ ich wartości, otrzymamy:

Ts =

<?²

t tx t₂

«! + .'!

Moduł więc składany, to jest temperament składany trzech chodników lub trzech części kopalni, które się przewietrzają po kolei jednym i tym samym strumieniem, równa się iloczynowi z temperamentów oddzielnych części kopalni, podzielonemu przez kom-binacyę tych samych temperamentów.

2) Temperament wspólny. Przypuśćmy znowu, że mamy trzy chodniki g gv g₂, które rozchodzą się w w punkcie a (fig. 863) i które w punkcie b znowu się z sobą łączą w jeden chodnik i że ilość Q powietrza, przepływającego przez chodnik a rozdziela się pomiędzy trzy chodniki g gx g₂ w ten sposób, że Q — q + qx -j- q₂. Wtedy mamy:

q = Vth ql = Vtjt q₂-- Vtji

i Q = Vl\h = Q + 7i ~\~ ?2‘

Podstawiwszy za q qi q₂ ich wartości, otrzymamy

VtJV = Vth + Vtjt + IrÇt= VrJ\v . Vit i Tw = (V t -\-Vtx V t₂ )⁸.

Temperement więc wspólny Pw równa się sumie pierwiastków kwadratowych z temperamentów częściowych, podniesionej do kwadratu.

Przykład (fig. 864 i 865). Figura 864 przedstawia przecięcie pionowe, a figura 865 plan kopalni. 1 jest szyb wyciągowy okrągły o średnicy 4 metr., który jednocześnie służy jako szyb wciągający powietrze. P- szyb wyciągający powietrze, także o średnicy 4 metr. A B—przecznica główna, idąca od szybu wyciągowego, która przecina pierwszy pokład w punkcie B, a drugi w punkcie D.

Od głównego chodnika zachodniego B v idzie, w kierunku wzniesienia, chodnik u m, od którego w punkcie m zaczyna się chodnik pośredni m z, ponieważ część pierwszego pokładu na przestrzeni od u do m okazała się niezdatną do odbudowy. W punkcie v, w którym pokład znowu staje się zdatnym do odbudowy, zaczyna się drugi chodnik, w kierunku wzniesienia, dochodzący do chodnika pośredniego m x. Chodnik ten obsługuje należące do niego przodki v x, a chodnik z y takie same przodki leżące wyżej, a prócz tego łączy on jeszcze obie te roboty z chodnikiem powietrznym y E, od którego idzie przecznica E F, prowadząca do szybu wyciągającego P'.

Na wschód od przecznicy AB, w pierwszym pokładzie, idzie chodnik główny B O, od którego zaczyna się chodnik G H, idący w kierunku wzniesienia, który obsługuje należące do niego przodki. H E—chodnik górny powietrzny, przez który wychodzi zepsute powietrze do przecznicy E F i dalej do szybu.

W drugim pokładzie, od przecznicy A B, idzie chodnik główny wschodni D L, a od niego chodnik L M w kierunku wzniesienia, obsługujący należące do niego przodki. Chodnik L M, zapo-mocą górnego chodnika powietrznego, łączy się z szybem wyciągającym P'.

Jak widzimy, strumień powietrza przypływającego przez szyb P i przecznicę A B rozdziela się w punkcie B na trzy oddzielne strumienie, z których jeden obchodzi dwie grupy przodków na

B!

*•

/”

il

Sf

•;

§'|

^1

El

s;

§?

?-

«Q^i

C:~jSi

r/i^

..V&

Ik.i.lUT

'•w£à'

!T1|

0^'

i£æ

I

Fig. 864.

?5F

||P§ipP^r

sl|P

ppsś

Oj

,r->,

^^^Ma&SSSte^^2^E!UiSSiî2tiî2^1

t'x-l ^r. -1..

? ;*s

n§ K- tco

5,

tu 009

. I P

5-OTiïiiWSSIwà fcSànr

Ää^i

■-

M»‘

!•

§1

Ilf

ss 5

p?q

LnÆ'

IL&j

6° 1

ikriP/ktâi*'

§1

Fig. 865.

zachodzie w pierwszym pokładzie, drugi strumień obchodzi przodki na wschód od chodnika pochyłego G H i trzeci oświeża przodki w pokładzie drugim, ua wschód od chodnika wzniesienia L M.

Strumień zachodni, w pierwszym pokładzie, rozdziela się jeszcze w punkcie u na dwa strumienie, które się w punkcie 3 znowu z sobą łączą, idąc dalej razem do szybu wyciągającego Pf.

W tablicy jaka się obok załącza są wskazane wymiary i temperamenty wyrobisk przytoczonych w przykładzie, na zasadzie więc tych danych możemy oznaczyć temperamenty składane i temperamenty wspólne.

Pokład l-szy. Szyb P i przecznica AB są z sobą połączone i będą miały temperament składany

P+ ab = ts =

2,9338.

*.o • *i *io 4" *i

W punkcie B schodzą się chodniki pola zachodniego, z chodnikami pola wschodniego.

a) Chodniki pola zachodniego składają się z trzech seryi chodników, idących jedne za drugiemi, a miano wicie z chodnika głównego B u i chodników u m z i z y E, z których można zestawić temperament składany

*2 • *3 ‘ *5

*2*3 “ł⁻ *3*5 “b *2*5

Bu + mnz +- zy E = Tsi =

= 0,1356.

1,2387.0,1736 . 1,2387

1,2387.0,1736 + 0,1736 . 1,2387 + 1,2387 . 1,2387

b) Na wschód od przecznicy w pierwszym pokładzie mamy trzy chodniki, idące jeden za drugim, których temperament składany znajdziemy w tablicy:

BG + QH + HE = TS2 = t₇ = 0,2344.

Dwa strumienie powietrza, przewietrzające te dwie części kopalni, łączą się w punkcie E w jeden wspólny strumień, a więc temperament wspólny tych dwóch części kopalni będzie

Y = (VY3l + VYa2)² - (KÖ4356 + VO^mAf = 0,72657.

Dalej za temi dwoma częściami kopalni idzie przecznica powietrzna E F, której temperament =22,222. Jeżeli teraz temperament wspólny Y obu cęści kopalni w pokładzie pierwszym połączymy z temperamentem t₍. przecznicy powietrznej E F, to otrzymamy temperament składany całego pokładu pierwszego od szybu wciągającego P aż do podszybia szybu wyciągającego. Otrzymamy więc    ;

t₆ K _ 22,222.0,72657 ć₆ + + ~ 22,222+0,72657

7^3 —

= 0,7035563.

Oznaczę-

nie tempe-

ramentu

*ii

Temperament

LPK

K=- 0,0017 dla chodników a dla szybów K = 0,001

2,9629

1,2387

0,1736

0,1390

1,2387

22,222

0,2344

22,222

0,1704

316,0098

351,122

Długość chodników i głębokość szybów

1500

1000

800

1000

1000

200

1600

200

2200

500

450

Przekrój

sześcianie

m²

64

13,824

01

1,0

13,824

64,0

3,375

64,0

3,375

1986

1986

Obwód Przekrój

zul

DI

1,5

12,57

12,57

03    O    O CM

W CD~ TjT tJH

œ- 00 IQ 00

00 00 lO °i °1 CD CO

•ui

Wymiary

osoîjojozs

O CD O O

Oi

O O

«O o o O ©

(N    H (M 1-1

B g S-|

CP “

Çu O

a o&-

K. o.

2,00

1,50

00 T

1,00

1,50

2,00

1,50

2,0

Wykaz chodników i szybów wskazanych na figurach 861 i 862.

Przecznica AB.

Chodnik główny zachodni B u Chodnik u m z.....

u v x z .

z y E.....

Przecznica powietrzna E F . Chodniki B O H E . Przecznica B D.....

Chodniki D L MF. . Szyb P okrągły .    .    .

Szyb P'    .    .    .

^8 d" ^9

Pokład II-gi. Wyrobiska w drugim pokładzie składają się z przecznicy B D, stanowiącej przedłużenie przecznicy A B i z chodników D LM F, które dają temperament składany:

22,222 0,1704

o 1001

22,222 + 0,1704    ’

J5Z) -f D LMF = TB4 =

To jest temperament drugiego pokładu, który, jak widzimy, jest za mały.

Z temperamentów TA i T⁷^ można wyprowadzić temperament wspólny dla obudwu pokładów, aż do podszybia szybu wyciągającego P'. Od B do F mamy w pierwszym pokładzie dwa strumienie, których temperament wspólny Tw jest wiadomy.

Ponieważ strumienie przewietrzające obydwa pokłady łączą się przy szybie wyciągającym, więc ich temperament wspólny 7⁷wi będzie następujący:

Twl = (J/rs3 + Vts4)²= ^0,7035563 + h0,1691)² -Twl = 1,5635.

Aby teraz znaleźć temperament całej kopalni, trzeba do temperamentu dodać temperamenty: szybu wciągającego P, przecznicy AB i szybu wyciągającego P'.

Temperament więc składany Tc całej kopalni będzie nastę-

pujacy:

Ts . tn . Twl    _

TS . fŁ| -f- Ty, 1 .    -j- Ty,] . Ts

2,9338.351,122 . 1,5635

2,9338.351,122 + 1,5635.351,122 -f 1,5635.2,9338

Tc =

= 1,017.

Jeżeli teraz przyjmiemy jakiekolwiek ciśnienie lub depresyę, która ma wytworzyć przewiew, to wtedy otrzymamy tę ilość powietrza, jaka będzie przypływać do kopalni w zależności od jej temperamentu i która się ma rozdzielić pomiędzy różne części tej kopalni.

Przypuśćmy np., że ciśnienie li (depresya) = 80 mm. słupa wody, to ilość Q powietrza, jaka będzie przypływać do kopalni otrzymamy z równania

Q= VTclt — \ 1,017 . 80 — 9,02 m⁸ na sekundę.

Ponieważ znamy temperamenty każdej oddzielnie wziętej części kopalni, możemy więc oznaczyć depresyę w każdej z tych części, jak również i ilość powietrza, jaka do niej będzie przypływać.

Wiemy, że depresya w każdej oddzielnie wziętej części kopalni równa się kwadratowi z ilości metrów sześciennych powie-

trza przypływającego do tej części kopalni, podzielonemu przez jej temperament, to jest h =

Q-

Dla szybu wciągającego P i przecznicy AB depresyą, otrzymamy z równania

Q² _ 9,02- __ 81,36 Ts ~ 2,9338 “ 2,9338 Dla trzech strumieni w obydwóch pokładach aż do szybu wyciągającego

Äi -

= 27,73 mm.

Q² _ 81,36 ~ 1,5635 Dla szybu wyciągającego P’ Q² _ 81,36 tu ~ 351,122 Depresyą dla całej kopalni

Jl'2 —

= 52,04 mm.

= 0,23 mm.

Ł = 27,73

h, = 52,04 h₃ = 0,34

= 80,00 mm.

Ponieważ znane są nam temperementy każdego z dwóch pokładów, możemy oznaczyć ile z 9,02 metrów sześciennych powietrza przypływającego do kopalni w ciągu jednej sekundy, będzie przechodzić przez pokład pierwszy, a ile przez drugi.

Przez pokład pierwszy (górny) będzie przechodzić q₁ — VTs₃ . h.₂ = PO,7035563 . 52,04 — 6,05 m³ na sekundę.

Przez pokład drugi (dolny) q₂ = J/7',4 . h, = PO,1691 . 52,04 = 2,97 m\

Razem q₁ -f q₂ = 6,05 -J- 2,97 = 9,02 m³.

Ponieważ w pokładzie górnym każdy z dwóch oddziałów przewietrza się oddzielnym strumieniem, to możemy także oznaczyć ile, będzie przypływać powietrza do każdego z tych dwóch oddziałów. Depresyą hv która zostaje zużytą w obu tych oddziałach jest równą wyżej oznaczonej depresyi 1l₂ dla wszystkich trzech strumieni, zmniejszonej o depresyę, jaka się zużywa w przecznicy Ę F, mamy więc:

\ — \ -

Ilość więc powietrza q₃ przypływającego do zachodniej części pierwszego pokładu, otrzymamy z równania

• j! 22.222

= 52,04 -

6,05²

22,222

= 50,4 mm.

q.A — ]/TsX . h₄ = 1^0,1356 . 50,4 = 2,61 m³ na sekundę.

Do wschodniej zaś części pokładu pierwszego będzie przypływała ilość powietrza ą±, która się równa

<?₄ = Vt₇ . hĄ = ł/0,2344 . 50,4 -= 3,44 m³.

Często obliczona w ten sposób ilość powietrza dla różnycli części kopalni wypada niedostataczną, tak, że wypada ją zmienić.

Przypuśćmy np., że wskazana wyżej ilość powietrza 9,02 m3 na sekundę musi być rozdzieloną w następujący sposób:

W 1-szym pokładzie dla pola zachodniego .    .    3,6 m³

• 3,0 „ . 2,42 „

„    „    „ n „ wschodniego .

„ 2-gim

Razem 9,02 m³

Ponieważ znaleźliśmy, że do pola zachodniego przypływa tylko powietrza — 2,61 m³, a więc ilość tę należy zwiększyć do 3,6 ml Jak wiemy, mamy dwa sposoby do powiększania ilości powietrza przypływającego do danej części kopalni. Potrzeba albo odpowiednio zwiększyć depresyę, albo też zwięksyć moduł tej części kopalni, który w danym wypadku jest równy C =0 ,1736. Przez zwiększenie depresyi zwiększymy jednocześnie i ilość powietrza przypływającego do innych części kopalni, musimy więc zwiększyć siłę maszyny. Dlatego też przedewszy-stkiem należy próbować czy nie da się powiększyć temperamentu tej części kopalni.

Na chodniku głównym D v (fig. 865) w punkcie w, gdzie pokład staje się niezdolnym do odbudowy, strumień powietrza rozdziela się, a dalej w punkcie v, gdzie pokład napo wrót staje się zdatnym do odbudowy, mamy chodnik wzniesienia v x, który łączy się z chodnikiem z y. Część uv x z, jak widać z tablicy, ma temperament f₄ = 0,1390, połączywszy ten temperament, który nie był przyjęty pod uwagę, z temperamentem rozgałęzienia v m z, otrzymamy temperament wspólny, który będzie już odpowiednim dla zachodniej części pokładu I-go. Ten temperament wspólny otrzymamy z równania:

7w2 =    - (ł0,1736 + 10,1390)' - 0,6233.

Wskutek tej zmiany musimy oznaczyć nowy temperament 7⁷ss dla całej wschodniej części pokładu I-go od B do h], który równa się:

Tss =

1,2387.0,6233'. 1,2387-    ₀ 9i0f

1,2387.0,6233 + 1,2387.1,2387 + 0,6233 . 1,2387    ’    '

Wprzódy znaleźliśmy wartość dla Ts\ = 0,1356.

Jeżeli teraz obliczymy, jaka ilość powietrza będzie przypływać pod ciśnieniem 80 mm. przy obliczonym temperamencie

Tss = 0,3106, to otrzymamy:

/~T~

-L SS

Tm

- 2,61

0.3106

. = 4 m:t.

0,1356

Właściwie mówiąc, potrzeba tylko, aby przepływała 3,6 m8 a my otrzymaliśmy 4 m³, to jest o 0,4 m³ więcej, taka jednak nadwyżka zwykle jest pożądaną. Jeżeliby jednak życzono sobie, aby przez tę część kopalni nie przepływało więcej nad 3,6 m³ powietrza na sekundę, w takim razie, ponieważ ta mianowicie część kopalni przedstawia największy opór, bo ma najmniejszy temperament, potrzebaby było depresyę, którą przyjęliśmy na 80 mm., zmniejszyć, bo, jak widzieliśmy wyżej, depresya niezbędna do przewietrzania całej kopalni, reguluje się według tej z jej części, która stawia największy, opór przepływowi powietrza. Ponieważ zaś depresye mają się do siebie jak kwadraty z ilości metrów sześciennych przepływającego powietrza, a więc nową depresyę niezbędną do danej ilości powietrza, otrzymamy z równania 3 6J

- = 64,8, to jest prawie 65 mm.

hx — 80 .

Możemy również bardzo łatwo wyliczyć, jaka ilość powietrza będzie przypływała do innych części kopalni przy depresyi 65 mm.

Wschodnia cześć I-go pokładu przy depresyi 80 mm. otrzymywała 3,44 m³, a więc przy depresyi 65 mm. będzie otrzymywać: 80    3,44²

65

X*

, skąd x = 3,1 m³.

Drugi pokład przy depresyi 80 mm. otrzymał 2,97 m³, przy depresyi 65 mm. otrzyma:

80 _ 2,97²

skąd x = 2,7 m³.

Jak widzimy, wschodnie części pokładów I-go i Ii-go otrzymają więcej powietrza aniżeli było zamiarem im dać, co zwykle bardzo jest pożytecznem, czasami jednak nadmiar powietrza nie jest pożądany, w takim więc razie należy otwór, przez który powietrze przypływa zmniejszyć zapomocą drzwi z oknem, lub zapo-mocą przepony, należy więc umieć obliczyć wielkość otworu, jaki potrzeba wtedy zostawić.

65

Obliczenie otworu dla wypływu powietrza zapomocą rachunku. Zadanie polega na tern, aby przez zwężenie otworu zmniejszyć ciśnienie, zamieniając pewną jego część na prędkość. Przypuśćmy, że mamy chodnik, przez który, gdy w nim nie ma żadnej przeszkody, przepływa Q metrów sześciennych powietrza nu sekundę, temperament tego chodnika jest znany i równa

na się t. Depresya w tym chodniku jest // — — . Jeżeli potrzeba

zmniejszyć przypływ powietrza z Q metrów sześciennych do q, to i depresya musi być zmniejszoną z h do i wtedy

cf

jeżeli h—hi = h₂, to

Q²-(f

7<₂ —

Aby nadmiar ciśnienia zużyć, potrzeba go w zwężonym otworze zamienić na prędkość. Teoretyczna prędkość v równa się

V2ffh₂ = 4,33 VĘ.

Przypuszczamy dalej, że powietrze przepływa przez otwór w cienkiej ściance i że współczynnik kurczenia się i tarcia gazu C = 0,66, wtedy prawdziwa prędkość vx — 0,66 v i vx = 0,66.4,33 VĘ = 2,92 VĘ.

Ciśnienie h₂ jest tu wyrażone w milimetrach wysokości słupa wody, gdy tymczasem w danym wypadku powietrze przepływa, potrzeba więc to ciśnienie podzielić przez wagę jednego metra sześciennego powietrza kopalnianego, to jest w okrągłych cyfrach przez 1,133. Otrzymamy wtedy

Vlt₂ - 2,74 \% .

1,133 '

7/ h%. = 2,92 \ 1,133

Płaszczyzna otworu wypływowego S jest równą

8 =    _l-r-

2,74    •

Podstawiając w to równanie zamiast q jego wartość, otrzy

mamy:

2,74

Q³-‘i²

To jest formuła do oznaczenia wielkości otworu wypływowego. Naturalnie przypuszczamy, że są wiadome: temperament tej

części kopalni, ilość powietrza jaka przepływała przez dany chodnik, przed postawieniem drzwi z oknem i ilość powietrza, jaka powinna przechodzić po ustawieni u drzwi z oknem.

Powracając do powyżej przytoczonego przykładu (fig. 865) widzieliśmy, że do wschodniej części pokładu I-go, przy jej temperamencie t₁ = 0,2344 i przy depresyi 65 mm., przypływa powietrza 3,6 m³ na sekundę. Gdyby zaszła potrzeba ograniczenia przypływu powietrza do 3-ch m³, wtedy należałoby postawić drzwi z oknem, wielkość którego można obliczyć na mocy wyżej przytoczonego równania, a mianowicie:

Si =

2,74

3,6 ²—3²

= 0,253 metr. kw.

0,2344

Gdyby w pokładzie II, którego temperament jest Ts4=0,1691, zamiast Q — 2,7 m³ miało przypływać powietrza tylko — 2,4, to potrzebaby było postawić drzwi z otworem, płaszczyzna którego

musiałaby być równą

s₂ =

2,4

= 0.292 metr. kw.

2,7²—2,42 0,0191

Przypuśćmy teraz, że w zachodniej części pokładu I-go chcielibyśmy zwiększyć ilość przypływającego powietrza do 3,6 m³ na sekundę nie za pomocą rozdzielenia strumienia powietrza w punkcie u (fig. 865), lecz przez zwiększenie depresyi. Zachodzi więc pytanie o ile wtedy depresya, którą przyjęliśmy li = 80 mm. musiałaby być zwiększoną, gdyby do tej części pokładu miało przypływać zamiast 2,61 m³ powietrza, 3,6 m³ na sekundę. Wtedy depresya musiałaby być powiększoną z h = 80 mm. do

3,62 2,61²

Przy tej depresyi praca zawierająca się w całym strumieniu wynosiłaby 9,02 metr. sześć. X 152,2 = 1372,84 sekundo-kilogra-mometrów, czyli 18,3 koni parowych, gdy tymczasem przy pierwotnej depresyi wynosiła ona tylko 9,02.80 — 721,6 sekundo-ki-logramometrów, to jest 9,6 koni parowych. Przyjąwszy skuteczną pracę wentylatora wraz z poruszającą go maszyną równą 33 V₃%, otrzymamy, że w pierwszym wypadku potrzebną będzie siła 18,83x3 = 54,9 koni parowych, a w drugim tylko 28,8 koni parowych.

2,74

h = 80 .

Q²

= 80 .

= 152,2 mm. słupa wody.

Grdy już wszystkie dane, niezbędne do oznaczenia pojedynczych temperamentów różnych części kopalni zostały starannie zebrane, przyczem jednak zbierając je nie należy być zanadto drobnostkowym, wtedy oddzielne moduły można z sobą stosownie do potrzeby i do porządku robót łączyć i nakoniec wyprowadzić ogólny temperament całej kopalni. Po największej części rozdział strumienia powietrza, jaki się otrzymuje na zasadzie tych obliczeń, wypada niezupełnie zadawalniający, wskutek czego zachodzi potrzeba albo strumień powietrza inaczej podzielić, albo też stawiać sztuczne przegrody.

Jeżeli jakakolwiek część kopalni otrzymuje niedostateczną ilość powietrza, czy to wskutek zbyt małej depresyi, lub zbyt małego temperamentu tej części kopalni, wtedy rozpatrują, która z tych dwóch wielkości może być łatwiej w odpowiedni sposób zmienioną. Przedewszystkiem starają się naturalnie powiększyć temperament, przez odpowiednie rozdzielenie strumienia powietrza, przez co całkowita praca przewietrzania zostaje zmniejszoną, a jeżeli to jest niemożebnem, to uciekają się do ostatecznego środka, a mianowicie do powiększenia depresyi, przez co naturalnie całkowita praca przewietrzania także zostaje zwiększoną.

Przewietrzanie środkowe i przekątne. Odróżniają prze

wietrzanie środkowe i przekątne. Jeżeli szyby wciągające i wyciągające są położone w środku pola kopalnianego i blizko siebie, nie dalej jak w odległości od 20 do 100 metr., wtedy będziemy mieli przewietrzanie środkowe. Jeżeli zaś szyb wciągaj ący, który zwykle jest jednocześnie szybem wyciągowym, znajduje się w środku pola kopalnianego, a szybów wyciągających jest jeden lub kilka i one są położone w blizkości granicy pola kopalnianego, wtedy będziemy mieli przewietrzanie przekątne. Przy przewietrzaniu przekąt-może być także szyb wyciągający po środku pola kopalniane-

nem

go, a dwa lub więcej szybów wciągających znajdować się na jego granicach. Obydwa te systemy przewietrzania mają swoje zalety i niedostatki.

urz

na

Przewietrzanie środkowe ma tę wielką zaletę, że zaraz po pogłębieniu szybów, można je z sobą połączyć chodnikiem i odrazu ądzić prawidłowe przewietrzanie, przyczem kierunek strumienia przypływającego powietrza pozostanie się zawsze ten sam tak podczas przygotowywania filarów jak i podczas ich odbudowy drodze powrotnej, od granicy pola do szybu. Również i podczas pogłębiania szybów można szyby łączyć z sobą i posługiwać się

obydwoma dla przewietrzania. Wadą zaś przewietrzania środkowego jest to, że powietrze kopalniane musi przechodzić podwójną drogę, a mianowicie od szybu wciągającego do granicy pola i z powrotem, wskutek czego odrazu muszą być ustawione silne maszyny przewietrzaj ące, siła których w samym początku robót, jak również i ku ich końcowi, gdy kopalnia się już zaczyna wyczerpywać, nie może być całkowicie zużytkowaną. Prócz tego, wskutek znacznej różnicy ciśnień powietrza w szybach wciągającym i wyciągającym, strata powietrza jest większą. Nareszcie może się zdarzyć, że przy większym wybuchu gazów, lub innym znaczniejszym wypadku w kopalni, tama oddzielająca szyb wciągający od wyciągającego może być uszkodzoną i wtedy cała ilość powietrza, zamiast obchodzić kopalnię, pójdzie najkrótszą drogą wprost do szybu wyciągającego.

Zalety przewietrzania przekątnego są następujące: Strumień powietrza przechodzi zawsze jedną i tą samą, najkrótszą drogę, wskutek czego siła maszyny zawsze zużytkowuje się całkowicie, strata powietrza, wskutek mniejszej różnicy ciśnień w szybach wciągającym i wyciągającym jest mniejszą i powietrze to nie traci się zupełnie bezpożytecznie, bo w każdym razie polepsza stan zdrowotny starych wyrobisk, nareszcie katastrofa w kopalni nie może tak łatwo i prędko uszkodzić całego urządzenia, służącego do przewietrzania.

Wady przewietrzania przekątnego są następujące: połączenie chodnikiem szybu wciągającego z wyciągającym wymaga bardzo wiele czasu, wskutek czego prawidłowe przewietrzanie może być urządzone dopiero bardzo późno. Samo zaś pogłębianie szybów wskutek braku drugiego szybu, może przedstawiać trudności, które trzeba przezwyciężać urządzeniami tymczasowemi.

W kopalniach, w których są dwa szyby blizko siebie, często, podczas biegu robót, wypada pogłębić, czy to dla lepszego przewietrzania oddzielnych pól, czy też dla opuszczania drzewa do kopalni, jeden lub więcej szybów i w takim razie, w podobnej kopalni, może być tak dobrze urządzone przewietrzanie środkowe jak i przekątne.

Przewietrzanie robót przygotowawczych.

Przewietrzanie robót przygotowawczych zawsze przedstawia największe trudności, ponieważ te roboty nie są połączone z inne-

mi częściami kopalni, wskutek czego powietrze do nich doprowadzane musi wracać tą samą drogą, przez którą wchodzi. To ma miejsce we wszystkich wyrobiskach, mających kształt długiego worka, a mianowicie: przy pogłębianiu szybów, pędzeniu przecznic, pochylni, chodników głównych i chodników przygotowawczych. We wszystkich podobnego rodzaju wyrobiskach, aby wytworzyć przewiew, potrzeba koniecznie urządzić dwie drogi powietrzne, jedną dla przypływu świeżego powietrza do przodka i drugą dla odpływu zepsutego powietrza od przodka do miejsca, z którego powietrze przychodzi. To się zaś uskutecznia stawiając przepierzenia, pędząc chodniki równoległe, lub układając rury, czyli tak zwane lutnie.

Przepierzenia. Najprostszy sposób utworzenia podwójnej drogi powietrznej w chodnikach polega na tern, że przecznicę lub chodnik rozdzielają na dwie części zapomocą przepierzenia idącego wzdłuż chodnika. Zwykle przepierzenia takie urządzają, wbijając między piętro i spodek chodnika stemple m (fig. 866), w pewnej odległości jeden od drugiego, a następnie z obu stron stempli przybijają deski szczelnie do siebie dopasowane, przestrzeń zaś między deskami zapełniają suchym piaskiem, lub suchym miałem węglowym. Glina do tego się nie nadaje, ponieważ po wyschnięciu daje szczeliny, przez które powietrze przechodzi, jeżeli jednak chodnik jest wilgotny, to przestrzeń między deskami można zapełnić gliną. W przepierzeniu takiem, aby nie tamować przejścia, zwykle robią drzwi.

mU

Kil

1

yy Ili

éhüKa

li

Fig. 866.

Czasami przepierzenia robią z pruskiego muru, który w ta-zaprawie wapienno-cementowej. Bardziej

kim razie wznoszą na

wysokie przepierzenia robią murowane, w jedną cegłę grube i na zaprawie cementowej.

*

S-

m

mm

Wf

W chodnikach wązkich i wysokich przepierzenia robią poziome, wbijając między boki przecznicy rozpory, na których układają pomost z dobrze do siebie dopasowanych desek (fig. 867). Górna część przecznicy służy wtedy do przewozu i przypływu powietrza, a dolna dla odpływu |j wody i powietrza. Powietrze powinno płynąć w tym samym kierunku co i woda, bo inaczej ruch wody tamowałby do pewnego jj stopnia ruch powietrza.

if

->-//

Fig. 867.

Przepierzenie rozdziela chodnik worko-wy na dwie części, jeżeli więc przekrój tego chodnika jest nie wielki, a sam chodnik dosyć długi, w takim razie opór jaki musi przezwyciężać powietrze przez niego przepływające bardzo wzrasta, wskutek czego zmniejsza się temperament całej części kopalni przewietrzającej się tym strumieniem. Z tej więc przyczyny ten sposób przewietrzania nie bar- 1 dzo można zalecać.

I'

W wielu razach dogo-dniej jest nie puszczać całego strumienia po-wietrzą do przodka || chodnika workowego, M lecz tylko część jego, "Ê jak wskazuje figura ^

Fig. 868.

868, pozwalając stru- É mieniowi głównemu fj przechodzić dalej w Ę kierunku prostym.

Chodniki równoległe. Prowadząc roboty przygotowawcze w samym pokładzie minerału użytecznego, zamiast rozdzielania chodnika zapomocą przepierzenia, pędzą dwa chodniki równoległe w odległości 10—15 metr. jeden od drugiego, które łączą w miarę potrzeby przecinkami przeprowadzonemi w odległości od 20 do 50 metr., tak, że powietrze przypływa jednym chodnikiem, obchodzi przodki i powraca chodnikiem drugim. Koszty zaś pędzenia drugiego chodnika okupują się otrzymanym z tego chodnika minerałem. W ten sposób prowadzą roboty przygotowawcze przy odbudowie filarowej, a mianowicie przy pędzeniu chodników głównych, pośrednich i pochylni.

■i

-/•'-y

{■

K.t

Fig. 869.

Figura 869 przedstawia sposób pędzenia chodnika głównego. a—przecznica, od której pędzą chodnik główny />, c—chodnik do

wm

fej

il

niego równoległy, który się łączy z chodnikiem głównym przecinkami przebitemi, w odległości od 10 do 50 m., d — pochylnia, prowadząca do górnego chodnika powietrznego. Wszystkie przecinki, z wyjątkiem ostatniej, są podsadzone, albo też przegrodzone tamami, tak, że powietrze przechodzi przez cały chodnik główny b i powraca chodnikiem c.

Czasami zamiast przecinek wiercą w filarze oddzielającym dwa chodniki równoległe, zapomocą maszyny ręcznej, otwory, średnica których nie powinna

?>■

Eig. 870.

być w takim razie mniejszą nad 30 ctm.

Figura 870 przedstawia pędzenie pochylni, mającej połączyć chodnik główny a z chodnikiem powietrznym b. Pochylnie d e prowadzą w odległości 10—25 metr. i łączą je z sobą przecinkami h, w których, w miarę jak nowa przecinka zostanie przebitą, stawiają tamy f. Powietrze płynie od szybu przez przecznicę <7, rozdzieloną dwie części przepierzeniem i, następnie idzie do pochylni i wraca przecinką hx i pochylnią cl do drugiej oddzielonej przegrodą i części przecznicy y, przechodząc dalej do chodnika głównego, przeprowadzonego w innym pokładzie i łączącego się z chodnikiem powietrznym zapomocą pochylni l.

na

Figura 871 przedstawia całe pole już przygotowane do odbudowy zapomocą chodników podwójnych, a b—przecznice, na róż

cc.

aöOSOBBQQCf,

’    iy i

I pi

nf-

u

mi

.i

fi

■i!

FI

y

i?

:â

fe

fi'

•i W% ffi

SGOOBOBOOSSIi

r>.#’

t/c

% 'h.

Fig 871.

nych poziomach, prowadzące do dwóch szybów: wciągającego i wyciągającego, od nich idą chodniki główne z ich chodnikami powie-trznemi, a te chodniki są połączone pochylniami. Strzałki wskazują kierunek strumienia powietrza, a poprzeczne kreski oznaczają tamy w przecinkach.

Figura 872 przedstawia pędzenie chodnika głównego przy odbudowie cienkich pokładów węgla z podsadzką, a—przecznica, b—chodnik główny, idący od tej przecznicy, który pędzą szerokim przodkiem cd, a następnie wyrobisko pozostające się po wyjęciu węgla w tym przodku podsadzają w ten sposób, że pozostawiają dwa chodniki b i. Powietrze wchodzi przez przecznicę a do chodnika i, płynie około przodka cdi wraca chodnikiem b i pochylnią li do szybu wyciągającego, /—drzwi podwójne, tamujące przy-pływT powietrza.

Lutnie. Wyrobiska workowe najlepiej i najtaniej można przewietrzać zapomocą lutni, to jest rur, przez które powietrze wtłacza się do przodka lub z niego wyciąga. Lutnie mogą być drewniane, blaszane lub płócienne.

Lutnie drewniane wyrabiają z desek 3 ctm. grubych, połączonych z sobą w ten sposób, że tworzą rurę czworograniastą. Rurę taką okuwają obręczami żelaznemi wpędzonemi na gorąco, uszczelniając przytem miejsca połączeń gliną, a jeszcze lepiej mię-szaniną pyłu węglowego, gliny i smoły lub talku. Oddzielne rury łączą z sobą w ten sposób, że koniec jednej rury obrabiają w kształ

ci.

, ;1    ______< _______ i    %. d.

L i Pig. 872.

cie lejka i wstawiają w niego koniec drugiej rury, ścięty w kształcie stożka.

Czworograniaste lutnie drewniane, które wprzódy bardzo często były używane, dziś prawie zupełnie wychodzą z użycia, bo przedstawiają zanadto wielki opór przepływającemu powietrzu, mają za mały przekrój i nie mogą być nigdy zupełnie dobrze uszczelnione.

Lutnie blaszane przygotowują z blachy cynkowej, lub blachy żelaznej cynkowanej, od L/2 do 2 mm. grubej, są zawsze okrągłe i składają się z oddzielnych rur od 1 do 2 metr. długich, średnica których nigdy nie bywa mniejszą od 30 ctm., a często dochodzi do 1 a nawet i do l¹/, metra.

Lutnie cynkowe są drogie i mało wytrzymałe, jedyna zaś ich zaleta polega na tern, że gdy są już zniszczone i do dalszego użytku niezdatne, można jeszcze za nie otrzymać ¹jz ich pierwotnej wartości.

Lutnie blaszane mogą być gładkie lub z żebrami, te ostatnie są daleko trwalsze. Na figurach 873—878 są przedstawione różne rodzaje lutni blaszanych.

Rury, z których się lutnia składa, są na całej długości zlutowane, albo też znitowane. Najlepsze jednak połączenie jest wtedy, gdy brzegi blachy są zagięte, w zagięcie

Eig. 873.

EBfir TJCEEBS

Eig. 874.

wstawiony jest sznurek i cały j| szew zalany go- ^

II!

rącą mięszamną szmalcu z kalafonią.

Eig. 875.

O ddzielne rury łączą z sobą w ten sposób, że koniec jednej rury cokolwiek rozszerzaj ą i wstawiają w niego koniec drugiej rury, który jest trochę węższy, lub też łączą rury mufkami; w jednym i drugim razie miejsce połączenia musi być uszczelnione gliną, lub innym pakunkiem. Lepsze jest połączenie zapomocą mufki z klinem (fig. 879 i 880).

Eig. 876.

mu

Fig. 877.

Eig. 878.

'i

Składa się ono z mufki a d 120 mm. szerokiej, wyłożonej wewnątrz pakunkiem z miękiego sukna, które jest przyklejone do wewnętrznej strony blachy. Mufka jest rozciętą i wzdłuż brzegów tego rozcięcia są przytwierdzone na zewnętrznej stronie mufki, kawałki żelaza korytkowego U, na które na suwa się klin b.

TT

II

\d

:V

;i"

Fig. 880.

Fig. 879.

Fig. 881.

Lutnie blaszane umocowują w rogach chodników. Jeżeli chodnik ma obudowę drzewną, to lutnię przytwierdzają do odrzwi

za-

•V

w*.

YłĄ'

'■/f"

Fig. 882.

Fig. 883.

pomocą pasów z płaskiego żelaza, jeden koniec których przybijają do kapy, a drugi do nogi (fig. 881). Jeżeli zaś chodnik nie ma wcale obudowy, lutnię umocowują sposobem wskazanym na figurach 882 i 883. Jeżeli połączenie oddzielnych rur w lutni jest stożkowe, to przy jej ustawianiu należy zwracać uwagę na to, aby roszerzone końce rur były zwrócone w tę stronę, z której powietrze przypływa. Na zakrzywieniach lutnie nie powinny być nigdy zagięte pod

kątem prostym, lecz w kształcie łuku, jak wskazuje figura 884, bo lutnie kątowe przedstawiają zanadto wielki opór.

...

fi

Fig. 884.

Lutnie płócienne (fig. 885) przedstawiają rury okrągłe z płótna wulkanizowanego, całkowicie nieprzenikliwego dla wody i powietrza, wewnątrz których są umieszczone, w odstępach co 300 lub 400 mm., pierścienie stalowe r. Takie rury robią 5 —10 metr. długie, przy średnicy 250 — 750 mm. Składają się one z łatwością w ten sposób, że pierścienie dochodzą jeden do drugiego, co bardzo ułatwia ich przewóz. Oddzielne rury łączą z sobą w ten sposób, że ostatni pierścień pierwszej rury przesuwaj ą przez pierwszy pierścień drugiej rury i dopasowawszy do siebie te pierścienie, związują połączenie sznurkiem.

Lutnie te są bardzo dogodne, bo są łatwe do przewozu i do zawieszania; 100 metr. lutni można zawiesić w ciągu mniej więcej 5-ciu minut, a całe 100 metr. mieści się do jednego wózka.

-J

tei

Fig. 885.

Dlatego, aby lutnia nie mogła być uszkodzoną przy robocie materyałami wybuchowemi, ostatnie jej 20 lub 30 metr. zawieszają w ten sposób, że lutnię przed wystrzałem można zsunąć, a po wystrzale rozsunąć, jak wskazuje fig. 885 ])

') Jicinsky. Katechismus der G-rubeuwetterfiihrung, str. 168.

Lutnie ssące i tłoczące. Przewietrzanie zapomocą lutni może się odbywać dwojakim sposobem, albo świeże powietrze przypływa przez lutnię, a powietrze zepsute wychodzi przez wyrobisko (lutnie tłoczące), albo też świeże powietrze przypływa przez wyrobisko, a zepsute wychodzi przez lutnię (lutnie ssące). Lutnie tłoczące przedstawia figura 886, a lutnie ssące figura 887. Przypuśćmy, że G przedstawia przecznicę idącą od szybu, przez który świeże powie-

r-i

'Ł

liÊÊkk

iól'

tlili! Bi

Fig. 886.

trze przypływa do kopalni, a G' — chodnik łączący tę przecznicę z szybem B, przez który zepsute powietrze wychodzi z kopalni; jeżeli lutnia ma być tłocząca, ustawiają w przecznicy ćr, niedaleko szybu (fig. 886) dwoje drzwi pp', przez które przepuszczają lutnię,

■" w'

Ck

JwÊ.ï ■

\A

Fig. 887.

idącą aż do przodka przecznicy G, w takim razie powietrze z szybu będzie wchodzić do lutni, i doszedłszy do jej końca, wracać przez przecznicę G do szybu B. Jeżeli lutnia ma być ssącą, drzwi ustawiają w chodniku Gr około szybu B (fig. 887) i wtedy świeże powietrze będzie przypływało przez przecznicę G, a zepsute będzie wychodzić przez lutnię do szybu.

Porownywuj ąc z sobą lutnie ssące i tłoczące, należy zawsze

oddać pierwszeństwo lutniom tłoczącym, a to z następujący cli

przyczyn:

Powietrze dochodzące do przodka jest daleko czystsze, bo przechodząc przez lutnie nie może się niczem zanieczyścić, gdy tymczasem przy lutniach ssących świeże powietrze, nim dojdzie do przodka musi przechodzić przez wyrobiska, w których się nagrzewa i zanieczyszcza.

Przy działaniu jednej i tej samej siły, ilość powietrza przypływającego do przodka jest większą przy lutniach tłoczących, aniżeli przy lutniach ssących, ponieważ w jednym i drugim wypadku

ć;

Yrr

m

Jhi

pa

%£

'.ÎS*'

Fig. 888.

prędkość powietrza w lutniach, a także i objętość powietrza przechodzącego w jednostce czasu przez lutnie, jest jednakową, lecz lutnie tłoczące są napełnione powietrzem czystem, a lutnie ssące powietrzem zepsutem i nagrzanem, a ponieważ powietrze wskutek ogrzania zwiększa swoją objętość, a więc ilość powietrza przepływającego przez lutnie ssące będzie znacznie mniejszą od ilości powietrza przepływającego przez lutnie tłoczące.

pod pewnem ciśnieniem, dochodzi do samego

z rur

Przodek jest lepiej przewietrzany, ponieważ świeże powietrze, wypływając

przodka, mięsza się zaraz z gazami szkodliwemi, wydzielającemi

się tam i unosi je z sobą, gdy tymczasem przy lutniach ssących świeże powietrze płynie z daleko mniejszą szybkością, wskutek czego wraca przez lutnie, nie dochodząc do przodka.

Jedyny niedostatek lutni tłoczących polega na tem, że powietrze zepsute wraca od przodka tą mianowicie drogą, po której odbywa się przewóz, a więc po której chodzą robotnicy z lampami, co w pewnych razach może przedstawiać wielkie niedogodności. Dlatego też w kopalniach, w których wydziela się gaz wybuchają-cy, w podobnych wypadkach zawieszają, w dolnej części chodnika, przepony płócienne, zwężając tym sposobem przekrój jego dolnej części i zmuszając strumień powracającego powietrza podnosić się ku górze i rozpuszczać zbierający się pod piętrem gaz.

Î1

(6v

WA

sil

|:7PV

Fig. 889.

Na zasadzie tego wszystkiego cośmy wyżej powiedzieli, należy zawsze urządzać lutnie tłoczące, lutnie zaś ssące używać tylko w wyjątkowych razach, gdy jakaś przeszkoda w chodniku tamuje odpływ powietrza od przodka, jak np. gdy wskutek wybuchu gazów nastąpił obwał chodnika, lub też w chodniku odbywają się roboty ratunkowe.

Czasami można zastosować jednocześnie lutnie ssące i tłoczące, jak wskazuje figura 888. Świeże powietrze przepływa przez lutnię tłoczącą, dochodzi do przodka, wraca z początku chodnikiem, a następnie wchodzi do lutni ssącej, która go odprowmdza do chodnika połączonego z szybem wyciągającym. W razie jeżeli jedna lutnia ssąca jest niewystarczającą, można postawić dwie lub trzy, zwiększając tym sposobem przekrój rur, któremi zepsute powietrze odpływa.

Zamiast ustawiania lutni ssącej, można dla odpływu powietrza zepsutego oddzielić część chodnika zapomocą przegrody, jak wskazuje figura 889.

Podwójne lutnie ssące i tłoczące ustawiają jeszcze wtedy, gdy potrzeba się dostać do chodnika, w którym jest bardzo wysoka temperatura, lub też chodnika napełnionego gazami trującemi.

Obliczenie modułu lutni ¹). Lutnie, podobnie jak szyby i chodniki, przedstawiają opór płynącemu powietrzu i mają swój moduł, który koniecznie potrzeba umieć obliczyć. Jak wiemy, moduł równa się:

S¹ _ 1    8³

PSK~K ‘ PL'

Przypuśćmy, że mamy lutnie blaszane, o przekroju koła. "Według Daubisson’a dla takich lutni K— 0,0004, to jest = 2500.

Wyrażając Pi S w funkcyi średnicy lutni d, otrzymamy:

P= 3,141 d i 8 = 0,785 <P, czyli 8¹ = 0,484 d¹, moduł więc lutni otrzymamy z równania

. . A.

B,

2500 . 0,484 d⁶    2500.0,154 P    385 P

3,14 d L

Ciśnienie powietrza h równa się

h Q'.-WL

t    384d⁵

skąd

j/h . 385 d⁵

Powietrze, które przechodzi przez lutnię, powraca chodnikiem, potrzeba więc zwracać uwagę i na moduł chodnika.

Przykład. Przypuśćmy, że mamy przewietrzać chodnik workowy 2 metr. szeroki i wysoki, a więc przekrój którego 8 = 4 m², że chodnik ten ma 80 metr. długości, że powietrze ma być doprowadzane zapomocą lutni o średnicy d = 0,4 metr. i że ilość powietrza Q, jaką należy doprowadzać do przodka, wynosi 0,5 m3 na sekundę.

= 0,04928.

Według wyżej przytoczonej formuły A₁ moduł lutni 385 d⁵    385 . 0,01024

Przyj ąwszy, że dla chodnika współczynnik K — 0.0018, moduł chodnika otrzymamy z równania

= 55,55.

1 . 64

0,0018.8.80

Znając obydwa moduły, możemy wyprowadzić moduł skła-

dany.

= 0,05.

t . tx 0,04928.55,5 t+tx ~ 0,04928 + 55,5

Dla wprowadzenia więc do tego chodnika workowego 0,5 m3 powietrza na sekundę, potrzebne będzie ciśnienie:

= 5 mm słupa wody.

Ql 0

Ts 0,05

Czyli, że dla doprowadzenia 0,5 m³ powietrza na sekundę do przodka chodnika workowego, mającego 80 metr. długości i o przekroju 4 m², zapomocą lutni okrągłej, o średnicy 0,4 metr., potrzebne jest ciśnienie 5 mm. słupa wody. Powietrze niezbędne dla przewietrzania tego chodnika może być wzięte tylko ze strumienia głównego, przewietrzającego całą kopalnię, ale siły, to jest ciśnienia potrzebnego dla doprowadzenia go do przodka chodnika workowego, może dostarczać albo strumień główny, albo też inne źródło, które w takim razie musi być umyślnie do tego celu wytworzone. Zachodzi więc pytanie, jak jest lepiej, czy wziąć tę siłę ze strumienia głównego, czy też z innego źródła.

Oczywiście, że jeżeli tę siłę, to jest to ciśnienie wynoszące w danym wypadku 5 mm. słupa wody, weźmiemy z ciśnienia, które jest niezbędne dla wprowadzenia do kopalni głównego strumienia, to ilość powietrza dostarczanego do kopalni musi się zmniejszyć, co nie jest do życzenia, aby więc do tego nie dopuścić, musimy ciśnienie lub depresyę w kopalni zwiększyć, to jest odpowiednio zwiększyć siłę maszyny. Ponieważ jednak w największej liczbie wypadków powiększyć siłę maszyny jest bardzo trudno, dlatego też zwykle szukają innego źródła siły.

Przykład. Długość chodnika workowego początkowo ma być 50 metr., a następnie stopniowo powiększona do 600 metr. Ciśnienie strumienia głównego, część którego ma być zużytą na przewietrzanie chodnika workowego, wynosi H = 80 mm. słupa wody. Strumień główny dostarcza do kopalni 60 m³ powietrza na sekundę. Do przodka chodnika workowego potrzeba dostarczyć 0,5 m3 powietrza na sekundę. Powietrze to ma być dostarczane zapomocą lutni blaszanych o średnicy 0,5 metr.

Moduł lutni o średnicy 0,50 metr. i 50 metr. długich znajdziemy z równania

385 d⁵ 385.0,5'’

50—= 0,²°-

Moduł t.j takiej samej lutni 600 metr. długiej równa się:

385 d⁵

600

Moduł chodnika workowego, którego obwód 12 metr., przekrój S=8,75 i długość L — 50 otrzymamy z równania

__8J5³ __ _

KPL 0,0018 .12 . 50 '    ’

Moduł tego samego chodnika przy długości 600 metr.

8,75³

0,0018 . 12 . 600

Moduł składany Ts\ chodnika i lutni 50 metr. długich \ T⁷,    0,24.620,3

tt + T\ ~ 0,24 -f 620,3

Moduł składany Ts.₂ chodnika i lutni 600 metr. długich _ t₂T₂ 0,02.51,69 ⁵² “ t₉ + T₂ ~ 0,02 + 51,69

Z początku jako siłę zmuszającą powietrze przechodzić przez lutnie, można użyć prędkość strumienia głównego. Jeżeli strumień główny dostarcza do kopalni 60 m³ powietrza na sekundę, a chodnik główny ma przekrój 3,5 . 3 = 10,5 m², to prędkość strumienia wynosi

T,=

Ts2 =

60

0,02.

- 51,69.

= 0,24.

= 0,02.

. _ — = 5,72 metr.

10,5

Nadwyżka ciśnienia ńn jaka jest niezbędną dlatego, aby zmusić powietrze przechodzić przez lutnię 50 metr. długą i mającą 0,5 metr. średnicy, równa się:

h i =

a przy długości lutni 600 metr.

Siłę jaka jest niezbędną do zmuszenia powietrza przechodzić przez lutnie, otrzymamy z równania:

Górnictwo. T. II.

(f

Ts\

0,5²

0,24

q* _ 0,52 Ts2 ” 0^2

— 1,04 mm.

= 12,5 mm.

28

0,5. 1,04

przy długości lutni 50 metr.

Q - ]li

75

-    = 0,007 koni par.

a przy długości lutni 600 metr.

0,5 . 12,5

N - q--‘ 75

2 __

= 0,083 koni par.

Siła ta, jak widzimy, jest nieznaczną.

= 1,8894, to jest prawie 2 mm.

h₃

Strumień główny wskutek swej prędkości v = 5,72 metr. wywiera na powierzchnię lutni ku niemu zwróconą, ciśnienie . 1,133

To ciśnienie przy długości lutni 50 metr. jest więcej aniżeli dostateczne dlatego, aby zmusić przechodzić przez nią 0,5 m³ powietrza na sekundę. Co innego jednak będzie miało miejsce, gdy długość lutni dojdzie do 600 metr., bo wtedy dla przezwyciężenia oporu potrzebną jest nadwyżka ciśnienia, wynosząca 12,5 mm. słupa wody, a takiej nadwyżki prędkość strumienia dostarczyć już nie może. Jeżeli więc przy długości lutni 50 metr , dla przypływu do kopalni 60 m³ powietrza, przy depresyi 80 mm., wystarczała maszyna o sile Nz =    = 64 koni par. rzeczywistych, to jest

i D

64.3 = 192 koni parowych (bo siła rzeczywista równa się 33 y₃ % siły teoretycznej maszyny i wentylatora), to gdy długość lutni dojdzie do 600 metr., siła maszyny niezbędnej dla dostarczania do kopalni 60 m³ powietrza na sekundę, z których 0,5 m³ ma przechodzić przez lutnię, musi być równą:

= 217,2 koni parowy cli.

60.90,5.3

75

Przykład ten jasno wskazuje nam kiedy dla przewietrzania chodników workowych może być użytą siła wentylatora przewietrzającego całą kopalnię, a w jakich wypadkach należy stosować inną siłę.

Jeżeli długość chodnika workowego, a względnie i lutni nie przenosi 50—60 metr., to jest gdy opór jaki stawiają lutnia i chodnik przepływowi powietrza jest nieznaczny, można zawsze korzystać z siły maszyny przewietrzającej całą kopalnię. Jeżeli zaś długość chodnika workowego jest znaczną, a szczególnie jeżeli się ich prowadzi kilka jednocześnie, w takim razie dla ich przewietrzania należy użyć innej siły.

Nie wiele inaczej przedstawia się kwestya, jeżeli przewietrzanie odbywa się nie zapomocą lutni, lecz przez pędzenie chodników podwójnych, albo też stawiając w chodnikach workowych przegrody powietrzne. W podobnych wypadkach, ponieważ chodniki przedstawiają mniejszy opór przepływowi powietrza aniżeli lutnie, można, używając do przewietrzania chodników workowych siły wentylatora, służącego do przewietrzania całej kopalni, pędzić je cokolwiek dłuższe aniżeli 50—60 metrów.

Przewietrzanie wyrobisk workowych zapomocą oddzielnej siły, niezależnej od strumienia głównego. Widzieliśmy wyżej, że jeżeli długość chodnika workowego przenosi 50 — 60 metr., wtedy opór, jaki przedstawia przepływowi powietrza ten chodnik i umieszczona w nim lutnia, jest zbyt znaczny, aby do jego przezwyciężenia można było użyć siły strumienia głównego, przewietrzającego całą kopalnię, w podobnych więc wypadkach przewietrzanie wyrobisk workowych odbywa się jednym z trzech sposobów:

1) za pomocą bezpośredniego wtłaczania powietrza zgęszczo-

nego;

2)    zapomocą inżektorów działających zgęszczonem powietrzem, wodą, lub parą—i

3)    zapomocą małych wentylatorów ręcznych, lub też działających zgęszczonem powietrzem, albo wentylatorów z motorem elektrycznym.

¹

Wabner, str. 232.

Przewietrzanie zapomocą powietrza zgęszczonego.

Bezpośrednie wpuszczanie powietrza zgęszczonego do przodka chodnika workowego jest środkiem najdroższym i najmniej skutecznym, bo tą drogą można otrzymać tylko bardzo nieznaczną ilość świeżego powietrza, a cała praca zużyta na jego zgęszczenie zostaje straconą bez żadnego pożytku. Przez rurkę o średnicy 1,5 mm., przy zgęszczaniu powietrza do 3 atmosfer, można otrzymać na minutę tylko 0,216 m³ powietrza pod ciśnieniem 1-ej atmosfery, przez rurkę o średnicy 3 mm., przy takiem samem zgeszczeniu, otrzymuje się 0,588 m³, a przez rurkę 5 mm. średnicy 1,224 m³ na minutę x). Oczywiście że te ilości powietrza są zbyt małe i dla należytej wen-tylacyi chodnika workowego nie wystarczające.

Daleko lepiej zużytkowuje się zgęszczone powietrze, wpuszczając je nie wprost do przodka chodnika workowego, lecz do krót-

0 Jicinsky, str. 178.

kiej rury, umieszczonej na drodze, przez którą przechodzi główny strumień powietrza, i która jest połączona z lutnią dochodzącą do przodka chodnika. Urządzenie to przedstawia figura 890. Koniec rurki a, idącej od kompresora, wstawia się w rurę ć, połączoną z lutnią dochodzącą do przodka. Powietrze zgęszczone wpuszczone do

rury płynie po niej z wielką szybkością, wskutek czego rura zaczyna wciągać powietrze zewnętrzne. Odległość c końca rurki a od początku rury ć, nie ma żadnego wpływu na działanie przyrządu, ale rurka a musi się znajdować w samym środku rury b, tak, aby powietrze zgęszczone było wtłaczane w kierunku osi rury b.

Zapomocą tego przyrządu można dostarczyć do przodka, zależnie od średnicy rurki a i stopnia zgęszczenia powdetrza, od 5-ciu do 12-stu razy większą ilość powietrza od tej jaka przypływa od kompresora przez rurkę a.

Fig. 890.

—i.

f$!

\x*m : m

mś.-

I-

4i

l! L?UL

fi Jfcl

..t I    Cżiz2ż£;!.iźśiś?$2z

Fig. 891.

W ten sposób przewietrzają w kopalniach, w których się wydzielają gazy wybuchające, całe pola przygotowujące się do odbudowy. Figura 891 przedstawia przewietrzanie jednego takiego pola pochylnianego; a—chodnik główny, ô—pochylnia, c—chodnik górny odprowadzający zepsute powietrze. N-ra 1, 2, 3 i t. d. oznaczają

prowadzące się od pochylni chodniki przygotowawcze (workowe). Podwójną strzałką

■>—> oznaczony jest kierunek głównego

strumienia powietrza. Linią przerywaną z kropkami-------

oznaczony jest kierunek od-

oznaczone są rury doprowadzające powietrze zgęszczone do lutni, a linią kropkowaną z kółkiem O dzielnych strumieni dochodzących do przodków, które się wytwarzają wskutek wpuszczania powietrza zgęszczonego do lutni. Nareszcie dwie linijki w poprzek chodnika oznaczają tamy postawione w przecinkach.

Jak widzimy, główny strumień powietrza z chodnika głównego wchodzi do chodników przygotowawczych, a następnie przez ostatnią przecinkę, idącą od chodnika przygotowawczego Nr. 6, przechodzi do górnego chodnika powietrznego, ograniczającego pole. Około każdej ostatniej przecinki, łączącej prowadzące się chodniki przygotowawcze, rura, doprowadzająca powietrze zgę-

Fig. 892.

szczone od kompresora, ma rozgałęzienie, w kształcie krótkiej rurki, na końcu zwężonej, która wchodzi do lutni blaszanej, idącej do przodka chodnika przygotowawczego.

Wyżej opisane urządzenie działa daleko lepiej, jeżeli powietrze zgęszczone wpuszczać nie wprost do lutni, lecz do małych in-żektorów Ivörting’a, połączonych z lutniami clochodzącemi do przodków chodników workowych.

Inżektory Körting’a, jakie się wtedy używają, są zbudowane zupełnie w ten sam sposób jak i inżektor opisany na stronicy 365, fig. 832, z tą tylko różnicą, że wymiary .ich są daleko mniejsze i że jest ustawiony nie pionowo lecz poziomo. Tego rodzaju inżektor przedstawia figura 892. Powietrze zgęszczone 'wpuszcza się przez rurę cl do rurki, umieszczonej w kierunku osi rury V. Wskutek ruchu powietrza w rurze V, ta ostatnia wciąga powietrze otaczające przez szereg lejków stopniowo się rozszerzających. Przepustnica D służy do regulowania przypływu powietrza zgęszczonego, C—lutnia połączona z inżektorem.

Zupełnie w ten sam sposób, jak powietrze zgęszczone, działa woda pod ciśnieniem; tam więc gdzie przodki, dla zapobieżenia tworzeniu się pyłu, zraszają się wodą pod ciśnieniem, ta sama woda używa się do przewietrzania chodników workowych.

Wentylatory ręczne. Do przewietrzania chodników kowych używają jeszcze małe wentylatory ręczne. Są od bardzo dawna, bo używano je w kopalniach jeszcze w początkach wieku XVII. Ówczesne wentylatory przedstawiały wał z czterema skrzydłami, umieszczony w skrzyni drewnianej. Na wale była osadzona korba, którą obracając, wprawiało się w ruch wentylator. Tego rodzaju wentylatory tylko znacznie ulepszone, jeszcze i dziś się używają. Figura 893" przedstawia wentylator ręczny systemu Petersena, dosyć często używany w kopalniach naszego zagłębia. Wentylator wprowadza się w ruch zapomocą korby i przekładni kół zębatych. Mogą być one mniejsze o średnicy koła z łopatkami 300 mm. i większe o średnicy koła 450 mm., dla pierwszych potrzebne są lutnie o przekroju 130 mm², a dla drugich lutnie o przekroju 160 mm².

wor-

one znane

V- i

mm

'-Sü

KB

i Ił

i.,

mm

ił

••

Fig. 893.

Wentylatorów ręcznych jest bardzo dużo systemów, a mianowicie: Pelzer’a, Mortier, Ritinger’a Guibal’a i inne.

Wentylatory małe wprawiane wrucłi siłą mechaniczną. Wentylatory ręczne używają się tylko w kopalniach, w których się nie wydziela gaz wybuchający, w kopalniach z gazami wybuchającemi użycie ich jest często wzbronione przepisami gór-niczemi. Tam, dla przewietrzenia chodników workowych, używają wentylatory działające siłą wody, powietrza zgęszczonego, lub elektrycznością. Wentylatory działające siłą wody zwykle są połą-

czone bezpośrednio z turbinami, wprowadzaj ącemi je w ruch. Są one szczególnie dogodne tam, gdzie jest naturalny spadek wody, albo też gdy się ma wodę podpewnem ciśnieniem, jak to ma miejsce wtedy, gdy się zrasza przodki w celu zapobieżenia tworzeniu się pyłu.

Figura 894 przedstawia wentylator Mortier, połączony zapo-mocą przekładni pasowej z motorem działającym zgęszczonem po

wietrzem.

Ostatniemi czasy najczęściej używają się wentylatory połączone z motorami elektrycznemu

Wszystkie tego rodzaju wentylatory zwykle ustawiają na wózkach kopalnianych, co znacznie ułatwia ich przewóz z jednego miejsca na drugie.

Nadzór za przewietrzaniem kopalni. Kończąc rozdział o przewietrzaniu, musimy zwrócić jeszcze uwagę na niezbędność ustanowienia należytego nadzoru i jak najściślejszej kontroli nad prawidłowością przewiewu.

Jak widzieliśmy wyżej, dobre przewietrzanie polega na zabezpieczeniu ciągłego i stałego przypływu do kopalni potrzebnej ilości powietrza i na należytem zużytkowaniu przypływającego powietrza, to jest na prawidłowem rozprowadzaniu go po całej kopalni. Byłoby jednak wielką omyłką przypuszczać, że gdy przewietrzanie zostało już raz należycie urządzone, zawsze jednakowo dobrze działać będzie. Stan kopalni, w miarę postępu robót, ciągle się zmienia, a więc zmieniają się i warunki, od których przewiew zależy. Wraz z długością chodnika zmienia się opór, jaki strumień powietrza, przepływającego przez ten chodnik, musi przezwyciężać, a więc zmienia się i objętość przepływającego powietrza. Wadliwe urządzenie tamy, za duże okienko w drzwiach, postawienie nowych drzwi, a nawet proste niezam-

___

WÀ

aÆlAll

Fig. 894

ST

- 440

knięcie drzwi, może pozbawić powietrza całą część kopalni. Nawet wyjątkowe okoliczności, jak nagromadzenie urobionego minerału w danem miejscu, pozostawienie koni w wązkim chodniku, zwiększony przewóz it. p., mogą znacznie pogorszyć stan zdrowotny danej części kopalni. Przewietrzanie więc powinno być ciągle przedmiotem najściślejszej kontroli, o czem prowadzący roboty nigdy zapominać nie powinien.

Nadzór za przewietrzaniem powinien mieć oddzielny sztygar. Przebywając jednak w kopalni całemi godzinami, górnik powoli przyzwyczaja się do tej atmosfery i nie odczuwa, a częściej nie zwraca należytej uwagi na drobne zmiany w czystości powietrza, które mogą następować powoli i nieznacznie, ale w ostatecznym rezultacie dotkliwie na zdrowiu robotników i na kosztach własnych odczuć się dają. Dlatego też należy stale używać anemometru i robić ciągle pomiary, sprawdzając dokładnie prędkość strumienia przypływającego powietrza. Anemometr należy ustawiać zawsze w jednem i tern samem miejscu, bo tym sposobem łatwiej rozpoznać zmiany zachodzące w prędkości i ilości przypływającego powietrza. Dla rozpoznania zaś małych różnic w ciśnieniach, należy posługiwać się aneroidami, fabrykacya których doszła już dziś do takiej doskonałości, że zapomocą tych przyrządów z łatwością można oznaczyć różnicę ciśnienia gdy aneroid stoi na stole i na podłodze.

Nareszcie należy robić plany wentylacyi oddzielnych części kopalni, na których powinien być ściśle oznaczony kierunek strumienia i jego długość.

ROZDZIAŁ XI.

Czynności i urządzenia dodatkowe.

Oświetlenie kopalń.

Sposób oświetlenia kopalń, w których się gazy nie wydzielają, ma znaczenie zupełnie podrzędne, kwestya nabiera znaczenia dopiero wtedy, gdy skały są przesiąknięte gazem wybuchającym, bo w podobnym wypadku płomień świecy lub lampy może zagrażać . życiu robotników.

Lampy używają się w kopalniach dwojakie: stałe i przenośne. Stałemi lampami oświetlają podszybia, komory maszynowe, stajnie podziemne, a czasami przecznice i chodniki główne przewozowe, wszystkie zaś inne wyrobiska oświetlają lampami przenośnemi. Lampy stałe najczęściej używają elektryczne (łukowe lub żarowe), rzadziej naftowe z reflektorami, lub acetylenowe.

Lampy przenośne używane w kopalniach, w których się gazy nie wydzielają, są jeszcze bardzo pierwotne. Składają się one z puszki blaszanej, napełnionej olejem i opatrzonej rurką, w którą wstawia się knot. Każdy robotnik sam sobie kupuje olej, a ponieważ olej jest materyałem stosunkowo drogim, mięsza go z naftą, przez co lampa łatwiej się zapala. Domieszka jednak nafty powinna być stanowczo wzbronioną, bo nafta daje bardzo dużo kopciu. Oświetlenie to wogóle przedstawia bardzo wiele do życzenia i należy się tylko dziwić, że dotąd jeszcze nie zostało ulepszonem.

Dziś zamiast oleju używają często benzyny, którą napojona jest gąbka połączona z knotem. Tego rodzaju lampy opatrzone są

szklanemi cylindrami, dają one dobre światło, ale są bardzo ciężkie. Nareszcie ostatniemi czasy zaczęto nżywaó lampy acetylenowe? które dają najwięcej światła, bo nawet z odległości 30 metr. lampa zupełnie dostatecznie oświetla daną przestrzeń. Lampy te są bez kwestyi najlepsze i dostarczają najtańszego światła, ale są także bardzo ciężkie, a prócz tego przy icli użyciu trzeba zachować pewne środki ostrożności.

Lampy bezpieczeństwa. Widzieliśmy wyżej, że niektóre pokłady węgla są nasiąknięte gazem błotnym, który się wydziela przy ich odbudowie i że gaz ten zmięszany w pewnym stosunku z powietrzem, tworzy mięszaninę piorunującą, zapalającą się od płomienia lampy lub świecy. Dopóki lampy bezpieczeństwa nie były znane, pokłady te nie mogły być przedmiotem odbudowy, a przynajmniej mogły być odbudowywane tylko na bardzo nieznacznych przestrzeniach, co najwyżej jednym przodkiem. W kopalniach, gdzie się takie pokłady odbudowywały codziennie rano, przed zaczęciem robót, potrzeba było wypalać gaz, jaki się nagromadzał podczas nocy. Operacyę tę odbywali najodważniejsi górnicy, których zwano 'południkami (pénitents). Górnik otuliwszy się dobrze zmoczoną bielizną, nakładał na twarz maskę, a na głowę kaptur i wziąwszy w rękę długi pręt, na końcu którego była umocowana paląca się świeca, pełzał powoli wzdłuż chodnika, wypalając gaz zbierający się pod piętrem.

Oczywiście, że przy tego rodzaju robotach wypadki musiały być bardzo częste i zwracały na siebie powszechną uwagę, pobudzając uczonych do wynalezienia innego rodzaju oświetlenia.

W 1815 r. uczony angielski Sir Humprey Davy, przeprowadziwszy szereg doświadczeń, przekonał się, że płomień palących się gazów nie może przejść przez wązką rurkę metaliczną, ponieważ palące się gazy, przechodząc przez rurkę, która jest dobrym przewodnikiem ciepła, do tego stopnia ochładzają się, że temperatura ich nie jest już dostateczną do podtrzymania ich palenia się. Dalej Davy przekonał się, że siatka metaliczna, która nie jest niczem innem jak połączeniem masy krótkich rurek, również płomienia przepuszczać przez siebie nie może, bo palące się gazy, przechodząc przez oczka siatki, także się ochładzają.

Na zasadzie tych spostrzeżeń Davy przyszedł do wniosku, że jeżeli płomień lampy górniczej otoczyć kołpaczkiem z siatki drucianej i wstawić taką lampę w mięszaninę gazów wybuchających,

to gazy będą się zapalały tylko wewnątrz siatki, ale płomień na zewnątrz rozprzestrzeniać się nie będzie, ponieważ, aby wyjść z siatki, musiałby się rozdzielić na masę drobniutkich płomyków, a każdy z nich, przechodząc przez oddzielne oczko siatki, powinien zgasnąć. Tym sposobem Davy zbudował pierwszą lampę bezpieczeństwa. Lampa ta (fig. 895) składa się z puszki blaszanej a, w którą się nalewa olej i wstawia knot i do której przyśrubowywa się cylinder siatkowy z drutu mosiężnego z miedzianą pokrywką e. Ażeby siatka nie mogła być uszkodzoną, otacza się ją klatką z prętów metalicznych d.

Lampa Davy’ego weszła w powszechne użycie, wkrótce jednak przekonano się, że ona ma poważne braki i że nazwisko lampy bezpieczeństwa niewłaściwie jej zostało nada-nem, bo ona tylko ostrzega o niebezpieczeństwie, ale go odwrócić nie jest w stanie. To też w pierwszych latach jej użycia, gdy w niej pokładano zanadto wiele zaufania, liczba nieszczęśliwych wypadków w kopalniach węgla okazała się większą, aniżeli przed jej wynalezieniem.

Braki lampy Davy’ego są następujące:

1.    Daje za mało światła, bo, ponieważ druty zajmują ⁴/₅ całej przestrzeni siatki, lampa daje tylko ¹/₅ część tego światła, jakąby dawała gdyby płomień nie był zakryty.

2.    Przy silnym przewiewie siatka w jednem miejscu rozpala się do białości i płomień z łatwością może na zewnątrz wyskoczyć.

3.    Robotnicy, aby zapalić fajkę, łatwo mogą płomień na zewnątrz wyciągnąć.

Nie zważając jednak na te wszystkie niedostatki, lampka Davy’ego oddała wielkie usługi i jeszcze do ostatnich czasów była używaną do oznaczenia ilości gazu wybuchającego w powietrzu, ponieważ do tego celu ona się lepiej nadaje aniżeli lampy z cylindrami szklanemi.

...e

iii : :

Sil

F.Z2I

Fig. 895.

Z postępem czasu lampa Davy’ego została ulepszoną przez dodanie cylindra szklanego, otaczającego płomień; przez odprowadzenie produktów spalenia do oddzielnej rury, tworzącej kominek i przez zamianę płaskiego knota na okrągły.

Lampa Clanny tem się różni od lampy Davy’ego, że w dolnej części zamiast siatki, umieszczony jest cylinder szklany 78 mm .

wysoki, który otacza płomień, wskutek czego lampa daje daleko więcej światła.

Lampa Mueseler’a (fig. 896 i 897). Składa się z puszki blaszanej a do oleju, na której jest umocowany gruby cylinder szklany d, pokryty u góry poziomą siatką drucianą f. Przez siatkę przechodzi blaszany kominek g, u dołu cokolwiek się rozszerzający, podstawa którego znajduje się poniżej siatki poziomej. Siatka pozioma jak również i kominek są nakryte kołpaczkiem z siatki drucianej e. Cała zaś lampa, dla zabezpieczenia jej od uszkodzeń, wsta wia się w klatkę z grubego drutu, która się przykręca do górnej powierzchni puszki.

Powietrze niezbędne do palenia się lampy przechodzi przez kołpaczek c, a następnie przez poziomą siatkę /kio knota, produkty zaś spalenia wychodzą przez kominek g do kołpacz-ka c, a ztamtąd na zewnątrz.

Zaleta lampy Mueseler’a polega na tern, że jeżeli tylko powietrze, wskutek domieszki gazu błotnego, nabrało własności mięszani-ny piorunującej, lampa sama przez się gaśnie, bo mięszanina wybuchająca wchodząc do lampy zapala się w szklanym cylindrze, który natychmiast napełni się dwutlenkiem węgla. Dzięki zaś kierunkowi, w jakim przypływa świeże powietrze do lampy, dwutlenek węgla opuszcza się na knot i gasi płomień. Również lampa gaśnie, jeżeli ją nachylić.

I -i

m

Ipl

liii¹

NP

ki "lii i

lilii

UUMlR.

iii

Fig. 896.

JM

:fc ■»

Fig. 898.

pil

ci,

Fig- 897.

!a

®s

Lampy Mueseler’a należą do jednych z najlepszych, użycie ich w Belgii jest naka-

zane prawem.

Lampa Mar saut (fig. 898) tem się różni od lampy Mueseler’a, że zamiast poziomej siatki i kominka jest podwójny kołpaczek z sia-

tki drucianej, a zamiast klatki z grubego drutu siatka jest otoczoną, płaszczem blaszanym, który nie tylko ją zabezpiecza od uszkodzenia, ale jeszcze chroni od zanieczyszczenia i od przewiewu z boku, wskutek czego wyskakiwanie płomienia na zewnątrz siatki staje się niemożebnem.

Powietrze wchodzi do lam-

'ma

-—    ■! ij

py przez szpary zrobione w dolnej podstawie płaszcza blaszanego, ztamtącl dochodzi do knota, a produkty spalenia podnoszą się do góry i wychodzą przez okrągłe otwory zrobione wT górnej podstawcie płaszcza blaszanego.

Lampa Marsaut należy do najlepszych obecnie znanych lamp.

s-

Wszystkie lampy bezpieczeństwa powinny być w ten sposób urządzone, aby puszka z olejem, w której jest umieszczony palący się knot, nie mogła być dowolnie przez osobę używającą lampę odjętą, gdyż inaczej robotnicy częstoby je otwierali, co mogłoby być przyczyną ciągłych wybuchów. W starych lampach górna część lampy wraz z siatką przy-śrubowywała się do pierścienia z gwintem osadzonego na puszce z olejeni. Ten jednak sposób połączenia nie jest odpowiednim i we wszystkich nowszych lampach używają się zamki udoskonalone, których robotnik nie może otworzyć. Najczęściej przy lampach bezpieczeństwa robią zamki, które się otwierają tylko zapomocą magnesu ').

Fig. 899.

b? M

b.\.; I

b-

P

w.

mm

Fig. 900.

') G. Kohler. Lehrbuch der Bergbaukunde. Leipzig 1897, str. 763«.

Lampa elektryczna przenośna Trouve’go (fig. 899 i 900). Lampa Trouve’go przedstawia małą lampkę żarową Edisona, w której lampa ibaterya (dwucliromian potażu) tworzą jedną całość, tak, że niema żadnej obawy, aby iskry mogły powstawać. Składa się ona z drewnianego hebanowego cylindra C, zawierającego bateryę i z metalicznego okucia D, z denkiem E. Przy cylindrze jest rączka F, pokrywka H z biegunami bateryi i lampka z okuciem meta-licznem, zabezpieczającem ją od uszkodzenia. Jak tylko aparat zostanie postawiony na ziemi, jak wskazuje fig. 900, przykrywka H podnosi się do góry, połączenie elektrodów z płynem przerywa się i lampa gaśnie. Jeżeli znowu przykrywka H zostanie opuszczoną, jak wskazuje fig. 899, lampa napowrót się zapala. Stosownie do głębokości, do jakiej przykrywka zostanie opuszczoną lampa wydaje mniej lub więcej silne światło, a przy najniższem położeniu pali się z siłą pięciu świec. Światło o sile jednej świecy, lampa może dawać bez przerwy w ciągu 12 godzin, Lampa Trouve’go używa się gdy zachodzi potrzeba udania się do miejsc wypełnionych gazami nie podtrzymującemi oddychania, jak np. przy robotach ratunkowych, przy budowie tam ogniowych i t. p.

Nadzór nad lampami. Przy każdej kopalni, w której się wydzielają gazy wybuchające, powinna być osobna lampiarnia. Lampiarnia urządza się na powierzchni, albo też wewnątrz kopalni» około szybu, przez który wchodzi świeże powietrze. Lampy zawieszają na ścianach, każda lampa ma swój numer, takim samym numerem jest oznaczony hak, na którym ona wisi i ten sam numer ma jej właściciel. Robotnik, udając się do kopalni, dostaje lampę zapaloną i zamkniętą, brak lampy po skończeniu dniówki, na odpowiednim haku w lampiarni, wskazuje, że jej właściciel jest jeszcze w kopalni. Lampy więc są jednocześnie kontrolą czy wszyscy pracujący wrócili z kopalni.

Jako materyał oświetlający używa się olej rzepakowy w dobrym gatunku, który daje mało kopciu, w ostatnich czasach zaczęto używać benzynę. Siatki czyszczą się albo szczotkami ręcznemi, albo też okrągłą szczotką wprowadzaną w ruch maszynką. Czasami siatki oczyszczają przez wypalanie na wolnym płomieniu palących się wiórów, lub też przez wypłukanie w roztworze 1 cz. sody w 7-miu części wody.

Dla zmuszenia robotników, aby więcej dbali o swoje lampy, w niektórych kopalniach robotnicy nietylko są obowiązani sami sobie lampy kupować, ale jeszcze i płacić za ich naprawę. Lampy powinny być utrzymywane w wielkim porządku, przez specyalnie do tego celu wyznaczone osoby. Nie należy nigdy zapominać, że ciemno paląca się lampa przeszkadza robotnikowi w jego zajęciu i często może być przyczyną zmniejszenia jego zarobku, pomimo więc najsurowszego zakazu podobna lampa wzbudza w robotniku chęć jej otwarcia i poprawienia. Dlatego też koniecznie należy dbać o to, aby lampy były oddawane robotnikom w zupełnie dobrym stanie.

Pożary w kopalniach.

Pożary w kopalniach należą do największych klęsk, zagrażających nie tylko bezpieczeństwu i życiu robotników, ale i egzysten-cyi samej kopalni. Powstają one z trzech przyczyn: nieostrożności, samowolnego zapalania się węgla i zapalania się gazu wybuchającego.

Nieostrożne obchodzenie się z lampami górniczemi w szybach i chodnikach z obudową drzewną, jak również i w stajniach podziemnych; nie dosyć ścisły nadzór nad piecami podziemnemi, służą-cemi do odświeżania powietrza, jak również nad kotłowniami podziemnemi i t. p., był niejednokrotnie przyczyną pożarów w kopalniach. Pożary tego rodzaju są szczególnie niebezpieczne wtedy, jeżeli gazy, tworzące się przy paleniu, unoszą się pędem powietrza w inne części kopalni, w których pracują górnicy. Taki pożar miał miejsce 31 maja 1892 r. w kopalni błyszczu ołowianego srebronoś-nego w Przibram w Czechach. Kopalnia ta ma 5 szybów od 910 do 1100 metr. głębokości. Pożar powstał w szybie najgłębszym, w którym oprócz obudowy drzewnej, były jeszcze kierowniki i schody ruchome drewniane, tak, że razem było w szybie około 800 metrów sześciennych drzewa. Przyczyną pożaru, jak się zdaje, był palący się knot, który jeden z górników wyrzucił z lampy na spocz-nik w oddziale drabinowym. Ogień objął cały szyb, dym i gazy rozeszły się z niezmierną szybkością po kopalni i z 835 górników, jacy się wtedy znajdowali pod ziemią, 330 straciło życie.

W kopalni węgla Kleofas, około Katowic na Szlązku, w nocy z 3 na 4 maja 1896 r., również wskutek zapalenia się obudowy w szybie, zadusiło się dymem i gazami powstałemi przy pożarze 101 górników.

Dla zapobieżenia tego rodzaju pożarom należy, o ile to jest możebnem, unikać nagromadzenia w kopalniach materyałów łatwo zapalnych. Szyby, służące do przypływu świeżego powietrza do kopalni i które w naszych kopalniach węgla w zagłębiu Dąbrowskiem służą często jako szyby główne, przez które wyciąga się całe wydobycie, powinny być omurowane, wewnętrzne zaś urządzenie szybu, a mianowicie belki, przepierzenia, a w większych kopalniach nawet kierowniki i spoczniki, lepiej robić żelazne. Części drewniane, choćby nawet napojone roztworami zmniejszającemi ich zdolność zapalania się, jak dowiodło smutne doświadczenie przy pożarze w szybie Hermenegilda w polskiej Ostrawie w r. 1896, nie zabezpieczają jeszcze od ognia.

W szybie, przez który przypływa świeże powietrze do kopalni, nie tylko obudowa, ale i sam budynek nadszybowy powinny być ogniotrwałe.

Szyb z całkowitą lub częściową obudową drzewną wtedy mianowicie jest bardzo niebezpiecznym, jeżeli jest zupełnie suchym, co ma miejsce prawie zawsze, jeżeli przez szyb przechodzą rury doprowadzające parę do maszyn podziemnych. Rury te nadzwyczajnie wysuszają drzewo i zmniejszają jego trwałość. W podobnych wypadkach szyb należy ciągle zraszać wodą, którą się doprowadza rurami.

Jeżeli szyb służy do przypływu świeżego powietrza do kopalni, w takim razie pożar budynku nadszybowego jest równie dla kopalni niebezpiecznym jak i pożar samego szybu, bo razem z powietrzem zaczyna wchodzić do robót podziemnych dym' i inne gazy, tworzące się przy paleniu, które oddychania nie podtrzymują. Wprawdzie, w razie pożaru, kierunek strumienia powietrza płynącego w kopalni zwykle się zmienia i palący się szyb, przez który wchodziło świeże powietrze, staje się szybem wyciągającym zepsute powietrze z kopalni, ale taka zmiana, szczególnie przy silnem przewietrzaniu, nie następuje tak szybko i, jak praktyka dowiodła, ludzie giną wprzódy, aniżeli przepływające powietrze zdąży zmienić kierunek. Dlatego też zawsze ile razy szyb, przez który świeże powietrze przypływa do kopalni znajduje się wewnątrz budynku, lub gdy nad nim znajduje się wieża, wylot szybu powinien być opatrzony żelaznemi drzwiami, lub klapami, urządzonemi w ten sposób, aby w razie pożaru można je było natychmiast opuścić i szyb zamknąć. Jest to niezbędne nie tylko dlatego, aby nie dopuścić do wnętrza kopalni dymu i gazów, ale jeszcze i dla zabezpieczenia od pożaru, jakiby mógł powstać w samym szybie, gdyby palące się części spadały do jego wnętrza. Ponieważ zaś zamknięcie

4:49

szybu zatamowałoby przypływ świeżego powietrza do kopalni, dla zapobieżenia więc temu, na pewnej głębokości pod powierzchnią ziemi, urządzają kanał, idący od szybu, wylot którego wyprowadzają po za obręb budynku, w miejscu bezpiecznem od pożaru. Kanał taki, w razie zamknięcia szybu, służy do przypływu świeżego powietrza^do robót podziemnych. W kopalniach węgla w polskiej Ostrawie urządzenie podobnego kanału jest obowiązującem na zasadzie istniejących przepisów. Tego rodzaju urządzenie przedstawia

liÂ

II

te

I—'

Fig. 901

figura 901. A—szyb, nad którym stoi budynek nadszybowy z wieżą i maszyną wyciągową, b — oddział drabinowy, c — kierowniki, d—drzwi żelazne do zamykania wylotu szybu, k—korby, połączone z wałami do nawijania łańcuchów, zapomocą których drzwi mogą być w każdej chwili opuszczone i podniesione, mm—kanał, idący od szybu, wylot którego w umieszcza się po za obrębem budynku. Wylot zamknięty jest kratą. Oczywiście, że samo zamknięcie

29

Górnictwo. Tom II.

drzwi nie będzie jeszcze dostatecznem, bo dym i gazy mogą się przedostawać przez szpary, należy więc drzwi uszczelnić, nasypu-jąc na nie ziemi, piasku, lub gliny.

Dla zatamowania przypływu dymu i gazów do robót podziemnych, w razie pożaru w samym szybie, urządzają na podszybiu lub w blizkości podszybia, tamy z drzwiami, które mogą być w każdej chwili zamknięte. Tego rodzaju tamy zabezpieczają roboty podziemne i od dymu, jaki mógłby przypływać z powierzchni, w razie niezamknięcia lub niedokładnego zamknięcia wylotu szybu i jeżeli tylko tama w swoim czasie będzie zamkniętą, wszyscy ludzie w kopalni będą ocaleni.

Największe niebezpieczeństwo zagraża wtedy, jeżeli powietrze przypływa do kopalni tylko jednym szybem, bo w razie pożaru cała kopalnia napełnia się dymem. Niebezpieczeństwo jest o wiele mniejsze, jeżeli świeże powietrze przypływa kilkoma szybami, bo wtedy dym rozchodzi się tylko po tej części kopalni, która otrzymuje powietrze z palącego się szybu, ludzie więc mają możność schronienia się do innych części otrzymujących powietrze z innych szybów. Również ratunek staje się daleko łatwiejszym nawet i przy jednym szybie, jeżeli w każdym z chodników, prowadzących do oddzielnych części kopalni, postawione są tamy i jeżeli chociaż niektóre z nich zdążono zamknąć, to wtedy ludzie mogą się schronić do tych chodników, w których tamy zostały zamknięte i do których już dym i gazy przeniknąć nie mogą.

Nareszcie w tych razach, gdy świeże powietrze przypływa do kopalni kilkoma otworami, należy się starać aby chodniki, przez które przepływają oddzielne strumienie powietrza, leżały o ile możności jak najbliżej jedne od drugich, aby w razie pożaru ludzie mogli prędko przebiegnąć z jednego chodnika, przez który przechodzi dym, do drugiego, w którym jest świeże powietrze.

Pożary powstające wskutek samowolnego zapalania się węgla. Wiadomo, że niektóre gatunki węgli kamiennych, jak również i węgli brunatnych, a szczególnie też miału węglowego, leżąc w większych ilościach przez czas dłuższy na powietrzu, stopniowro się nagrzewają, a następnie zapalają. Najprawdopodobniejszą przyczyną tego zjawiska jest zdolność pochłaniania gazów, jaką miał węglowy w wysokim stopniu posiada. Liczne doświadczenia zrobione przez Fayol’a i Muck’a dowiodły, że miał węglowy, pozostawiony w powietrzu, powoli i stopniowo pochłania tlen, przyczem waga jego z początku się zwiększa, a następnie węgiel zaczyna wy-

Węgiel w pokładach wydzielających gaz wybuchający jest mniej skłonnym do samowolnego zapalania się, bo w nim pory są wypełnione gazem błotnym, wskutek czego węgiel nie może już pochłaniać tlenu a więc nie może utleniać się.

dzieląc dwutlenek węgla, traci materye lotne i waga jego zaczyna się zmniejszać. Jest to zwykły proces wietrzenia węgli.

Węgiel pochłaniając gazy zgęszcza je, zgęszczenie zaś gazów wywołuje podwyższenie temperatury, jeżeli więc węgiel posiada zdolność pochłaniania gazów w wysokim stopniu, to temperatura, jaka się przy tem wywiązuje, może być dostateczną do jego samowolnego zapalenia się. Tym więc sposobem węgiel sam przez się zapalić się może, a tlen, zgęszczony w jego porach, podsyca pożar, jaki się zaczął.

Miał węglowy pochłania tlen daleko chciwiej aniżeli węgiel gruby, dlatego też drobne węgle wietrzeją łatwiej i prędzej od grubych.

Wprzódy przypuszczano, że samowolne zapalanie się węgli pochodzi wskutek utleniania się pirytu, jaki się zwykle w węglach kamiennych w mniejszej lub większej ilości znajduje. Dziś jednak przekonano się, że sam piryt spowodować samowolnego zapalania się nie może, w każdym jednak razie podwyższenie temperatury, jakie przy utlenianiu pirytów zawsze następuje, może zdolność do samowolnego zapalania się znacznie powiększyć. Utlenianie się jednak pirytów ma miejsce tylko w powietrzu wilgotnem, w suchem piryty wcale się nie zmieniają.

Przyczyną samowolnego zapalania się węgla w samym pokładzie może być jeszcze osiadanie skał, tworzących strop pokładu.

Jeżeli strop osiada równomiernie, na znacznej przestrzeni, ciśnienie, jakie skały wtedy wywierają może mieć tylko bardzo nieznaczny wpływ na podwyższenie temperatury. Lecz rzecz się ma zupełnie inaczej, jeżeli w pewnych miejscach pozostały się niewyjęte filary węgla, lub wogóle masa skały stawiająca opór osiadaniu. W podobnych wypadkach ciśnienie wywierane przez osiadający strop koncentruje się tylko w pewnych punktach, stosunkowo na bardzo nieznacznej przestrzeni, wskutek czego powstaje nadzwyczajne silne tarcie, wywołujące bardzo znaczne podwyższenie temperatury, które często może być daleko większe od tego, jakie jest niezbędne do zapalenia się węgla. Dodawszy do tego zdolność, jaką posiada węgiel pochłaniania gazów i zwróciwszy uwagę, że same gazy zawarte w porach węgla, będąc ściskane przy osiadaniu stropu silnie

Warunki, przy których powstają podobne pożary w różnych kopalniach są tak różne, że trudno jest wskazać ogólne środki prze-ciwko-pożarowe, któreby zawsze i wszędzie mogły być zastosowane. Prawie w każdej kopalni pożar powstaje przy innych warunkach zależnie od systemu odbudowy i właściwości samego pokładu węgla, dlatego też i środki, jakie należy przedsięwziąć, aby uniknąć pożaru, muszą być inne, ściśle zastosowane do każdego oddzielnego wypadku. Można więc tylko wogóle wskazać środki zabezpieczające od pożaru, które oczywiście nie wszędzie i nie zawsze mogą doprowadzić do celu.

się nagrzewają, nie trudno zrozumieć dlaczego węgiel w filarach z łatwością zapalić się może.

Przy osiadaniu stropu, filary zaczynają pękać, a poczęści i roz-miażdżać się, w szczelinach ich tworzy się masa miału, który pochłania tlen i ułatwia ich zapalanie się.

Najczęściej pożary, będące następstwem samowolnego zapalania się węgla, powstają wskutek nieprawidłowej odbudowy i mianowicie przy odbudowie grubych pokładów węgla. Jeżeli tylko odbudowa prowadzi się nieprawidłowo, a raczej, właściwie mówiąc, jeżeli nie jest dobrze zastosowaną do miejscowych warunków i węgiel przygotowany czy to w filarach (przy odbudowie systemem szląskim), czy też w warstwach, na jakie pokład rozdzielają przy systemie robót z podsadzką nie zostanie w swoim czasie wybranym, następuje spękanie filaru, lub warstwy, tworzy się miał i węgiel się zapala.

Do takich środków należą:

1.    Możliwie prawidłowa odbudowa, dobrze przystosowana do miejscowych warunków, przy której węgiel byłby całkowicie z pokładu wybierany.

2.    Staranne unikanie pozostawiania miału w wyrobiskach.

3.    Przy odbudowie filarowej unikanie przygotowywania od-razu zbyt wielu filarów, które mogą być, przy osiadaniu stropu, zgniecione wcześniej, aniżeli węgiel z filarów zostanie wybranym.

4.    Oddzielanie starych wyrobisk tamami, któreby je zamykały hermetycznie, nie dopuszczając tworzących się w wyrobiskach gazów do innych części kopalni.

5.    Przy odbudowie podsadzkowej nie rozdzielać pokładu na zbyt wysokie podpiętra, ze znaczną liczbą warstw, które mogą być rozkruszone wprzódy, aniżeli przyjdzie kolej na ich odbudowę, jak również nie pozostawiać przy pochylniach, rozdzielając3mh kopal-

nię na oddzielne pola, filarów, które, w miarę jak postępuje odbudowa, będąc poprzecinane chodnikami, rozkruszają się i zapalają.

Na Szląsku i u nas w zagłębiu Dąbrowskiem pożary najczęściej powstają w filarach przygotowanych do odbudowy. Jeżeli tylko pole przygotowane do odbudowy jest za obszerne i filary pozostają przez czas dłuższy niewybranemi, a szczególnie jeżeli pole zostało rozcięte szerokiemi chodnikami przygotowawczemu, strop zaczyna osiadać, filary pękają, w szczelinach tworzy się miał i węgiel się zagrzewa. Z tej przyczyny roboty przygotowawcze należy zawsze w ten sposób prowadzić, aby ilość przygotowanych filarów ściśle odpowiadała produkcyi danej kopalni. Niestety, to co w teo-ryi wydaje się tak łatwem, w praktyce jest nader często trudnem do wykonania.

Ilość wydobycia zależy od zapotrzebowania, a ponieweż zapotrzebowanie często się zmienia, nie zawsze więc można przewidzieć ile filarów w danym okresie czasu ma być przygotowanych. Grdy zapotrzebowanie wzrasta, wydobycie z konieczności musi być powiększone, należy więc zawsze mieć pewną ilość filarów zapasowych, któreby dały możność zwiększenia produkcyi, gdy tego zajdzie potrzeba. Oznaczyć chociażby w przybliżeniu czas, w ciągu którego przygotowane do odbudowy filary powinny być wybrane, niepodobna, bo to zależy od własności samego węgla i wytrzymałości stropu. Jeżeli węgiel jest twardy, a strop wytrzymały, filary mogą stać dłużej, w razie przeciwnym muszą być zaraz wybierane. Zauważono jeszcze, że na samowolne zapalanie się węgla w filarach ma wpływ nietylko wytrzymałość ale i jakość stropu. Jeżeli w stropie zalega piaskowiec, pożar powstaje trudniej, jeżeli zaś w stropie zalega warstwa łupku i szczególnie łupku bitumicznego, łatwo podlegającego rozkładowi, pożar powstaje daleko łatwiej i prędzej.

Nareszcie dla zapobieżenia samowolnemu zapalaniu się filarów należy wymiary chodników przygotowawczych stosować do twardości węgla i wytrzymałości stropu. Chodniki przygotowawcze powinny być tak szerokie i wysokie, aby pozostawione między nimi filary w zupełności mogły wytrzymać ciśnienie stropu. Jeżeli tylko chodniki przygotowawcze są za szerokie, a pozostawione między nimi filary za wązkie, następuje zawsze zgniecenie filarów i pożar staje się w każdej chwili możebnym.

Nakoniec należy jeszcze zwracać uwagę, aby dwa pokłady węgla leżące jeden nad drugim i przegrodzone warstwą skał mało wytrzymałych i stosunkowo nieznacznej grubości, nigdy nie były wybierane jednocześnie. AV podobnym wypadku jeżeli tylko roboty przygotowawcze w pokładzie dolnym zostaną zaczęte wprzódy, aniżeli odpowiednie pole w pokładzie górnym będzie całkowicie wybranem, strop w dolnym pokładzie zacznie raptownie osiadać, filary w górnym pokładzie zostaną zgniecione i pożar w nich bardzo łatwo może nastąpić. Pożar powstający w tych warunkach jest tern groźniejszym, że w warstwie skał oddzielających jeden pokład od drugiego tworzą się szczeliny, przez które gazy dostają się do pokładu dolnego, roboty więc muszą być wstrzymane nietylko w górnym ale i w dolnym pokładzie.

Jak przy budowie filarowej jedną z głównych przyczyn pożarów jest zbyt wielka ilość filarów przygotowanych do odbudowTy i poprzecinanych szerokiemi chodnikami, tak przy odbudowie grubych pokładów z podsadzką najczęstszą przyczyną pożarów jest znowu zbyt wielka liczba warstw, na które podpiętro jest podzielone. Podobnie jak tam nie można z góry oznaczyć liczby filarów, jakie należy przygotowywać, tutaj nie można z góry oznaczyć liczby warstw, jaką podpiętro zawierać powinno. W jednym i drugim wypadku zależy to wyłącznie od miejscowych warunków, które dopiero praktyka wyświetlić może.

Jeżeli węgiel jest twardy, mało zapalny, pokład nie bardzo stromy i warstwy nie bardzo szerokie, liczba ich może być większą, w przeciwnym razie trzeba ją ograniczyć. Gdy tylko podpiętro jest za wysokie, górne warstwy zostają zgniecione i nim dolne będą wybrane, pożar się wszczyna. Dziś ostatecznie się przekonano, że tam gdzie odbudowa idzie szybko i gdzie od chwili gdy węgiel w górnej warstwie zostanie przygotowany do odbudowy i do chwili póki warstwa nie będzie wybraną, nie upływa zbyt wiele czasu, pożar nigdy nie powstaje. Sprawdzono, że pożary nie powstają nawet w najbardziej łatwo zapalnych węglach, jeżeli odbudowa oddzielnej warstwy nie trwa dłużej nad 2 do 3-ch miesięcy. Z tej przyczyny odbudowę warstwami należy prowadzić o ile możności jaknajprędzej, aby warstwie spękanej nie dać czasu zagrzewać się. Dla dopięcia zaś tego celu, w kopalniach z węglami łatwo zapalnemi, pod-piętra robią nizkie, nie więcej jak 7—8 metrów, rozdzielając je tylko na trzy warstwy, przyczem same warstwy wybierają jednocześnie ustępami, jak przy odbudowie schodowej. Gdy część pierwszej warstwy zostanie wybraną i podsadzoną, zaczynają odbudowę drugiej, nie czekając póki pierwsza będzie skończoną, a następnie i trzeciej. Również nie zostawiają około chodników i pochylni fila-

rów oporowych, które nie wytrzymywały ciśnienia stropu i były także częstą przyczyną pożarów.

Gaszenie pożarów. Oznaką zaczynającego się pożaru bywa podwyższenie temperatury w chodnikach, przez które wychodzi zepsute powietrze i wydzielanie się gazów, które łatwo poznać po ich zapachu. Na podwyższenie temperatury w chodnikach należy ciągle zwracać pilną uwagę, ponieważ jak tylko podsadzka lub węgiel zacznie się zagrzewać, temperatura w chodnikach, przez które wychodzi zepsute powietrze zaraz, zaczyna się podnosić.

na-

Jeżeli tylko podsadzka zaczyna się nagrzewać, należy ją tychmiast ostudzić, puszczając bardzo silny strumień świeżego powietrza. Naturalnie, że ten sposób może być zastosowanym tylko wtedy, gdy pożar się jeszcze nie zaczął, w przeciwnym razie wprowadzone świeże powietrze tylkoby podsycało ogień.

Jeżeli pożar już się zaczął, co nie trudno poznać po zapachu wydzielających się gazów, należy natychmiast odszukać miejsce pożaru. Czasami, jeżeli przestrzeń objęta pożarem jest nieznaczna, a dostęp do niej łatwy, ogień daje się ugasić zalewając go wodą, zapomocą ręcznych sikawek. W podobnym wypadku pąlący się węgiel całkowicie wyjmują, a wyrobisko zapełniają podsadzką.

Wprzódy próbowano jeszcze gasić pożary gazami nie pod-trzymującemi palenia, jak zgęszczonym dwutlenkiem węgla, otrzymywanym przez wypalenie wapienia, te jednak środki tylko w pojedynczych i to w bardzo rzadkich wypadkach mogą się okazać skutecznemu.

Jeżeli już wszystkie próby natychmiastowego ugaszenia pożaru okazały się bezskutecznemi, w takim razie pozostaje się tylko jedyny środek, a mianowicie zupełne odgrodzenie palącej się części kopalni, zapomocą tam hermetycznych. Gdy tamy zostaną po-stawioue, dostęp powietrza do miejsca objętego pożarem będzie całkowicie odciętym, pożar więc będzie stłumionym gazami wydzielaj ącemi się przy paleniu.

Tamy powinny być hermetyczne, dla gazów nie przenikliwe i stawiane o ile możności z jaknajwiększym pośpiechem. Zwykle pierwsze tamy stawiają od strony, z której płynie świeże powietrze, a następnie drugie od strony, w którą płyną produkta spalenia. W kopalniach jednak, w których wydziela się gaz wybuchający, porządek stawiania tam musi być odwrotny z następujących powodów. Jeżeli pierwsza tama będzie postawioną od strony, w którą płyną gazy tworzące się przy paleniu, to odpływ produktów spa-

lenia zostanie wstrzymanym, gazy więc te, pozostając na miejscu, będą się mięszały z gazem wybuchającym (który się nie przestaje wydzielać) i z powietrzem, wskutek czego mięszanina nie będzie mogła nabrać własności wybuchających. Przeciwnie, jeżeli pierwsza tama zostanie postawioną od strony, z której przypływa świeże powietrze, produkta spalenia będą swobodnie uchodziły, w przestrzeni zaś między postawioną tamą i miejscem pożaru ilość gazu wybuchającego, który się nie przestaje wydzielać, stopniowo będzie wzrastać i mięszać się z powietrzem, jakie tam pozostało, musi ■więc nastąpić chwila, w której to powietrze nabierze własności mię-szaniny wybuchającej i wtedy wybuch będzie nieuniknionym.

Tamy stawiają drewniane albo murowane. Najczęściej tamy ogniowe robią z desek, które przybijają do stempli w poprzek cho-dnika w ten sposób, aby jedna deska zachodziła ■“^1 na drugą, jak dachówki (fig. 902). Następnie zaś tamę obrzucają zaprawą wapienną, która mniej pęka aniżeli glina. W tamie pozostawiają otwór, zatkany kołkiem, który służy do tego, aby można było poznać czy gazy się jeszcze wydzielają. W razie jeżeli tama z desek okaże się niedostateczną robią dwie tamy murowane w odległości 1-2 metrów jedna od drugiej, a przestrzeń między niemi zasypują suchym piaskiem. Również budują tamy drewniane i murowane opisane na str. 203 (fig. H 703 i 704), tom 2-gi.

Fig. 902.

Przy stawianiu tamy od strony, w którą płyną ‘produkta spalenia przedewszystkiem należy chwilowo zatrzymać dym, aby dać możność górnikom pracować. W tym celu przed mającą się budować tamą i o ile można bliżej miejsca pożaru, układają naprędce w poprzek chodnika snopy siana dobrze zmaczanego w mleku wapiennem, a gdy przypływ dymu będzie wstrzymany, przystępują do budowy tamy.

Tama przenośna Wagnera ]) (fig. 903, 904 i 905). Tama przenośna Wagnera ma na celu możliwie szybką izolacyę miejsca objętego pożarem; przedstawia ona materac a b c cl (fig. 903) z ma-teryi jedwabno-gumowej, używanej do wyrobu balonów, wypełniony zgęszczonem powietrzem. Przednia i tylna ściany materaca łą-

*) J. Krzyżanowski. Tama przenośna Wagnera. Przegląd Techniczny Ns 14 z r. 1897.

czą się zapomocą wiązadeł e f (fig. 904), aby przy napełnianiu powietrzem nie przyjmowały kształtu kulistego. Po środku przedniej i tylnej ścian materaca są umocowane grube blachy, połączo-

Y-

W~T

tfli

\M (

<pł

w-

:1

Ir.

Wn.

TH

:;rH

Ił

Wl

1'

I&

»«MS

Ê-3

W'

#■««»

Fig. 904.

Fig. 903.

ne z sobą zapomocą prętów żelaznych m m (fig. 904), które tworzą otwartą z boków skrzynkę. Skrzynka ta służy do przechowywania materaca a b c cl, który po wypuszczeniu z niego powietrza i po odpowiedniem zwinięciu go, z łatwością może być w niej ułożony.

Fig. 905.

Powietrze wypuszcza się zapomocą klapy o. Do pompowania powietrza wewnątrz materaca służy pompka p, połączona z materacem zapomocą węża r. Przyrząd B wskazuje granicę, do której należy pompować powietrze, której przechodzić nie należy.

Jest on w ten sposób urządzony, że gdy ciśnienie powietrza w materacu przejdzie wskazaną granicę, woda z przyrządu B zaczyna się wylewać na zewnątrz.

Figura 903 przedstawia tamę ustawioną w chodniku, zwinięta zaś tama przedstawia skrzynkę średnich wrymiarów (0,75.0,50 . 0,40 m.), na 4-ch nóżkach składanych, dającą się z łatwością przenosić. Do przenoszenia służą drążki, które są przytwierdzone do skrzyni metalicznej, zabezpieczającej materac od uszkodzenia.

Rozsuwające się pręty M M służą do utrzymania tamy na miejscu podczas ustawiania. Opierają się one wt ściany chodnika i są niezbędne w tych chodnikach, przez które przepływa silny strumień powietrza.

Szpary, pozostajce pomiędzy tamą a ścianami chodnika, uszczelniają gliną lub wapnem. Tama może być ustawioną w ciągu 6 minut i może pełnić służbę bez dodatkowego pompowania powietrza około 70 godzin. Po ustawieniu tamy właściwej, tama Wagnera może być bardzo łatwo i prędko rozebrana i złożona.

Pożary w chodnikach. W razie zagrzania się węgla w chodniku, jeżeli pożar nie bardzo się jeszcze rozwinął, palący się węgiel zalewają wodą, a następnie wyjmują, pozostałe zaś wyrobisko zapełniają gliną. Jeżeli obawiają się, że przez szczeliny w ścianach chodnika, mogą przedostać się gazy, to wzdłuż chodnika, do obudowy, przybijają deski, a przestrzeń między deskami i bokami chodnika zapełniają mocno ubitą gliną. Jeżeli pożar dalej się rozwija, to część chodnika zasypują ziemią lub gliną i palące się miejsce obchodzą chodnikiem obwodowym, obudowanym ścianami murowa-nemi, albo też od chodnika obwodowego prowadzą do miejsca pożaru orty, któremi wyjmują palący się węgiel i wyrobisko podsadzają.

Jeżeli pożar rozszerzył się tak szybko, że nie można było zdążyć ustawić tam, w takim razie zakrywają wyloty wszystkich szybów, tamując tym sposobem całkowicie przystęp powietrza do kopalni. W tym celu w pewnej odległości od wylotu każdego z szybów i o ile można jaknajgłębiej urządzają mocne pomosty, na które nasypują grubą warstwę gliny i mocno ją ubijają, a przez pomost przepuszczają rurę, górny koniec której jest zagięty na dół i pogrążony w kadź z wodą. Rura ta jest niezbędną, aby dać możność produktom spalania wydzielać się na zewnątrz. Grdy pożar ustanie i temperatura skał się obniży, ciśnienie gazów wewnątrz kopalni znacznie się zmniejszy, wskutek czego woda z kadzi będzie wchodzić do kopalni. Nad kadzią więc musi być rurka, przez któ-rąby woda ciągle do kadzi mogła dopływać.

Ten sposób gaszenia pożarów prawie zawsze się udaje, ale wznowić roboty po takiem zamknięciu kopalni można tylko po upływie bardzo długiego czasu, bo jeżeli tylko kopalnia zostanie otwartą zanadto wcześnie, pożar zaraz się wznowi.

Nareszcie jeżeli i ten sposób okaże się nieskutecznym, co jest zawsze możebnem jeżeli kopalnia łączy się ze staremi wyrobiskami docliodzącemi do sąsiedniej kopalni, przez które powietrze może przechodzić, w takim razie pozostaje się ostatni środek, a mianowicie zatopienie kopalni. Jest to jednak najkosztowniejszy środek, który tylko w wyjątkowych razach może być stosowanym.

Przyrządy umożliwiające oddychanie w gazach duszących. Podczas pożarów, jak również i po wybuchu gazów, kopalnie napełniają się gazami niepodtrzymującemi oddychania, a po części i gazami trującemi, które nadzwyczaj utrudniają akcyę ratunkową. Mając możność dostania się do miejsc wypełnionych gazami duszącemi, można rozmiary katastrofy i liczbę ofiar znacznie zmniejszyć. Z tej więc przyczyny od dawna wielu uczonych pracowało nad wynalezieniem takich przyrządów, któreby umożliwiały oddychanie w gazach duszących. Przyrządy te oddają wielkie usługi, bo nietylko pozwalają podać pierwszą pomoc ofiarom pozostałym w kopalni po wybuchu gazów, ale przy ich pomocy można postawić naprędce tamę, naprawić drzwi wentylacyjne i t. p., a przez to nieraz uratować całą kopalnię.

Tego rodzaju przyrządy można podzielić na dwie grupy: Przyrządy stałe, czas użycia których jest nieograniczony, ale odległość na którą używający je może się oddalić jest ograniczoną i przyrządy przenośne, czas użycia których jest ograniczony, ale osoba używająca je ma zupełną swobodę ruchów.

Przyrządy stale zostały zbudowane dla straży ogniowej, w górnictwie zaś mają bardzo małe zastosowanie. Całkowity przyrząd składa się z wierzchniego ubrania, zrobionego z podwójnej materyi nie przepuszczającej wody ani powietrza. Ubranie to zawiązuje się w pasie i na rękawach, a około szyi jest pierścień, do którego przyśrubowywa się lekki hełm korkowy, zakrywający całą głowę. W hełmie, naprzeciwko oczów, jest otwór z szybą, albo jak w przyrządzie Müller’a podwójna siatka druciana. Przyrząd jest połączony zapomocą rury gumowej z ręczną pompką, służącą do tłoczenia powietrza. Aby rura gumowa, długość której może dochodzić do 200 metrów, nie obciążała zbytecznie głowy posługującego się przyrządem, jest ona połączoną nie z hełmem, lecz z pasem, od pasa zaś idzie krótka rura do hełmu. Powietrze tłoczy się do pasa, a stamtąd przechodzi przez rurę do hełmu i kanałami rozprowadza się w ten sposób, że obchodzi całą wewnętrzną powierzchnię hełmu. Zamiast ręcznej pompki rurę gumową można połączyć z przewodem od kompresora.

Przyrządy przenośne. Zasada przyrządów przenośnych polega na zużytkowaniu powietrza wydychanego. Wiadomo, że powietrze atmosferyczne składa się z 77 części na wagę azotu i 23 części tlenu. Przy oddychaniu człowiek zużywa pewną część tlenu a wza-mian tego wydziela odpowiednią ilość dwutlenku węgla, tak, że powietrze wydychane tern się tylko różni od powietrza świeżego, że zawiera mniej tlenu, a więcej dwutlenku węgla. Azot zaś żadnego udziału w procesie oddychania nie przyjmuje. Jeżeli więc powietrze wydychane oczyścić od dwutlenku węgla i dodać do niego odpowiednią ilość tlenu, to ono znoAvu stanie się zdatnem do oddychania i na tern właśnie polega budowa przyrządów przenośnych.

Dla pochłaniania z powietrza wydychanego dwutlenku węgla i pary wodnej używa się potaż kaustyczny, sodę kaustyczną i wapno nie gaszone. Potaż i soda są pod tym względem lepsze, że bardzo chciwie łączą się z wodą, pochłaniają więc wydychaną parę wodną wprzódy, aniżeli ona zdąży się skroplić, co jest bardzo ważne, szczególnie też w przyrządach z maską na twarz.

Jeżeli ciało oczyszczające powietrze wydychane nie pochłania pary wodnej, w takim razie para osiada na ściankach, wewnątrz maski i przy skraplaniu się wydziela ciepło utojane, wskutek czego temperatura powietrza w masce, a co zatem idzie i temperatura powietrza wdychanego, ciągle się podwyższa, tak że posiłkowanie się przyrządem staje się nader uciążliwem, a czasami nie do wytrzymania.

Przyrząd Schwann’a. Składa się z elastycznego zbiornika, umieszczonego na piersiach i napełnionego taką objętością powietrza, pod zwyczajnem ciśnieniem, jaka jest niezbędną dla jednego odetchnięcia. Osoba posługująca się przyrządem ma nos ściśnięty szczypczykami, powietrze zaś ze zbiornika wciąga ustami zapomo-cą rurki opatrzonej klapą ssącą, wydycha zaś powietrze do drugiej rurki, opatrzonej klapą tłoczącą. Rurka ta łączy się ze zbiornikiem umieszczonym na plecach, mającym kształt tornistra, który się napełnia mięszaniną sody z wapnem niegaszonem. W tym zbiorniku wydychane powietrze oczyszcza się od dwutlenku węgla. Tornister z wapnem jest połączony z dwoma blaszanemi cylindrami na-

pełnionemi tlenem, pod ciśnieniem od 4 do 6 atmosfer. Tlen wydzielający się z cylindrów, najprzód przechodzi przez regulator, który zmniejsza jego ciśnienie, a następnie miesza się z powietrzem wychodzącem z tornistra, które już jest pozbawione dwutlenku węgla. Oczyszczone zaś w ten sposób powietrze z domieszką tlenu wraca do pierwszego zbiornika umieszczonego na piersiach, z którego osoba używająca przyrząd znowu go wciąga. Przyrząd ten, który został wynalezionym jeszcze w 1854 roku, nie znalazł zastosowania w górnictwie, prawdopodobnie dlatego, że jest za-ciężki

T,

T,

1\N

Pneumato-for Walche’ra i Gärtner’a ¹).

(fig. 907). Składa się z następu-j ących części:

A—worek oddechowy 550 mm. długi i 450 mm. szeroki, sporządzony z szarego płótna i powleczony wewnątrz warstwą kauczuku, która robi go nieprzenikliwym dla cieczy i gazów, i?—rura oddechowa z wulkanizowanego kauczuku, przymocowana do worka oddechowego i zakończona u góry twardym na-sadem M, który, podczas użycia przyrządu, wkłada się do ust. Do rury tej są przyczepione na sznurkach dwa ściągacze N na nos.

L—flaszka żelazna, o pojemności około 0,6 litr., zawierająca tlen pod ciśnieniem 100 atmosfer. Do flaszki jest przytwierdzona

hi......h.....■-

:::::::::::::

Pig. 906.

T,

;:1.J \h

i...

V"

') Przegląd Techniczny Nr. 44 z roku 1898. R. Lamprecht. Die G-ru-henbrandgewältigung. Leipzig. 1899, str. 57.

rurka b, przez którą tlen wchodzi do worka, po otwarciu przepust-nicy S wystającej po za worek oddechowy.

S₂—flaszka o pojemności 425 cm:t napełniona 25$ ługiem sodowym (NaHO), umieszczona w naczyniu blaszanem dziurkowa-nem, powleczonem organtyną. Urządzenie to ma zapobiedz dostaniu się cząstek szkła do worka oddechowego po rozbiciu flaszki. Do flaszki szklanej 8₂ dochodzi śruba r, wystająca po za worek oddechowy. Śruba ta jest jaknajdokładniej uszczelniona i przeznaczona do zgniecenia flaszki S₂, gdy z niej potrzeba wylać ług do worka oddechowego.

8l—otwór do wkładania i wyjmowania zawartości worka, który się zamyka dwiema płaskiemi żelaznemi sztabkami V, silnie razem ześrubowanemi. Oprócz wyżej opisanych części wewnątrz worka znajduje się jeszcze rodzaj siatki z pasków flaneli, zawieszonej wzdłuż worka i przeznaczonej do pochłaniania ługu po rozbiciu flaszki.

Do worka, na zewnętrznej jego stronie są przytwierdzone pasy Tx T₂, służące do zawieszenia worka i przymocowania go na piersiach. Cały przyrząd waży 4¹f₂ kg.

Gdy przyrząd jest gotowy do użycia przymocowują go paskami na piersiach w ten sposób, że przepustnica 8 znajduje się z prawej strony, a potem wkręcają śrubkę r, wskutek czego flaszka z ługiem sodowym pęka i ług rozlewa się po siatce flanelowej. Następnie wkłada się koniec rury E do ust i przytrzymuje się zębami znajdujący się w nim nasad kauczukowy, aby rura z ust nie wypadła. Na nos zakłada się ściskacz N (drugi jest zapasowy) i otwiera przepustnica 8 dla wpuszczenia tlenu do worka. Tlenu wpuszcza się tylko tyle, aby worek był średnio wydęty, w przeciwnym bowiem razie niewygodnie byłoby go nosić, a prócz tego zawielkie ciśnienie mogłoby spowodować wyrzucenie rury oddechowej z ust. Najlepiej wpuszczać tlen w niewielkich ilościach, ale częściej, uważając aby grubość worka nie przechodziła 50 mm. Zapewniwszy sobie w ten sposób możność sztucznego oddychania i zaopatrzywszy się w szczelne okulary i lampkę elektryczną (akumulatorową), można wejść w atmosferę gazów duszących bez żadnej obawy.

Podczas oddychania zapomocą przyrządu należy co pewien czas dolną, wolno zwieszającą się część worka unosić nieco w górę, aby zbierający się na jego dnie ług sodowy wsiąkał w siatkę. Przyrząd jest obliczony na jednogodzinne użycie.

Po użyciu przyrządu należy go w możliwie krótkim czasie rozebrać i wyczyścić. W tym celu odkręcają śruby przy sztabkach V i do wnętrza worka wlewają kilka razy czystej wody, aby go wymyć z ługu. Następnie wyjmuje się flaszkę L, a po wykręceniu śruby r także i flaszkę S₂, poczem worek wywraca się na stronę wewnętrzną, wyjmuje siatkę flanelową i moczy się tak siatkę jak i worek przez kilka godzin w wodzie, zmieniając ją kilkakrotnie. Prócz tego worek należy jeszcze wyczyścić szczotką.

b/2

j ifv

W fi

li

Następnie wysusza się jedno i drugie, wkłada się siatkę do wnętrza i worek napo-wrót wywraca. Naczynie blaszane otaczające flaszkę S.₂ także się oczyszcza i wkłada się doń nową flaszkę z ługiem. Flaszkę L z tlenem biorą świeżą, albo też wyjętą z worka napełniają powtórnie.

ÉS

3Ü

Jfig 907.

Należy zauważyć, że tlen we flaszce L powinien być zawsze pod ciśnieniem co najmniej około 80 atmosfer. Założenie flaszki L i zaśrubowanie przyrządu nie przedstawia trudności.

Liczne próby dokonane z pneumatoforem w kopalniach węgla w Ostrawie, na Szląsku austryackim, dały bardzo zadawalnia-jące rezultaty i dziś, na zasadzie rozporządzenia urzędu górniczego, przyrząd ten obowiązkowo musi się znajdować w każdej kopalni. Gdy przyrząd jest złożony ma około 380 mm. długości, 290 mm. szerokości i 100 mm. grubości.

AValcher ulepszył jeszcze ten przyrząd w ten sposób, że zamiast jednej flaszki z tlenem nowy przyrząd zawiera ich dwie, które są umieszczone na plecach i połączone rurą kauczukową z workiem oddechowym. Z worka zaś usunął flaszkę z ługiem i siatkę flanelową, a ług sodowy wlewa się przed samem użyciem przyrządu do worka oddechowego, w którym znajduje się zamiast siatki

warstwa drobniutkich wiórów, lub dobrze wymyty mech drzewny *).

}i

Przyrząd J. Meyera ²) (fig. 907, 908 i 909). W tym przyrządzie Meyer starał się usunąć wady, jakie znalazł w pneumatoforze Walchera. Przyrząd pomysłu Meyera nakrywa całą głowę i spada nieco na ple-

AA,

Fig. 908.

cy, piersi i ramiona, a na twarzy może być uszczelniony zapomocą pierścienia kauczukowego b (fig. 907 i 909), dającego się przymocować wewnątrz maski. Przed założeniem całej maski zapina się najpierw paski pierścienia uszczelniającego, a potem dopiero naciąga się kaptur

na głowę.

A A j —worek oddechowy, który przed użyciem wypełnia się 500 gram. stałego wodnika potasu (KHO). W tylnej części worka oddechowego znajduje się o-twór zamknięty żelaznemi sztabkami.

f/

IUI

Fig. 909.

B — dwie rury oddechowe blaszane powleczone kauczukiem, z których jedna służy do przypływu tlenu do oddychania, a druga do odpływu wydychanego dwutlenku węgla.

]) Lamprecht. Die Grubenbrandgewältigunt, str. 64. ²) Przegląd Techniczny z roku 1898 Nr. 44, str. 752.

C—okienko szklane opatrzone, od zewnątrz, dwoma mocne-mi skrzyżowanemi drutami, a od wewnątrz blaszką metalową powleczoną skórą. Blaszka daje się obracać od zewnątrz i służy do wycierania pary wodnej osiadłej na wnętrzu okienka.

D—flaszka o pojemności 1,5 litra, zawierająca tlen pod ciśnieniem 100 atmosfer, połączona z workiem oddechowym za pomocą rury kauczukowej. Przy użyciu przyrządu przywiesza się ją na lewym boku.

M/ (W / ) g rat

//

'I

Fig. 911.

z?

ru

Fig. 910.

Cały przyrząd waży 7 kg., a więc jest cięższym od przyrządu Walch era, co stanowo dosyć znaczną jego wadę. Wadliwem jest także uszczelnienie maski na twarzy, gdyż prawie nigdy nie jest zupełnie dokładnem, a z tego powodu, szczególnie gdy się dobrze nie uważa przy zakładaniu maski, strata tlenu może być bardzo znaczną.

Zastosowanie wodnika potasu w formie stałej ma tę zaletę, że on szybciej pochłania dwutlenek węgla aniżeli wodnik sodu, a obok tego daleko chciwiej pochłania on parę wodną. Przy użyciu roztworu wodnika potasu lub sodu, para wodna nie pochłania się, następuje więc jej skroplenie, wskutek czego zwiększa się temperatura w wTorku oddechowym, a skroplona para osiada wewnątrz maski.

Przyrząd Giersberg’a (fig. 910 i 911). Przyrząd Giersber-ga jest zupełnie podobny do przyrządu Meyer’a i bardzo nie wiele się różni od niego. Maska jest taka sama jak w przyrządzie Meyer’a, uszczelnia się ona na twarzy zapomocą pierścienia gumowego g (fig. 911) i przytwierdza rzemieniami z tyłu głowy. Przy masce, pod brodą, znajduje się worek B, wyłożony skórą i cokolwiek rozszerzony ku tyłowi, w który się wydycha i do którego dochodzą dwie rury a c (fig. 910), jedna dla przypływu a druga dla odpływu powietrza. Pozostała część przyrządu jest umieszczona w tornistrze zawieszonym na plecach. Dwie flaszki z tlenen S S są z sobą zmo-cowane i połączone rurą metaliczną z ustami osoby posiłkującej się przyrządem. W rurze a jest umieszczona przepustnica redukująca ciśnienie, a sama rura jest połączona z manometrem. Z drugiej strony maski znajduje się rura c, która odprowadza powietrze wydychane. Powietrze to przechodzi do skrzynki C, gdzie się oczyszcza, następnie do rury b, a ztamtąd do rury a. Wciąganie powietrza do rury a ma miejsce wskutek wydzielającego się tlenu, który w tym razie działa mniej więcej w ten sam sposób, jak powietrze zgęszczone w małych inżektorach Körting’a. Jako środek pochłaniający dwutlenek węgla, używa się mięszaniny sody i wapna kaustycznego w stanie stałym. Przyrząd może działać 2 godziny.

Przyrząd ten, podobnie jak i przyrząd Meyer’a ma tę wielką wadę, że jest bardzo ciężki, a prócz tego soda pochłaniając dwutlenek węgla, bardzo się nagrzewa, temperatura więc całego przyrządu znacznie się podnosi, wskutek czego posługiwanie się nim jest bardzo uciążliwe. Me zważając jednak na wszystkie jego niedostatki, w pewnych razach może on oddać wielkie usługi, jak się o tern, piszący te słowa, naocznie przekonał podczas pożaru w kopalni Saturn, jaki miał miejsce w czerwcu 1902 roku.

Przyrząd Desgrez¹). Desgrez zbudował przyrząd do odświeżania powietrza wydychanego, który demonstrował wr październiku roku zeszłego, na posiedzeniu członków towarzystwa przemysłu mineralnego w Paryżu.

Dla odświeżenia powietrza wydychanego Desgrez używa dwutlenku sodu, który z wodą rozkłada się w ten sposób, że wydziela się tlen i tworzy się soda kaustyczna. Tlen służy do odświe-

b Comptes rendus mensuels des réunions de la Société de l’Industrie Minerai. Novembre-Decembre, 1902 r.

żenią powietrza wydychanego, a soda pochłania z niego dwutlenek węgla. Przyrząd składa się z puszki stalowej, napełnionej dwutlenkiem sodu i opatrzonej odpowie-dniem urządzeniem z mechanizmem zegarowym, zapora ocą którego dwutlenek sodu wsypuje się równomiernie do wody w potrzebnej ilości.

Pod tą puszką znajduje się druga puszka stalowa z wodą, w której się powietrze oczyszcza i odświeża. Ponie-    |

waż zaś powietrze odświeżone zawsze jest jeszcze do pewnego stopnia nagrzane, wiec dla ochłodzenia go i skroplenia zbytecznej ilości pary wodnej, jaka się w niem zawiera, Desgrez używa chlorku metylu. Nareszcie w przyrządzie Desgrez znajduje się maleńki wentylator, otrzymujący ruch od wyżej wspomnianego przyrządu zegarowego, który zabezpiecza prawidłowy obieg powietrza.

W3

Wf

IIP

-.fpp

eb§hI

Fig. 912.

]]

LJ

IM

(l '1

ii

i\

!l

liii

Ei

m\

! i

..................

Ta)

Fig. 913.

Cały przyrząd zawarty jest w okrągłej skrzynce aluminiowej, hermetycznie zamkniętej i opatrzonej rzemieniami, zapomocą których posiłkujący się nim zawiesza go na plecach.

rze

Przyrząd Desgrez przedstawiają figury 912 i 913. Na figu-912 A oznacza przyrząd Desgrez; B -maskę, jaką osoba posiłkująca się nim nakłada na głowę; E- ubranie jakie noszą nurkowie; c—rurka odprowadzająca powietrze wydychane; cl — rurka, przez którą przypływa powietrze odświeżone. Na figurze 913 A oznacza rurkę przez którą przypływa powietrze wydychane; B— rurkę, przez którą wypływa powietrze odświeżone; C — przyrząd zegarowy; 1)—puszkę z dwutlenkiem sodu; E—przyrząd do wsypywania dwutlenku sodu; O—przyrząd ochładzający powietrze odświeżone; H—kran pozwalający puścić w ruch przyrząd O, do ochładzania; I—śrubę, zapomocą której puszcza się w ruch przyrząd zegarowy, a więc i wogóle cały przyrząd. Według Desgrez z jego przyrządem można być w atmosferze gazów nie podtrzymujących oddychania co najmniej trzy kwadranse.

Czy przyrząd Desgrez okaże się praktycznym, dziś trudno jeszcze powiedzieć, ponieważ, o ile nam wiadomo, żadne próby na wielką skalę nie były z nim dotąd wykonane. W każdym razie jest on o wiele więcej skomplikowanym od przyrządów Meyera i Griers-berga.

Obwały.

W kopalniach największa liczba nieszczęśliwych wypadków pochodzi wskutek obwałów, należy więc na nie zwracać szczególną uwagę.

Obwały przedstawiają mniejsze lub większe niebezpieczeństwo, zależnie od okoliczności, w jakicłi powstają.

Wogóle można odróżnić obwały powstające na znacznych przestrzeniach i obwały miejscowe. Przy pierwszych skały leżące nad wyrobiskami osiadają raptownie na całej przestrzeni i wtedy niema sposobu ich podtrzymania. Przy drugich ławice skał oddzielają się stopniowo, łamią się na większe lub mniejsze części i ob wala ją się jedne po drugich. Obwały raptowne większych przestrzeni zdarzają się bardzo rzadko, chociaż w historyi górnictwa znanych jest wiele podobnych wypadków. Tak w roku 1552 zawaliła się znaczna część kopalni rtęci w Idryi (księztwo Krainy w Austryi), przy czem zginęło 50 górników. W styczniu 1620 r., w górach kruszczowycli w Saksonii, zawaliły się na przestrzeni jednego km. kw., kopalnie cyny Altenberg. Obwał nastąpił wskutek robót nieprawidłowych, wykonywanych bez żadnego ogólnego planu. Dziś na miejscu, gdzie kiedyś była kopalnia, jest przepaść .130 m. głęboka. W Fahlum w Szwecyi, w roku 1867 zawaliła się kopalnia łupku miedzianego, po której pozostała przepaść w kształcie dwóch lei, połączonych rozpadliną 360 metr. długą, 120 metr. szeroką i 60 metr. głęboką. Takie jednak katastrofy są bardzo rzadkie, gdy tymczasem obwały miejscowe na małych przestrzeniach, zdarzają się bardzo często i są one główną przyczyną nieszczęśliwych wypadków.

Obwały miejscowe powstają z różnych przyczyn; najczęściej zdarzają się wskutek braku obudowy, lub też wskutek źle wykonanej obudowy i wtedy nie są niebezpieczne, bo je łatwo przewidzieć i łatwo uniknąć.

HH

Fig. 914.

Drugą przyczyną obwałów są szczeliny w stropie, te obwały są już daleko niebezpieczniejsze, bo mogą się zdarzyć i wtedy gdy obudowa jest dobra i starannie wykonana. Jeżeli tylko strop jest poprzecinany szczelinami idącemi w jednym kierunku, leżącemi blizko siebie i rownoległemi do płaszczyzny przodka, w takim razie obwałów tych często niepodobna uniknąć, bo jak tylko przodek przejdzie szczelinę, strop musi się za walić, choćby obudowa była jaknajlepiej zrobioną. W podobnym wypadku jedynym środkiem dla uniknięcia obwału, jest zmiana kierunku płaszczyzn ograniczających przodki, a mianowicie należy wtedy rozłożyć przodki w ten sposób, aby ściana przodka tworzyła z kierunkiem szczelin w stropie kąt o ile można zbliżony do prostego.

Czasami przyczyną obwałów są cienkie przerosty węgla, mię-kiego łupku, lub gliny, zalegające w skałach tworzących strop danego pokładu. Tak np. jeżeli w stropie pokładu węgla B (fig. 914),

Av odległości paru lub kilku metrów od tego pokładu, zalega cienki przerost D węgla, lub miękiego łupku, to oczywiście, że po wyjęciu pokładu ß, siła spójności cząsteczek av przeroście D nie będzie już dostateczną dla utrzymania pokładu C, na SAVojem miejscu pokład Avięc C będzie cisnął na obudoAvę całym SAVoim ciężarem, wskutek czego obudowa łatAvo połamać się może i obAval nastąpi.

ObAvały zdarzają się także i av chodnikach, jeżeli te nie były av swoim czasie zabudoAvane, a szczególnie też w starych chodnikach, nie napraAvianych przez czas dłuższy. Zjawisko to objaśnić bardzo łatwo, bo jeżeli tylko jedne odrzwia zostały złamane i na ich miejsce nie były postaAvione inne, to ciśnienie, jakie one wytrzymywały, przenosi się na odrzwia sąsiednie, które znowu nie będąc go av stanie wytrzymać, muszą się złamać; tym Avięc sposobem .odrzAvia łamią się jedne po drugich, aż póki się strop nie zawali.

Zawalone chodniki naprawiają zapomocą obudoAvy wbijanej. Odrzwia w nich stawiają jedne obok drugich, bez odstępów, a puste przestrzenie, jakie się pozostają po za obudoAvą, starannie zapełniają skałami płonnemi.

Dzwonu. Największe niebezpieczeûstAvo przedstawiają obAva-ły znane pod nazAva dzwonów. W stropie pokładów Avęgla, mianowicie av łupkach gliniastych czasami trafiają się oddzielne bryły skał, mające kształt OAvalny, albo stożkowy, które nie są ściśle związane z masą skały, pośród której się znajdują. Bryły te przed-stawiają części skamieniałych pni, a czasami są to bryły sferosyde-rytu; obecności ich nie można zauważyć ani z zewnętrznego wyglądu stropu, ani przez jego opukiwanie, lecz gdy węgiel zostanie wybranym, bryła, będąc pozbawioną podpory, spada, przygniatając znajdujących się tam górników. Tego rodzaju obAvały nazywają dzwonami. Są one tern niebezpieczniejsze, że dzAvon często wypada już po upłyAvie pewnego nawet dłuższego czasu, zdarza się, że po upływie kilku miesięcy, gdy się już przypuszczało zupełne bezpieczeństwo Jeżeli więc tylko obecność dzwonÔAv av stropie pokładu Avegla została zauważoną, to chociażby strop tworzyły skały zupełnie wytrzymałe, obudowa wyrobisk musi być bardzo mocną.

Jest jeszcze jeden rodzaj obAvałów, niemniej niebezpiecznych jak dzwony, które pochodzą Avskutek raptownego pękania węgla w przodkach. Takie obwały najczęściej zdarzają się przy odbudowie pokładÓAV stromych systemem schodowym w stropie i przy od-budowie filarowej grubych pokładów.

Przy odbudowie schodowej w stropie, często obwala się dolna część ustępu, przyczem węgiel spada wprost na głowę górnika pracującego w ustępie niżej leżącym. Dla zapobieżenia tego rodzaju obwałom piętro ustępów należy bardzo starannie obudowywać.

Przy odbudowie grubych pokładów systemem filarowym, wskutek ciśnienia, jakie strop wywiera na węgiel, zdarza się, że węgiel raptownie pęka w kierunku mniej więcej prostopadłym do płaszczyzn uławicenia i oddzielona szczeliną bryła odwala się'W przodka, miażdżąc znajdujących się tam ludzi. Zapobiedz podobnego rodzaju obwałom można do pewnego stopnia umocowując przodek ukośnemi podporami.

Odbudowa złóż minerałów użytecznych na znacznych głębokościach.

Pierwotnie złoża minerałów użytecznych były odbudowywane tylko na bardzo nieznacznych głębokościach, w miarę jednak wyczerpywania się górnych warstw, lub też górnych części żył i pokładów, musiano prowadzić roboty górnicze coraz głębiej. Do roku 1870 szyby 400-—500 metr. głębokie były bardzo nieliczne i nieomal należały do rzadkości, szczególnie też w kopalniach węgla, w których odbudowa w większych rozmiarach zaczęła się dopiero w XIX, a właściwie mówiąc nawet dopiero w drugiej połowie XIX wieku. Dziś szyby 700 i 800 metr. głębokie zaliczają już do pospolitych, nic więc dziwnego, że kwestya odbudowy minerałów na znacznych głębokościach stanęła na porządku dziennym i wielu górników zaczęło się nią zajmować.

Jeszcze w r. 1856 Belgijska Akademia Nauk wyznaczyła nagrodę 2000 franków za wskazanie sposobów odbudowy pokładów węgla na głębokości co najmniej 1000 metr. Profesor Devillez, który napisał konkursową rozprawę, już wtedy utrzymywał *), że odbudowa pokładów węgla na głębokości 1000 m. nie będzie przedstawiała szczególnych trudności i że będzie mogła być prowadzoną mniej więcej w ten sam sposób, jak ją wówczas prowadzono. Akademia nauk nie przyznała mu jednak za jego pracę nagrody, chociaż, jak się później pokazało, przewidywania Devillez zupełnie się

!) A. Devillez. De l’exploitation de la houille à la profondeur d’au moin mille mètres. Liège, 1859.

sprawdziły. Dziś nietylko, że węgiel wydobywają z głębokości 1000 m., ale zaczynają już myśleć o odbudowie na głębokościacli od 1500 do 1800 m.

Najbardziej głębokie szyby znajdują się w Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej (Jezioro Wyższe), a mianowicie szyb Red-Jacket w kopalniach Calumet i Hekla, mający 1400 m. głębokości i szyb w kopalniach Tamarach doprowadzony do 1356 m. Drugie miejsce zajmuje Belgia, mająca szyb Sainte - Henriette 1150 m. głęboki. Po niej idą Czechy, a mianowicie kopalnie srebra w Pribram z szybem Adalbert 1130 m. głębokim. Te kopalnie egzystowały już w XIV wieku i im pierwszym należy się cześć zaprowadzenia odbudowy na głębokości 1000 metr.

Obecnie w Europie w następujących szybach, lub kopalniach roboty prowadzą się na głębokości większej aniżeli 800 metr.

Szyb Sainte Henriette w kopalniach towarzystwa Produit w Belgii.......

Kopalnie Viviers-Giilly (Belgia) .

Szyb Adalbert w Pribram (Czechy)

„ Anna

1150 metr.

.    1143    „

. 1130 * . 1130    „

. 1006 „

960 „ 950    „

„ Saint-André (Belgia).....

„ Cesarz Wilhelm II Claustahl (Harz) .

„ Prokop Pribram (Czechy) .

Kopalnie Ronchamp (Francya) .

Warunki odbudowy na znacznych głębokościach tern się różnią od warunków odbudowy na głębokościach średnich lub małych, że:

902    „

. 900 „ . 900 „

1) temperatura skał wzrasta wraz z głębokością, a ponieważ praca górnika w temperaturze podwyższonej jest cięższą, więc jej skutecznoćś musi być mniejszą, jeżeli zaś, przy podwyższonej temperaturze atmosfera jest nasycona wilgocią, to skuteczność pracy górnika może się zmniejszyć do zera;

2) wyciąganie urabianego minerału i skał płonnych, a także odlew wody są trudniejsze i wymagają więcej czasu. Te więc złoża, które na umiarkowanej głębokości mogłyby być jeszcze przedmiotem odbudowy, na głębokościach znaczniejszych odbudowa ich staje się już niemożebną.

Niektórzy przypuszczają jeszcze, że na znacznych głębokościach obudowa wyrobisk może przedstawiać poważne trudności. Profesor S. Stassart w swojej broszurze *) utrzymuje, że ciśnienie stropu, a szczególnie też pęcznienie spągu na znacznych głębokościach zdaje się bardzo wzrastać i że w niektórych kopalniach koszty utrzymania wyrobisk na znacznych głębokościach są prawie potrójne. Takie jednak przypuszczenie nie jest jeszcze dotąd dowiedzione, przeciwnie widzimy, że obudowa zależy wyłącznie od własności skał otaczających dane wyrobisko, że więc często w wyrobiskach przeprowadzonych na bardzo znacznych głębokościach nie napotykamy żadnych trudności przy ich obudowie, gdy tymczasem obudowa wyrobisk na mniejszych głębokościach przedstawia bardzo poważne trudności.

Odlew wody przy odbudowie ze znacznych głębokości także nie może przedstawiać żadnych nadzwyczajnych trudności, bo przedewszystkiem, w większej liczbie wypadków, wodę można zatrzymać na wierzchnich poziomach, nie dopuszczając jej do najniższego, a tam gdzie wypadnie odlewać wodę z bardzo znacznych •głębokości, można zastosować pompy wprowadzane w ruch nie parą, lecz elektrycznością, lub wodą zgęszczoną.

Tym więc sposobem przy odbudowie minerałów na znacznych głębokościach pozostają się do przezwyciężenia tylko dwojakiego rodzaju trudności, a mianowicie:

a)    wysoka temperatura skał;

b)    trudności przy wyciąganiu urabianego minerału.

Wysoka temperatura skał. Wiadomo, że temperatura

skał wzrasta wraz »-głębokością. Zwykle przyjmują, że co 30 do 33 metr. temperatura wzrasta o 1" C., to jest, że stopień przyrostu temperatury ¹ 2) równa się 30 do 33 metrom. Liczne jednak doświadczenia, przeprowadzone w różnych krajach, dowodzą, że stopień

grande profondeur en

1609

przyrostu nie jest wcale stałym. Tak w tunelu Mont-Cenis, pod łańcuchem Frejus, na szczycie którego średnia temperatura jest 0° C., na głębokości 1609 metr., licząc od wierzchołku góry, skonstatowano temperaturę 29,5° C., stopień więc przyrostu wypada

= 54,5 metr. W południowej zaś stronie tego samego tunelu,

29,5

w tern miejscu gdzie tunel przechodzi pod doliną, na głębokości 678 metr., stopień przyrostu okazał się 37,6 metr. ³).

W tunelu Gothard’a pod wierzchołkiem góry skonstatowano temperaturę 30,5°, a stopień przyrostu 56 metr., gdy tymczasem w tym samym tunelu, w części pod doliną Andermatt, stopień przyrostu okazał się tylko 38,1 metr.

Dla kopalni Calumet i Hecla (Jezioro Wyższe), w której roboty górnicze dosięgły już głębokości 1396 metr., skonstatowano stopień przyrostu 218 metr., a w Newadzie w żyle Camstok tylko 30,8 metr.

= 26,18 metr.

W kopalniach węgla Ronchamp we Francyi, w szybie Magny, zauważono, że na głębokości 7 metr. temperatura jest stała i wynosi 10,5°, a na głębokości 892 metr. skonstatowano temperaturę 44,5°. Na zasadzie tych danych wypada, że stopień przyrostu _892—7 ~ 44,5-10,5

W tej samej kopalni, mierząc temperaturę w otworze wiertniczym doprowadzonym do głębokości 1000 metr., przekonano się, jak to widać z poniższej tablicy, że stopień przyrostu zwiększa się wraz z głębokością, to jest że na większej głębokości temperatura wzrasta wolniej.

Głębokość

Temperatura

Stopień przyrostu Stopień przyrostu miejscowy    ogólny

10,5°

10 metr.

300

21,0

400

24,5

600

31,1

700

34,2

27.60 metr. 28,57    „

30,30 32,26

27,60 metr. 27,85    „

28,64    „

29,11    „

Zupełnie takie same rezultaty otrzymano mierząc temperaturę, na różnych głębokościach, w innych otworach, jak to można zauważyć z następującej tablicy:

Stopień przyrostu

Głębokość

Temperatura

miejsco

wy

średni

Otwór wiertni-czy Budersdorf około Berlina

h-¹ Q_> LO

ht- O

CL

lO (-i GO tO ai ^

9.1° do 17,1° 17.1° — 23.5°

15,5 m. 25,3 „

19,87 m.

10,7° do 22,2° 25,9 m. on 17 22,2U - 27,7° 45,3 „    ’ m*

Otwór wiertniczy Grenelle w Paryżu

od 0 do 298 m. 298 — 547 „

Otwór wiertni- od 0 do 189 m. czy Neusalzwerk 189 — 418 „ w Westfalii 418 — 697 „

10° do 19,7°    19,5    m.

19,7° —27,5°    29,7    „    29,53m.

27,5° - 33,6°    45,7    „

Otwór wiertniczy Sperenberg około Berlina

od 0 do 220 m. 220 — 345 „ 345 — 659 „ 659 - 1064 „

9°    do    21,6°    17,4m.

” 28.37 m

Otwór wiertniczy Batawia i Grissee na wyspie Jawie

od 0 do 70 m.

70 — 140 „ 140 — 165 „ 165 — 416 „ 416 — 728 „

26 do 31,6 31,6 — 36,1 36,1 - 37,5 37,5 — 48

48

58

W K) H H H

o po pyto to o'o'bs'b»

22,75m.

î:

Wszystkie te dane dowodzą, że prawo, według którego temperatura skał wzrasta wraz z głębokością, nie jest stałe i że stopień przyrostu zmienia się w bardzo szerokich granicach, bo gdy na wyspie Jawie znaleziono go równym 22 metr., w kopalniach Calumet (Jezioro Wyższe) okazał się 218 metr., a w Bedingo (w Australii) nawet 246 metr.

Na zasadzie tego co dzisiaj wiadomo zdaje się, że stopień przyrostu zależy od reliefu powierzchni, szerokości geograficznej, własności termicznych skał, nachylenia pokładów, mniejszej lub większej błizkości większych mas wody, od blizkości źródeł mineralnych i t. p. Zauważono także, że on jest mniej prawidłowy w żyłach i więcej prawidłowy w skałach osadowych.

Widzimy więc, że nie znając miejscowych warunków, nie podobna jest z góry przewidzieć do jakiej głębokości roboty górnicze mogą być prowadzone. W każdym jednak razie, na zasadzie tego co dziś jest już wiadomem, można twierdzić, że krańcowa głębokość, na jakiej roboty górnicze muszą być kiedyś wstrzymane, zależeć będzie nie od urządzeń mechanicznych, lecz wyłącznie od warunków termicznych. Ponieważ zaś temperatura wszędzie wzrasta wraz z głębokością i wzrasta stosunkowo dosyć szybko, krańcowa więc głębokość, do której człowiek może pracować, będzie dosięgniątą bardzo prędko, jeżeli się jej nie oddali środkami sztucznemu

Zachodzi więc pytanie w jakiej temperaturze praca w kopalni staje się niemożebną, lub dla zdrowia górników szkodliwą? Doświadczenie wskazuje, że skuteczność pracy człowieka w atmosferze nasyconej wilgocią, temperatura której przewyższa 30u, staje się równa zeru, jeżeli jednak powietrze jest suche, człowiek może jeszcze nawet i w wyższej temperaturze dobrze pracować. Zjawisko to objaśnia się tern, że w powietrzu wilgotnem pot i wogóle wydzieliny skóry ludzkiej nie ulatniają się, a przynajmniej ulatniają się bardzo powoli, bo powietrze przypływające, będąc nasycone wilgocią, nie jest w stanie ich rozpuszczać, strumień więc powietrza choćby nawet i silny, przechodząc przez wyrobisko, niedostatecznie oświeża górnika.

Stassart x), profesor górnictwa w szkole górniczej w Hainaut, który specyalnie badał w Belgii warunki odbudowy pokładów węgla na bardzo znacznych głębokościach, utrzymuje, że robota w przodku w temperaturze 30° nie jest wcale nieprzyjemną, z warunkiem, że prędkość strumienia przypływającego powietrza będzie nie mniejszą jak 1,5 do 2 metr. On, opierając się na własnem doświadczeniu, znajduje, że daleko przyjemniej jest pracować w temperaturze 38°, gdy prędkość strumienia przypływającego powietrza wynosi 2,5 metr., aniżeli w temperaturze 30', przy mniejszej prędkości strumienia.

To się także objaśnia odświeżaniem, które następuje wskutek

P S. Stassart Les conditions d’exploitation a grande profondeur, str. 37.

szybszego parowania potu i wydzielin skóry, jakie masa przepływającego powietrza rozpuszcza i unosi. Stassart przypuszcza, że praca w przodkach jest jeszcze możebną nawet przy temperaturze 40°, byle tylko prędkość strumienia przypływającego powietrza była nie mniejszą jak 2 do 2,5 metr. Przy naprawach zaś chodników, gdzie pracuje tylko paru górników, temperatura może nawet dochodzić do 43°. Według niego w kopalniach węgla w Belgii, przy odbudowie pokładów na głębokości 1500 m., temperatura w przodkach nie będzie wyższą nad 33,6" do 41,4° i na tej zasadzie przypuszcza on, że w Belgii, w kopalniach węgla, roboty będą mogły być prowadzone do głębokości 1500 metr.

Dla obniżenia temperatury i osuszenia powietrza przy robotach podziemnych, prowadzonych na znacznych głębokościach, proponowano lód, który skrapla wilgoć z powietrza i pochłania ciepło i powietrze zgęszczone, które, rozszerzając się, temperaturę obniża. Lód jednak w tunelach okazał się mało skutecznym, a w kopalniach węgla wcale się nie daje zastosować. Co się zaś tyczy powietrza zgę-szczonego, to tymczasem jest ono zanadto drogie, aby mogło być używane do tego celu. Przypuszczają jeszcze, że może skuteczniej-szem byłoby powietrze płynne, ale doświadczenia z powietrzem płynnem nie były robione. Jak dotąd więc jedynym środkiem obniżenia temperatury i odświeżania robót górniczych na znacznych głębokościach jest silny strumień suchego powietrza, przepływającego z wielką prędkością.

Z tego wszystkiego, co wyżej powiedziano wypada, że aby górnik mógł pracować w dobrych warunkach na znacznej głębokości, w wysokiej temperaturze, potrzeba:

1) Dostarczać do robót bardzo znaczną ilość jak najsuchszego powietrza, przyczem ten drugi warunek jest równie ważny jak i pierwszy.

2)    Zbierać wodę przypływającą do kopalni w ten sposób, aby spływała kanałami, a nie spadała w postaci deszczu, podczas którego ilość wody wyparowanej, a więc i ilość wilgoci w powietrzu znacznie się zwiększa.

3)    Nadawać strumieniowi powietrza przypływającego do kopalni możliwie największą szybkość, aby atmosfera kopalni ciągle i prędko się odnawiała i tym sposobem aby powietrze, przechodząc około ścian wyrobisk, jak również i przez wyrobiska, w których znajdują się ludzie z ich lampkami, nie miało czasu nasycać się wilgocią.

Jednem słowem, tylko najdokładniejsze odświeżanie wszystkich części wyrobisk i możliwie najszybsze odnawianie powietrza kopalnianego jest w stanie obniżyć temperaturę wyrobisk na znacznych głębokościach. Dlatego zaś, aby wypełnić te dwa niezbędne warunki, potrzeba mieć co najmniej dwa szyby o dużym przekroju, z których jeden dla przypływu, a drugi, połączony z wentylatorem ssącym, dla odpływu powietrza. Same zaś szyby powinny być okrągłe, aby przy danych płaszczyznach przekroju obwody ich mogły być najmniejsze, ściany ich gładkie i w szybach jak najwięcej wolnej przestrzeni.

Co się tyczy samych robót, to nadzwyczaj trudno jest dać jakieś dokładniejsze wskazówki, bo sposób ich rozłożenia i wymiary poprzecznego przekroju wyrobisk zależą od systemu odbudowy i od miejscowych warunków, można więc tylko powiedzieć, że roboty należy dzielić na jak największą liczbę pól, całkowicie jedno od drugiego niezależnych pod względem przewietrzania.

Wyciąganie z bardzo znacznych głębokości. Urządzenie szybu ivyciqyowego. Oprócz trudności termicznych, najważniej-szem zadaniem, jakie ma górnik do rozwiązania, przy wydobywaniu minerałów z bardzo znacznej głębokości, jest odpowiednie urządzenie wyciągania.

Pogłębianie i wogóle urządzanie głębokich szybów należy do robót bardzo trudnych, wymagających dużo czasu i bardzo znacznego kapitału. Przystępując więc do urządzenia kopalni, mającej dostarczać minerał użyteczny z bardzo znacznych głębokości, należy ją projektować w ten sposób, aby liczba mających się pogłębiać szybów była jak najmniejszą, to jest aby szyb wyciągowy mógł obsługiwać jak najobszerniejsze pole. Wypada więc z tego, że wydajność szybu powinna być tern większą, im szyb jest głębszym, co naturalnie powiększa jeszcze'trudności, bo, właściwde mówiąc, w miarę zwiększania się głębokości wydajność szybu musi się zmniejszać.

Są dwa sposoby zwiększenia wydajności szybu:

a)    zwiększając prędkość wyciągania;

b)    zwiększając ciężar podnoszony przez maszynę.

Prędkość biegu maszyny może być powiększoną tylko do

pewnej granicy, po przejściu której zbyteczna szybkość biegu maszyny przedstawia już bardzo poważne niedogodności. Klatki kie-rowniki i sama maszyna zużywa się prędzej, a prócz tego i wypadki mogą się zdarzać częściej. Nareszcie im szybkość biegu maszyny

jest większą, tem maszynista musi pracować z bardziej natężoną, uwagą, co także może być przyczyną zwiększenia liczby wypadków. Potrzeba się więc starać osiągnąć zwiększenie prędkości wyciągania nie przez zbyteczne zwiększenie szybkości biegu maszyny, lecz skracając czas trwania manewrów.

Zwiększenie wydajności szybu drugim sposobem, a mianowicie przez zwiększenie ciężaru, jaki maszyna podnosi, może być osiągnięte albo zwiększając liczbę pięter w klatkach, albo też zwiększając liczbę wozów na każdem piętrze klatki. Stare szyby, które były pogłębiane stopniowo i dziś doszły do znacznych głębokości, są zwykle bardzo ciasne, wydajność więc ich można powiększyć tylko przez powiększenie liczby pięter w klatkach. Nowe zaś szyby budują obecnie o znacznych średnicach, aby mogły być obsługiwane obszernemi klatkami, w którychby można było umieścić po 4 wozy na każdem piętrze i tym sposobem otrzymać największą wydajność szybu, przy najmniejszej stracie czasu na manewry.

Obecnie w szybach bardzo głębokich pomieszczają dwa oddzielne urządzenia wyciągowe, niezależne jedno od drugiego i tym sposobem zdwajają wydajność szybu. Podobny szyb zbudował w kopalni Preussen w Westfalii inżynier Tomson, który specyalnie się zajmował kwestyą wydobywania minerałów z bardzo znacznych głębokości ’).

Szyb jest okrągły o średnicy 5-ciu metrów, przez niego wchodzi świeże powietrze do kopalni. Środkową część szybu zajmuje główny oddział wyciągowy, boczne części zajmują oddziały wyciągowe pomocnicze.

Grłówna maszyna wyciągowa obliczona jest w ten spośób, że może podnieść na powierzchnię ziemi całe wydobycie kopalni. Dla opuszczania zaś materyałów, wyciągania skał płonnych, opuszczania i podnoszenia ludzi służy druga maszyna wyciągowa, która w razie potrzeby może być także użytą jako maszyna pomocnicza dla wyciągania węgla.

Kierowniki w tym szybie zrobione są z relsów typu Vignol’a, które Tomson uważa jako najlepsze do tego celu. Metr bieżący relsa waży 42 kg., długość relsa 11,98 metr. Kierowniki przytwierdzają się do belek kształtu J, przyczem każdy kierownik przytwierdza się nietylko na końcach ale i w środku swej długości, aby w ra-

') E. Tomson. „Förder Anlagen für grosen Teufen“. Sonderabdruck aus }\'i 23—26 der Zeitschrift Glückauf, 1898.

zie pęknięcia mógł się jeszcze utrzymać na miejscu. Smarowanie relsów odbywa się automatycznie zapomocą puszek ze smarem, przytwierdzonych do klatek.

Wieże nadszybowe. Przy bardzo głębokich szybach, promień nawijania liny w chwili gdy klatka dochodzi do poziomu nadszybia musi być bardzo wielki, a więc prędkość biegu klatki, nie zważając na zwolniony bieg maszyny, jest jeszcze w każdym razie dosyć znaczną. Najmniejsza więc nieuwaga maszynisty może spowodować podniesienie klatki do kół linowych, dlatego też wieże nad głębokimi szybami powinny być wysokie 30—35 metr. i w każdym razie wysokość ich musi się równać co najmniej długości tej części liny, jaka się nawija przy jednym obrocie bębna. Przy tych warunkach wieża musi być żelazna i zaopatrzona we wszystkie przyrządy bezpieczeństwa, aby w razie nieuwagi maszynisty, następstwa wypadku mogły być sprowadzone do możliwie najmniejszych rozmiarów.

Wieża nad.szybowa musi być wdedy znacznej wysokości jeszcze i dlatego, ponieważ przy większych głębokościach szybu, bębny, aby mogły pomieścić linę, muszą być bardzo szerokie, a przy znacznej szerokości bębnów, maszyna musi być daleko odsuniętą od szybu. Gdyby więc przy tych warunkach wieża była nizka, to lina przy zatrzymywaniu maszyny, będąc prawie poziomą, a przynajmniej mając bardzo małe nachylenie, zanadtoby się bujała i mogłaby wypadać z rowka koła linowego.

Im wieża nadszybowa jest wyższą, tern miejsce dla niej powinno być dogodniej wybrane, jest to niezbędny warunek utrzymania w porządku kół linowych, który przy budowie wieży nie zawsze bywa wykonywany. Często jako w⁷ejście na wieżę służy zwyczajna drabina, przystawiona do jednej ze ścian wieży, chodzenie po której nietylko jest niedogodne ale nawet i niebezpieczne. Jest to najgorszy system, który stanowczo powinien być wzbronionym, bo wtedy koła linowe nie są należycie doglądane, osoba do której należy nadzór, wiedząc że nie będzie kontrolowaną, zagląda na wieżę rzadko, koła nie są należycie smarowane, drzewo, którem jest wyłożony obwód koła, ściera się nierównomiernie i lina bardzo prędko się niszczy.

Wieża powinna być obliczoną w ten sposób, aby nietylko wstrzymywała ciężar jaki maszyna podnosi, lecz aby jeszcze przedstawiała dostateczny opór wstrząśnieniom, jakich uniknąć niepodobna, a które, powtarzając się często, osłabiają nity i zmienia-

481 —

jąc strukturę żelaza, z którego wieża jest zbudowaną, zmniejszają jego wytrzymałość.

Liny. Liny dla wyciągania z wielkich głębokości używają aloesowe i stalowe, jedne i drugie mają swoich zwolenników, pierwsze przeważnie we Francy i i w Belgii, drugie w Niemczech i w Anglii. Linom aloesowym oddają pierwszeństwo we Francyi i Belgii tylko dlatego, ponieważ ciężar ich może być łatwo zrównoważonym na bobinach o niewielkiej średnicy i że wskutek tego wymiary maszyn wyciągowych mogą być mniejsze.

Wytrzymałość lin aloesowych jest różna, zależnie od ich kształtu (liny okrągłe i płaskie) i od ich średnicy lub grubości. W kopalniach używają się tylko liny płaskie. Wytrzymałość dobrej liny aloesowej dochodzi do 900 kg. na 1 ctm. kwadr. Liny te, wbrew temu co widzimy w linach drucianych, więcej się zużywają w części górnej aniżeli dolnej. Prędsze zużywanie się dolnej części lin drucianych tłomaczy się ciągłem drżeniem, jakiego lina doznaje podczas wyciągania, ponieważ zaś to drżenie ustaje w miarę jak się lina układa na bębnie, a więc dolna część musi się zużywać prędzej.

Trwałość liny, to jest zmniejszenie się jej wytrzymałości w ciągu mniej lub więcej krótkiego czasu, zależy od wielu okoliczności, a głównie od prostopadłości szybu, od stanu w jakim się znajdują kierowniki i t. p. Ostatnimi czasy liny aloesowe zaczęto próbować w kopalniach w Belgii w ten sposób, że odcinają co miesiąc koniec liny około 0,5 metra długi, rozplatają go na oddzielne sploty, a jeden splot na oddzielne włókna i te włókna silnie wyciągają rękami, przyczem pewna część włókien pęka. Liczba zaś włókien, które nie rozerwały się, daje możność sądzić o wytrzymałości liny. Sprawdzono, że liczba włókien, które pękają przy tej próbie, wzrasta stopniowo do ³/₅ i wtedy cała lina staje się niezdatną do użytku.

Widzieliśmy wyżej, że liny aloesowe, o jednakowym przekroju, dla wielkich głębokości nie mogą być używane, lecz liny płaskie, złożone z lin o przekroju zmniejszającym się, mogą być używane nawet do 1000 metr., tylko że wtedy zrównoważenie ich ciężaru nie będzie całkowite, bo promień pierwszych zwojów musiałby być za małym i praktycznie niemożebnym. Takie jednak niecałkowite zrównoważenie ciężaru liny, nie przedstawia jeszcze zbyt wielkich niedogodności, daleko większe trudności, w szybach bar-

clzo głębokich, przyczynia kształt tych lin. Ponieważ średnica lin okrągłych, z których jest zszyta lina płaska, stopniowo się zmniejsza, więc i szerokość liny płaskiej także się zmniejsza, że zaś liny płaskie nawijają się na bębny w ten sposób, że zwoje układają się jeden na drugi, więc przy bardzo głębokich szybach otrzymuje się na bębnie szereg zwojów, mający w poprzecznenr przecięciu kształt trapeza 3 metry wysokiego, dolna podstawa którego może mieć np. 45 ctm., a górna tylko 25 ctm. Ta piramida jest zwiniętą na bębnie i z boków niczem nie podtrzymywaną, bo najmniejsza odległość między ramionami bobiny musi być co najmniej równą największej szerokości liny, a więc tylko dolne zwoje są podtrzymywane, wskutek czego lina może się ześlizgnąć.

Liny aloesowe mają jeszcze jeden wielki niedostatek, że są bardzo ciężkie. Płaska lina aloesowa o zmniejszającym się przekroju jest prawie 3 razy cięższą od liny z drutów stalowych o przekroju zmniejszającym się co 100 metr., która może wytrzymać ciężar 1500 razy wdększy od wagi jej metra bieżącego.

Powdedzieliśmy wyżej, że liny płaskie aloesowe mają wielką zaletę, polegającą na tem, że nie wymagają bębnów o wielkich średnicach, że ciężar ich może być łatwo zrównoważonym i że wskutek tego maszyny wyciągowe przy linach aloesowych mogą być mniejsze. Nie należy jednak zapominać, że w szybach bardzo głębokich liny aloesowe już tych zalet nie posiadają, bo całkowite zrównoważenie ich staje się niemożebnem, gdyż wtedy promień początkowego nawijania musiałby być zbyt małym, co jest praktycznie niemożebnem, wypada więc zadowolnió się zrównoważeniem częściowem, to jest aby przy wyciąganiu nie było momentów ujemnych.

Liny płaskie stalowe również mogą być w części zrównoważone na bobinach, chociaż nie w tym stopniu co liny aloesowe, fa-brykacya ich jest daleko trudniejszą aniżeli lin okrągłych i druty pracują w nich mniej prawidłowo, bo ciężar przyczepiony do liny nie rozkłada się na wszystkie druty równomiernie.

Szerokość bobiny musi być równą szerokości liny, a ponieważ po pewnym czasie, lina, przy nawijaniu się na bobinę, rozpłaszcza się i szerokość jej zwiększa się, często więc zdarzają się zacięcia liny w ramionach bobiny, wskutek czego zewnętrzne sploty prędko się zużywają. Jeżeli zaś szerokość bobiny jest większą od szerokości liny, to zwoje ślizgają się jedne po drugich i to tem więcej, im lina jest lepiej wysmarowaną.

Nareszcie lina płaska stalowa ma jeszcze jeden niedostatek,

4S3

a mianowicie, że pojedyncze liny okrągłe, z których ona jest złożoną, niejednakowo się wydłużają, wskutek czego lina źle się nawija na bobinę.

Z tych wszystkich powodów liny płaskie stalowe dla wielkich głębokości wcale się nie nadają, a ostatnimi czasy zaczynają nawet zupełnie wychodzić z użycia.

Liny stalowe okrągłe są najodpowiedniejsze do wyciągania z bardzo znacznych głębokości i dlatego najczęściej są używane, mogą one być o przekroju jednakowym i o przekroju zmniejszającym się, jedne i drugie są bezwarunkowe lepsze i tańsze od lin aloesowych. Przy jednakowych warunkach wydatek roczny na liny aloesowe wynosi 5 - 6-ciu razy więcej aniżeli wydatek na liny stalowe.

Liny aloesowe przedstawiają tylko tę dogodność, że bębny dla nich (bobiny) są prostszej konstrukcyi i daleke lżejsze, a dla lin stalowych bębny muszą być cięższe i daleko droższe, pierwsze więc urządzenie maszyny i bębnów dla lin stalowych jest daleko kosztowniejsze aniżeli dla lin aloesowych, ale wypadek ten sowicie się okupuje w bardzo krótkim czasie. Dla wielkich więc głębokości powinny się używać wyłącznie tylko liny stalowe okrągłe.

W Przybramie w szybie Adalbert lina, która ma 1300 metr. długości i nawija się na bęben cylindryczny o średnicy 6 metr., jest złożoną z 8-miu splotów, po 6 drutów każdy. Druty są stalowe, o wytrzymałości 180 kg. na 1 mm. kwadr. Przekrój liny stopniowo się zmniejsza, ale nie wskutek zmniejszenia ilości drutów, lecz wskutek zmniejszania się ich średnicy.

Cała lina jest podzieloną na 5 części i każda część jest złożoną z drutów innej średnicy.

1-sza cześć 350 m. długa 8 splotów po 6 drutów o średn. 2,1

2,2 „

Druty różnej średnicy są z sobą zlutowane, a ponieważ wytrzymałość drutu na miejscu zlutowania jest o 50$ mniejszą, więc linę składają w ten sposób, aby dwa miejsca zlutowane nigdy się nie znajdowały w jednej i tej samej płaszczyźnie poprzecznego przekroju. Dusze liny są konopne i bardzo ściśnięte.

mm.

ii

ii

200

200

200

350

ii

ii

ii

ii

ii

ii

ii

0 CD CD CD

ii

ii

Ciężar, jaki lina podnosi, składa się z

1    klatki ważącej.....

2    wozów próżnych ....

ciężaru pożytecznego .    .    .

r—1

ic

O -ï O O O O O O

GTQ

3800 kg.

Ciężar metra bieżącego liny wynosi: w 1-szej części .....

« 2-iej „    .....

n ³-ieJ «    .....

,, 4-tej „    .....

„ 5-tej „    ....

CO rH

Lina w cienkim końcu ma średnicę 24 mm., w grubym 29 mm. Całkowita waga liny 2554 kg. Lina służy średnio 27 miesięcy.

Druty są wyrobione ze stali tyglowej angielskiej, drut o średnicy 2 mm. rozrywa się średnio pod ciężarem 580, wytrzymuje on 20 zgięć na imadle o średnicy szczęki 5 mm. i 35 —40 skręceń, przy długości drutu 15 ctm. x)

Bębni/ linowe i zrównoważenie ciężaru lin. Przy wyciąganiu z szybów bardzo głębokich, liny okrągłe nawijają się na bębny cylindryczne lub wężownicowe, a liny płaskie na tak zwąne bobiny. Bębny stożkowe nie mogą być używane, ponieważ kąt nachylenia stożka musiałby być bardzo znacznym, lina więc nie mogłaby się nawijać prawidłowo.

Przy linach okrągłych, gdy szyb jest bardzo głęboki, to jest gdy lina jest bardzo długą, to aby mogła się pomieścić na bębnie, ten ostatni musi być bardzo szoroki, zwoje więc liny, układając się na nim, coraz bardziej oddalają się od płaszczyzny koła linowego. Im szyb jest głębszy, tern kąt odchylenia liny jest większy, dla utrzymania go więc w pewnych granicach, potrzeba maszynę oddalać od szybu i to tern więcej, im głębokość szybu jest większą. W niektórych więc kopalniach maszyna bywa oddaloną od szybu o 50, a nawet i 60 metrów.

W kopalniach w Przybrana, gdzie, jak wyżej wspomnieliśmy, lina ma 1130 metr. długości, zaradzono tej niedogodności w ten sposób, że na bęben cylindryczny nawijają linę w 2 i 3 rzędy zwojów, jedne na drugich, wskutek czego szerokość bębna i kąt odchylenia zostały znacznie zmniejszone.

') L. Poussigne. Condition d’exploitation a grande profondeur. Bulletin de la Société de l’Industrie Minerale. Troisième serie, tom XIV, 1900 r., str. 252.

Właściwie mówiąc, zastosowanie bębnów cylindrycznych przy szybach bardzo głębokich, nie jest racyonalne, bo nie jest ekonomiczne i nawet nie jest zupełnie bezpieczne, trzeba jednak przyznać, że pomimo wszystkich niedostatków tych bębnów, jeżeli na nie nawijać linę w ten sposób, że ona tworzy kilka współśrodko-wych zwojów, to bębny te mogą służyć dla największych znanych dotąd głębokości.

Hrabak utrzymuje, że gdyby zachodziła potrzeba wyciągania minerału jedną maszyną, z głębokości większej aniżeli 1500 metr., to nie zważając na wszystkie niedostatki bębnów cylindrycznych, byłoby się zmuszonym ich zastosować, bo tylko takie bębny byłyby w stanie podołać temu zadaniu ¹).

Bębny cylindryczne przy bardzo znacznych głębokościach szybów można urządzić w ten sposób, aby lina nawijała się na miejsce tej, która się rozwija. Właściwie mówiąc, możnaby się nawet zadowolnić jednym bębnem, lecz wtedy regulowanie długości lin byłoby bardzo trudnem. Lepiej więc mieć dwa bębny, z których jeden musi mieć szerokość dostateczną dla pomieszczenia całej liny, gdy tymczasem szerokość drugiego może być znacznie mniejszą, tylko taką, aby się mogła pomieścić zapasowa część liny. Naturalnie, że wtedy nie może być między bębnami żadnego przedziału, ani żadnego występu i oba bębny muszą być do siebie tak dopasowane, żeby tworzyły jedną całość, jakby to był jeden bęben. Przy takich bębnach lina może być o przekroju zmniejszającym się.

Bębny cylindryczne, oprócz innych, przedstawiają tę wielką niedogodność, że ciężar liny nie jest zrównoważony, tymczasem jednym z najważniejszych warunków przy wyciąganiu z bardzo znacznych głębokości jest o ile można dokładne zrównoważenie liny, bo bieg maszyny jest tern równomierniejszym i prawidłowszym, im lina jest lepiej zrównoważoną.

Nie ulega wątpliwości, że najlepsze zrównoważenie liny otrzymuje się przy systemie wyciągania Koepe’go, lecz, jak to już wspominaliśmy opisując ten sposób (str. 141, t. II), system ten, z przyczyny nadmiernego bujania się dolnej liny, nie może być stosowany do głębokości większych nad 800 metr. Stassart, profesor górnictwa w szkole górniczej w Hainaut, w swojej broszurze ²) wspomina, że

b J. Hrabak. Condition d’exploitation a grande profondeur. Bulletin de la Société de l’Industrie Minerai. Troisième serie, tome XIY, 1900, str. 176.

²) Les conditions d’exploitation a grande profondeur en Belgique. Saint Etienne, 1900, str. 68.

wyciąganie według systemu Koepe’go, które było zastosowane w szybie Viviers z głębokości 940 metr., musiało być zaniechane i całe urządzenie rozebrane.

W niektórych kopalniach, gdzie są ustawione maszyny wyciągowe z bębnami cylindrycznemi, dla zrównoważenia ciężaru liny zawieszają pod klatkami trzecią linę, zupełnie w ten sam sposób, jak przy wyciąganiu, według systemu Koepe’go. Sposób ten jest wprawdzie pod tym względem bezpieczniejszym od sposobu Koepe’go, że w razie zerwania się liny, nie obiedwie klatki odrazu wpadają do szybu, lecz dla tych samych przyczyn co i sposób Koepe’go nie może być on stosowanym do głębokości przewyższających 800 metr. Wreszcie kwesty a, do jakiej głębokości może być stosowany system z liną równoważącą, może być rozwiązana tylko dla każdego pojedynczego wypadku, ponieważ to jeszcze zależy od wymiarów poprzecznego przekroju szybu, od odległości między kołami linowemi i od prędkości wyciągania.

Bębny o promieniach nawijania zmiennych. Moment oporu przedstawia iloczyn z ciężaru podnoszonego przez promień nawijania, jeżeli więc, w miarę tego jak ciężar podnoszony przez maszynę zwiększa się lub zmniejsza, będziemy odpowiednio zmniejszać lub zwiększać promień nawijania, otrzymamy iloczyn mniej więcej stały, czyli, że moment oporu, podczas całego okresu podnoszenia, będzie mniej więcej jednakowy. Gdy lina jest płaska, zmiana pierwotnego promienia nawijania następuje wskutek układania się jednego zwoju liny na drugi. Na bobiny nawijanie liny zaczyna się od promienia najmniejszego, w miarę zaś jak ciężar podnoszony się zmniejsza, promień nawijania się zwiększa i nareszcie ku końcowi okresu podnoszenia, gdy ciężar jest najmniejszy, promień nawijania jest największy.

Zdawałoby się, że ten sam sposób nawijania mógłby być zastosowanym i dla lin okrągłych. Demanet *) nawet go proponowmł i on rzeczywiście może być zastosowanym ale tylko przy wyciąganiu z niewielkich głębokości. Przy bardzo znacznej głębokości sploty liny, pod tak wielkim ciężarem, mogłyby być zgniecione i uszkodzone, a prócz tego odległość między ramionami bobiny musiałaby być równą średnicy liny, bo inaczej zwoje liny mogłyby się ślizgać

') Oh. Demanet. Traité d’exploitation des mines de houille. Bruxelles 1899 r., t. 2, str. 259.

jedne na drugich, szczególnie gdy lina jest wysmarowaną tłuszczem, lina więc musiałaby być jednakowego przekroju na całej długości. Nareszcie promień pierwszego nawijania, oznaczony na zasadzie grubości drutów, musiałby być za wielki. Z tych przyczyn liny okrągłe nie mogą być nawijane na bobiny, pozostaje więc tylko zastosować dla nich bębny wężownicowe. Przy bębnach wężownico-wych liny można używać o przekroju jednakowym, lub też o przekroju zmniejszającym się. Na nich lina układa się w rowku, zrobionym z żelaza odpowiedniego kształtu, który tworzy na powierzchni bębna wężownicę. Rowek ten powinien być na pewnej długości równoległym do płaszczyzny pionowej przechodzącej przez koło linowe, potem zaś lina, nawijając się na bęben, odchyla się i nie znajduje się w tej płaszczyźnie, z wyjątkiem tylko jednego zwoju znajdujące:. o się pośrodku bębna i to tylko wtedy, gdy liczba zwojów na bębnie jest nieparzystą. Im zaś lina znajduje się dalej od zwoju środkowego, tern bardziej się odchyla od płaszczyzny koła. Jeżeli więc rowek na bębnie jest zrobiony prawidłowo, to jest jeżeli szerokość jego będzie odpowiadała średnicy liny, w takim razie przy nawijaniu i rozwijaniu się liny, tarcie jej o ścianę rowka będzie nieuniknionem, co naturalnie musi spowodować daleko prędsze jej zużycie. Dla zmniejszenia więc tego tarcia rowek musi być zrobiony z pewnym zapasem, to jest szerokość jego musi być większą od średnicy liny i to tern większą, im rowek jest bardziej odchylonym od płaszczyzny pionowej, przechodzącej przez koło linowe.

Tym sposobem szerokość rowka należy obliczać dla każdego zwoju liny oddzielnie, w zależności od położenia, jakie on zajmuje na bębnie. Jeżeli więc bęben projektuje się dla szybu bardzo głębokiego, to przy tym sposobie obliczania szerokości rowków dla zwojów liny, szerokość bębna wypada bardzo znacz-ną, nie mniejszą jak 3 metry a nawet i więcej. Zważywszy zaś, że takich bębnów ma być na wale dwa i że między niemi musi być jeszcze umieszczone koło hamulcowe, wał otrzymuje się bardzo długi. Z drugiej strony, ponieważ bębny mają wytrzymywać bardzo wielki ciężar, budowa ich musi być silną i wymiary znaczne, a wTięc ciężar każdego bębna ogromny. Przy głębokości szybu 1000 metr. wał po-winienby mieć 10 metrów długości i wytrzymywać ciężar przeszło 150 tonn, oczywiście, że aby wał przy tej długości mógł wytrzymać podobny ciężar, potrzebowałby mieć taką średnicę, jaka w praktyce już jest niemożebną.

Wobec takich trudności, bębny linowm z konieczności muszą

być węższe i lżejsze. Dla dopięcia więc tego celu starają się budować je w ten sposób, że jedna część bębna, od strony większej średnicy, jest, na pewnej przestrzeni, cylindryczną, a pozostała część przedstawia bęben wężownicowy. Przy takiej budowie, wężownica może mieć mniej zwojów, bo część liny nawija się na część bębna cylindryczną, bęben więc jest węższy, ale zrównoważenie liny nie może być już zupełnem. W każdym jednak razie można dojść do tego, że nie będzie momentów ujemnych.

Tomson, dla zmniejszenia średnicy i ciężaru wała w maszynie, jaką sprojektował dla kopalni Preussen w Westfalii, każdy z bębnów umieścił na oddzielnym wale w ten sposób, że bębny znajdują się jeden za drugim, ale w tej samej płaszczyźnie pionowej. Same zaś bębny są cylindryczno-wężownicowe. Maszyna Tom-sona, mając zamiast jednego, dwa wały, jest naturalnie więcej złożoną, ale wały są prawie o połowę krótsze i każdy z nich wytrzymuje ciężar dwa razy mniejszy. Lina zaś nawija się na te bębny więcej prawidłowo, a więc mniej się zużywa. Na części bębna cylindrycznej może się nawijać 200 metr. liny, a na części bębna wę-żownicowej 700 metrów. Wały wprowadzają się w ruch zapomo-cą korb i drążków korbowych, otrzymujących ruch od wahaczy o trzech ramionach, połączonych zapomocą drążków z trzonami cylindrów.

Podszybia i nadszybia. Podszybia i nadszybia przy wyciąganiu z bardzo znacznych głębokości powinny być urządzone w ten sposób, aby wtaczanie wozów do klatek i wytaczanie ich z klatek odbywało się jak najprędzej i bez żadnej przerwy, to jest aby czas postoju klatek był jak najbardziej skrócony. Cel ten najlepiej osiąga się wtedy, gdy wozy naładowane przychodzą z jednej strony szybu, a próżne wychodzą na stronę przeciwną.

Zwykle klatka wychodząca z szyba wyciągowego zostaje podniesioną cokolwiek wyżej ponad poziom pomostu nadszybowego, poczem sygnalista podsuwa pod nią podchwyty i dopiero wtedy maszynista daje maszynie rucli wsteczny i stawia klatkę na podchwytach. Po wytoczeniu wozów pełnych i po wtoczeniu na ich miejsce wozów próżnych, jeżeli klatka jest kilkopiętrowa, potrzeba powtórzyć te same czynności dla każdego piętra. Następnie maszynista unosi klatkę po raz ostatni, sygnalista wysuwa z pod klatki podchwyty i opuszcza ją do szybu.

Wszystkie te czynności zajmują bardzo dużo czasu, wskutek czego czas użyty na każde jedno wyciągnięcie klatki z szybu znacznie się zwiększa. Wygrać na czasie upraszczając manewry, to znaczy zwiększyć wydajność szybu, a jednocześnie i zmniejszyć liczbę wypadków, bo podniesienie klatki do kół linowych, właśnie najczęściej się zdarza podczas manewrów. Prócz tego skrócenie i uproszczenie manewrów na podszybiu i nadszybiu, bardzo dodatnio wpływa na trwałość liny, która podczas tych manewrów doznaje najwięcej wstrząśnień, bardzo zgubnie działających na jej wytrzymałość.

Maszyna powinna tylko podnosić klatkę od poziomu podszybia do poziomu nadszybia i opuszczać ją od nadszybia do podszybia. Do tego dochodzą, urządzając tyle pomostów na podszybiu i nadszybiu, ile jest pięter w klatce, tak, aby wszystkie wTozy mogły być wytoczone z klatki i do niej wtoczone jednocześnie bez manewrów, a następnie podczas gdy klatka jest w ruchu, wozy z pomostów urządzonych na różnych piętrach opuszczają na pomost główny. Takie opuszczanie odbywa się zapomocą przyrządów hamulcowych, wszystkie te jednak przyrządy zajmują bardzo dużo miejsca i wymagają dużo obsługi, a prócz tego i same klatki muszą być bardzo wysokie, bo przy nizkich piętrach ludzie muszą pracować nachyleni, w położeniu bardzo niewygodnem, co znacznie zmniejsza skuteczność ich pracy. Dla zapobieżenia tej niedogodności zastosowano automatyczne wtaczanie i wytaczanie wozów, wskutek czego zmniejszono liczbę ludzi do obsługi, nie zwiększając czasu potrzebnego na uskutcznienie tej czynności.

Automatyczne wytaczanie z klatek wozów próżnych na podszybiu uskutecznia się bardzo łatwo, bo lekkie uderzenie wózka naładowanego jest dostatecznem dla wypchnięcia z klatki wozu próżnego, na miejsce którego wchodzi wóz naładowany. Na nadszybiu jednak rzecz się ma inaczej, bo lekkie uderzenie wozem próżnym nie jest dostatecznem dla wytoczenia z klatki wozu pełnego, trzeba więc mieć albo oddzielny motor do wypychania z klatki wozów naładowanych, albo też odpowiednio nachylić dno klatki, na którem stoją te wozy, a także nachylić i pomost z wozami próż-nemi, które mają być wtoczone na miejsce wozów naładowanych. Tego rodzaju urządzenie opisaliśmy wyżej w rozdziale o wyciąganiu (str. 176, fig. 688).

Wozy wychodzące z klatki wielopiętrowej wtaczają odrazu na pomosty z przyrządem hamulcowym, zapomocą którego opuszczają się na właściwy poziom, podnosząc jednocześnie swoim cię-

żarem wozy próżne do poziomów, na których są urządzone piętra klatki.

Inżenier Tomson zbudował w kopalni Preussen wt AVestfalii przyrząd do wtaczania wozów do klatek i wytaczania ich z klatek, który zdaje się zupełnie odpowiada swojemu celowi. Przyrząd ten jest szczegółowo opisany w broszurze, o której już wyżej wspominaliśmy „Förderanlagen für grosse Teufen

Klatki w kopalni Preussen są czteropiętrowe z dwoma wozami na każdem piętrze, umieszczonemi jeden za drugim. Pomosty na wszystkich piętrach klatek są nachylone w ten sposób, że relsy na nich ułożone mają silny spadek, przy którym wozy wytaczają się z klatki swoim własnym ciężarem, dlatego zaś aby nie mogły się wrysunąć, podczas biegu klatek są przytrzymywane hakami.

Z przedniej i tylnej strony szybu są urządzone elewatory hydrauliczne czteropiętowe, po dwa z każdej strony, z pomostami zupełnie odpowiadającemi pomostom w klatkach wyciągowych, tak, że gdy klatka wyciągowa wyjdzie na poziom nadszybia wtedy znajduje ona się między dwoma klatkami elewatorów, przedniego i tylnego, przyczem piętra klatki wyciągowej w zupełności odpowiadają piętrom klatek elewatora.

W klatce jednego z tych elewatorów", a mianowicie w klatce elewatora, umieszczonego w tylnej stronie szybu, na wszystkich piętrach, stają wozy próżne; a klatka drugiego elewatora, znajdującego się z przedniej strony szybu, jest próżną i służy do przyjęcia wozów naładowanych, które wyszły z szybu w klatce wyciągowej.

Jak tylko klatka wyciągowm zostanie otwartą, wozy naładowane wytaczają się z niej swoim własnym ciężarem i wytaczają się do klatki przedniego elewatora, a na ich miejsce wtaczają się do klatki wyciągowej wozy próżne z klatki elewatora, znajdującego się na przeciwległej (tylnej) stronie szybu.

Podczas gdy klatka wyciągowa opuszcza się do szybu, klatki przedniego i tylnego elewatorów stopniowm się opuszczają, tak, że każde ich piętro po kolei dochodzi do poziomu pomostu nadszybo-wego, przyczem z klatki przedniego elewatora wytaczają wozy pełne, a do klatki tylnego elewratora wtaczają po kolei na każde piętro wrozy próżne.

Klatki obu elewmtorów", znajdujących się po jednej i tej samej stronie szybu, są przyczepione do końców łańcucha, przechodzącego przez koło łańcuchowe, umocowane nad temi elewatorami,

przyczem długość tego łańcucha jest tak uregulowaną, że te klatki wzajemnie się równoważą.

Klatki elewatorów podstawami swemi są osadzone na tłokach poruszających się w cylindrach hydraulicznych, tak, że przesunięcie drążka wystarcza, aby tłok z klatkami opuścić lub podnieść. Przyrząd zaś rozdzielczy pozwala regulować szybkość opuszczania, jak również i zatrzymywać klatkę na każdej wysokości i w każdej chwili.

podszybiu.

Zupełnie taki sam przyrząd z elewatorami znajduje się i na

W kopalni Ron-champ we Francyi, w której odbudowa prowadzi się na głębokości 1000 metrów, lecz

w.

Fig. 915.

w mniejszych rozmiarach, nadszybie jest urządzone w ten sposób, że elewatory są ustawione tylko ze stro -ny przedniej szybu, to jest z tej, z której wytaczają z klatek wozy naładowane, a po stronie przeciwległej, z której wtaczają się do klatek wozy próżne, zrobione są dwa pomosty, odpowiadające dwóm piętrom klatki (figura

915). Dla dostawy zaś wozów próżnych na te pomosty i mianowicie na pomost górny, urządzony jest przewóz mechaniczny.

na

Klatki są dwupiętrowe, dna klatek nachylone tak, aby wozy wytaczały się własnym ciężarem. Z przedniej strony szybu, tej którą się wytaczają wozy naładowmne, są urządzone dwa elewatory z motorem hydraulicznym, odpowiadające dwóm klatkom wyciągowym. Wysokość klatki elewTatora jest równą dwóm metrom, to jest zupełnie równą odległości pomiędzy piętrami klatki, tak, że górny pomost klatki elewatora znajduje się na poziomie pomostu na drugim piętrze klatki.

Gdy tłok przyrządu jest wnajniższem położeniu, górny pomost klatki elewatora znajduje się na poziomie nadszybia i tworzy przedłużenie dna dolnego piętra klatki. Pomost ten jest silnie nachylony, tak, że gdy wóz naładowany, stojący w klatce, zostanie zlekka pchnięty wozem próżnym, wóz pełny stacza się na pomost elewatora i nie zatrzymując się na nim, podąża dalej do wywrotu.

Gdy klatka wyciągowa wychodzi z szybu, elewator znajduje się w położeniu przedstawionem na figurze. Wozy naładowane wytaczają się jednocześnie z obu pięter klatki na pomosty elewatora, a podczas gdy klatka wyciągowa opuszcza się z powrotem do szybu, wytaczają wozy naładowane, najprzód z dolnego piętra elewatora, a nastąpnie, opuściwszy elewator i z piętra górnego.

Maszyny wyciągowe dla szybów bardzo głębokich muszą być zbudowane bardzo silnie, konstrukcya ich musi być prostą, a sama maszyna łatwą do kierowania. Powinna ona być opatrzoną dwoma hamulcami parowemi, z których jednym powinien kierować maszynista, a drugi powinien działać automatycznie, prócz tego maszyna powinna być jeszcze opatrzoną przyrządem, któryby automatycznie zamykał przepustnice wpustową przy końcu skoku tłoka. Każdy z dwóch bębnów powinien być osadzony na oddzielnym wale i umieszczony jeden za drugim.

Hrabak w swojej broszurze r) „ Condition (Vexploitation à grancie profondeuru, o której wspominaliśmy wyżej, utrzymuje, że 1500 metrów stanowi już granicę głębokości, z której wyciąganie może się odbywać jedną maszyną i to z warunkiem, że ciężar odra-zu podnoszonego minerału nie przenosi 2000 kg. Jeżeli zaś ciężar minerału, podnoszenogo odrazu przez maszynę wyciągową, wynosi 4000 kg., to granica ta zmniejsza się do 1200 metrów. Według więc niego, gdyby zachodziła potrzeba wyciągania z głębokości większej jak 1500 metr., to należałoby się posiłkować dwoma maszynami wyciągowemi, z których jedna podnosiłaby urabiany minerał do poziomu pośredniego, a druga z poziomu pośredniego do powierzchni ziemi.

Wyciąganie do poziomu pośredniego mogłoby się odbywać maszyną podziemną, lub też maszyną ustawioną na powierzchni ziemi. W pierwszym wypadku całe urządzenie nie przedstawiałoby nic nowego; jedna lub więcej wind podziemnych, jakie już i dziś w wielu kopalniach są urządzone, podnosiłyby urabiany minerał

!) Bulletin de la Société de l’Industrie Minerai. Troisième serie. Tom XIV, 1900 r., str. 175 i 180.

szybami ślepemi do poziomu pośredniego, skąd przewożonoby go do szybu głównego i tym szybem wyciąganoby go następnie na powierzchnię ziemi. W tym jednak razie głębokość szybów ślepych musiałaby być ograniczoną i nie mogłaby przechodzić pewnych granic, ponieważ ustawienie pod ziemią wielkiej maszyny wyciągowej, jaka jest niezbędną do wyciągania z większych głębokości, przedstawiałoby bardzo poważne trudności. Co najwyżej więc maszynami podziemnemi możnaby było wyciągać z głębokości 500 metr. i to maszyna musiałaby mieć bębny cylindryczne i być poruszana nie parą, lecz elektrycznością. Możnaby się także posługiwać systemem wyciągania Koepe’go.

Dla największych głębokości Hrabak proponuje urządzić wyciąganie dwoma maszynami, ustawionemi na powierzchni ziemi, utrzymując, że przy tym sposobie głębokość, z której minerał mógłby być wyciągany wzrosłaby o całe 100 metrów, to jest mogłaby dojść do 2000, a nawet i 2500 metrów. Mianowicie proponuje on, aby pierwsza połowa szybu, zaczynając od powierzchni ziemi aż do głębokości przewyższającej mniej więcej o 100 metrów połowę całkowitej jego głębokości, była pogłębianą o większym przekroju, tak, aby w niej można było pomieścić nietylko dwa oddziały wyciągowe idące do dna szybu, ale jeszcze i drugie dwa dochodzące tylko do poziomu pośredniego. Tym sposobem szyb od powierzchni ziemi do poziomu pośredniego musiałby mieć wymiary podwójne, a dolna jego część, zaczynając od poziomu pośredniego, która byłaby cokolwiek mniej głęboką od połowy całkowitej głębokości szybu, przedstawiałaby szyb zwykły z dwoma oddziałami wyciągowemu

W tej dolnej połowie, urabiany minerał byłby wyciągany tylko do poziomu pośredniego, zapomocą lin, które musiałyby dochodzić aż do maszyny, ustawionej na powierzchni ziemi i być założone w ten sposób, aby tylko górne ich części nawijały się na bębny, dolne zaś części lin miałyby zawsze wisieć w szybie, wzajemnie się równoważąc i zwiększając tylko ciężar martwy. Dalsze wyciąganie, w górnej połowie szybu, od poziomu pośredniego do powierzchni ziemi, odbywałoby się zapomocą drugiej maszyny, sposobem zwykłym.

Na poziomie pośrednim musiałoby być urządzone podszybie, dostatecznie obszerne dla pomieszczenia potrzebnej ilości wozów naładowanych, podnoszonych z dolnego poziomu i wozów próżnych, opuszczanych z powierzchni ziemi. Całe urządzenie powinno być wykonane w ten sposób, aby robota w dolnej połowie szybu nie przeszkadzała robocie w górnej połowie szybu i aby obydwie te roboty mogły być prowadzone jednocześnie i niezależnie jedna od drugiej.

Hrabak dalej utrzymuje, że jeżeli inne przyczyny nie staną na przeszkodzie, sposób podwójnego wyciągania dwoma maszynami, da możność prowadzenia odbudowy minerałów użytecznych do głębokości 2500, a nawet 2700 m., a jest to głębokość, do której górnik prawdopodobnie nie tak prędko albo też może i wcale nie dojdzie, trudno się zaś spodziewać aby ją kiedykolwiek mógł przekroczyć. Gdyby zaś, wbrew oczekiwaniu, zaszła potrzeba wyciągania jeszcze z większych głębokości, w takim razie, według jego mniemania, możnaby zastosować trzecią podziemną maszynę wyciągową, wprowadzaną w ruch elektrycznością, któraby dała możność opuścić się jeszcze na kilkaset metrów głębiej. Tym sposobem, według Hrabaka, jeżeli urabianie minerałów na głębokości 3000 metr. okaże się możebnem, to zadanie wyciągania ich z tej głębokości on uważa jako rozwiązane, bo dzisiejsze maszyny wyciągowe są w stanie podołać temu zadaniu.

Poussigne, którego pracę wyżej cytowaliśmy, rozwiązania zadania w ten sposób nie uważa jeszcze jako ostateczne, według niego zadanie to dopiero wtedy będzie całkowicie rozwiązanem, gdy liny, które z grubych i ciężkich stają się coraz cieńsze i lżejsze, zupełnie wyjdą z użycia i zostaną zastąpione przez wyciąganie pneumatyczne, lub też w jakikolwiek inny sposób, w którym, jak on sądzi, elektryczność będzie odgrywała pierwszorzędną rolę.

cw

luis ii

er

:r-*Z

5fc—

KRAKÓW

KONIEC.

----

Stronica:

46

64

80

95

128

154

163

163

171

198

201

225

238

273

275

277

318

348

399

407

408

416

433

480

OMYŁKI DRUKARSKIE.

Wiersz:

8 od dołu

11

11

góry

11

11

11

dołu

11

11

11

góry

11

dołu

góry

dołu

góry

dołu

góry

11

dołu

11

Wydrukowano:

Poić inno być:

wygitym

podnają

pod tym wyginają

414

514

na figurach 535 i 536 3009 pechylni nakoniec

na figurach 545 i 546

3000

fig. 662 fig. 675 fig. 674 nogach spadku

boki

metrów

pochylni na koniec fig. 660 fig. 674 fig. 675 rogach spodka belki metrom

sa

są

K asalo wsky’ego działający C/ C₂' ciąglege centymetrów kierunkami rodzuju

Kaselowsky’ego działający od C / C./ ciągłego milimetrów kierownikami rodzaju

I. tx

t    —J-~ t | —|—    t'2

t, tx -|- t t₂ -f- <i t₂

X 00 te Ol ^

-i

góry

dołu

góry

P'

11

C1

Ta ₂

większych

wypadek

Ta

większych

wydatek.

S-96

ma

mm

a*

mê\

Sfe, 1

l!

'**.1

plp

M8RR:*

SSHS

MH

H|

HÜ'i

59^

VS?

Mm

Pt,

I5W5Ä.'

..; *

'.?W

m$>

^mTÆ*

Wl[

»1

* s&s

sIg

^•agr»

fe&l

BPIKIS

SP'«

"«J

€*%

sg*

mwim

»Ht

sr^

J'-ü

HÜ

■•i

'<>££

«

ai

;•■

R

5?

Vi

■AV

m

Ü

m

w%

m

m

$

B

vis®

SI

n

sk»*. V£

jsSMiWä

&

ÉÂIééi

ml‘.

.Il

?**

SU

s

m

J

Ci

S'"''

m

m

I

v/vl

s

m

f

r» ą

i

mwm

w&M

. %

r* .

•C.V

■IV.

.

•VJ

«

-

'

■.

fMi

3

WJRi

Wj

»»La

7

m

V

m

Ü

i ara

m

m

M

«5

it

L ,

üfci**isfiâ

».

»

m

P

gÔ**V

L)

1#

:*>-

I

«

ILi

.

y®

A

M

.

ii

95%

i

’ 1

SS

»

j

m

H

/

I

ri

A

■V

Sk-II

sari

Æl

m*

.

l

■

¥Ê£éêÈïï»\

BB9

m

P

0

U

»

%

&

1

m

U

r v

W:

Z i

L,

:

•j

m

89

i

«

V

MSP

■ >^Br

łf§?S*

m

s

*

.

r#

«Sft

M

:.

tXM-,

Æ

R&ÜjjS

-

w{

:■--

■

ÉllÉs

wm'mm

m

KS

MK

.

mt

Wß.

¹

■

m

m

,

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

11-349369

11-350896

Biblioteka Politechniki Ki akowskie]

100000305964

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

¹

)    S. Stassart. Les Condition d’exploitation Belgique Saint-Etienne, 1900, str. 85.

²

)    Stopniem przyrostu będziemy nazywali ilość metrów na jaką potrzeba się pogłębić, aby temperatura skał wzrosła na 1° C.

³

) L. Pousirjne. Condition d’exploitation a grande profondeur. Bulletin de la Société de l’Industrie Minerai. Troisième serie. Tome XIV, 1900.