Техника - молодёжи 1966-09, страница 43
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДОПАДЫ Л. СТЕБЛЕВСКИЙ, инженер-гидрогеолог Зто случилось в Германии, в городе Энгельн в ночь на 2 ноября 1891 года. Мощные глухие удары сотрясли земную поверхность. Никто не мог понять, что происходит. Охваченные ужасом, люди покидали свои жилища, которые рушились, как карточные домики. И на том месте, где еще минуту назад поднимались прочные каменные стены, один за другим возникали черные бездонные провалы. Казалось, внезапная катастрофа раздвигала земные недра. Падали деревья, стонали раненые, беспомощно метались в темноте торопливо зажженные огни... Нет, это не было землетрясение. Под городом, на глубине в несколько сот метров велись разработки калийных солей. Уже тогда искусство сооружения подземных рудников достигло такого уровня, что гибель шахт от горного давления практически исключалась. И тем не менее в результате разразившейся катастрофы горные выработки под городом Энгельн были раздавлены. Но не тяжесть огромной толщи пород явилась причиной бедствия. Другой, более коварный враг подстерегал горняков — враг, против которого в те годы люди оказались бессильными... „ПЛАЧ" КАМНЕЙ ...Грозовая туча закрыла небо. Сверкнула молния, и тяжелые капли забарабанили по крышам. Летний дождь — обычная картина... А что вы знаете о подземных дождях? Для проветривания горных выработок по шахтным стволам нагнетается воздух, обогащенный парами воды. Когда он соприкасается с более холодными горными породами, часть влаги оседает в руднике росой. Теплыми летними днями горные выработки заволакивает такой туман, что в двух шагах ничего не видно. С потолков и стен Штреков низвергаются целые ливни. Влажный рудничный воздух разлагает соляные минералы (карналлит, бишофит, тахгидрит), и из их молекул освобождается кристаллизационная вода. И хотя говорят, что из камня и слезинки не выдавишь, «каменные слезы» могут быть весьма обильны. В некоторых рудниках за год скапливается столько конденсационной и кристаллизационной воды, что ею можно было бы наполнить озеро площадью в 20 ООО м2 и глубиной в 1 м. Но даже такое огромное количество воды выглядит каплей в море по сравнению с водами, прорывающимися в рудники гигантскими подземными водопадами... Откуда берутся эти водопады? Ведь сами по себе «каменные слезы» хотя и мешают горнякам, но стать причиной внезапной гибельной катастрофы, казалось бы, не могут: слишком медленно идет накопление кристаллизационной воды... РАНЕНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ Однако растворение соляных минералов приводит к тому, что в шахтах образуется множество подземных полостей. Мощные естественные «перекрытия» превращаются в тонкие «переборки», которые уже не в состоянии сдерживать Давление вышележащих пород. И тогда сверху, из водоносных слоев, низвергаются в шахту подземные водопады — сотни тысяч кубометров воды! В свое время в Германии, например, в течение нескольких десятилетий вода уничтожила и вывела из строя более 100 калийных шахт. Убытки исчислялись сотнями миллионов марок, не говоря уже о том, что запасы солей были навсегда потеряны. Рудник Ашерслебен 111 затопило в течение суток В ганноверском районе за несколько минут была уничтожена шахта Бенте на глубине 238 м. В 1888 году на руднике Фи-ненбург возникла незначительная течь, на которую не обратили особого внимания. В мае 1930 года приток вод резко увеличился — до 90 л в минуту. Через 5 дней количестзо рассолов стало катастрофически возрастать, и 8 мая рудник погиб. Но подобные наводнения возникают не только в силу естественных причин. Как ни странно, катастрофу вызывает иногда сам человек. Само собой разумеется, что соляные месторождения могут существовать лишь тогда, когда сплошь покрыты водонепроницаемыми породами. Эти породы защищают место рождение от водоносных слоев, которые обычно располагаются выше (рис. I). Но каждая скважина, каждый шахтный ствол пронзают водонепроницаемые породы, тем самым нарушая их непроницаемость. Водные артерии вскрыты, месторождение ранено, и пресным водам открыт доступ к соляному телу (рис. II). А как этого избежать? НА ПОМОЩЬ ПРИХОДЯТ СТОМАТОЛОГИ Одно из решений напоминает последовательностью операций работу стоматологов — зубных врачей. С этой последовательностью знаком каждый. Сначала замораживают, потом сверлят и, наконец, пломбируют. Примерно так же работают и горняки. И в этом смысле интересна история одного канадского месторождения. Несмотря на громадные запасы калийных солей (около 100 млрд. т), разработка их была связана с большими трудностями. Соли находились под километровой толщей водонепроницаемых пластов глины и сланцев, чередующихся с водоносными песками, песчаниками, известняками и доломитами (рис. III). Ствол заложили диаметром 5 м. А затем по окружности диаметром 11 м расположили 27 замораживающих скважин разной глубины: 16 скважин глубиной 914 м и 11—610 м (рис. IV). Для контроля за процессом замораживания пробурили еще две скважины — наблюдательные: одна в центральной части ствола и одна за его пределами. Общая глубина скважин составила 23 км. Два холодильных агрегата мощностью по 1,5 млн. ккал/час каждый обеспечивали бесперебойное поступление в замораживающие колонки холодильного агента — фреона-12. Но заморозить водные артерии и просверлить, как гигантские зубы, стволы шахт — еще не все. Надо эти «зубы» запломбировать. Для шахт пломбой служит бетонная или металлическая крепь (рис. V). Но есть и другой путь... В* скважины, пробуренные до пересечения с водоносными пластами, закачивается рассол высокой концентрации. Рассол тяжелее подземной воды и поэтому вытесняет ее вверх, а сам растекается по поверхности соляного тело, создавая надежную защитную оболочку. ВРЕМЯ ИСКАТЬ И УДИВЛЯТЬСЯ 9. НЕ УСТУПАЮЩАЯ НАТУРАЛЬНОЙ 211 лет исследований, стоивших миллионы долларов, — и вот перед нами очередной триумф химии синтетической. Искусственный материал корфам, созданный учеными из полиэфира и полиуретана, ничем не отличается от натуральной кожи. Гладкий, зернистый или отделанный под замшу, он почти не грязнится н не боится воды; даже под проливным дождем не теряет эластичности. И если у шнуры животного трудно изменить толщину и плотность, то у нового заменителя их можно сделать любыми — в з внсимостн от назначения. Из норфама можно изготовлять не тольио обувь, но танже одежду, сумни, чемоданы, понрышни для мячей, приводные ремни и много других полезных вещей. 10. НАПЕРЕГОННИ С САМОЛЕТОМ Сражение за скорости идет ие тольно в небе. Автомобилисты мечтают взять звуновой барьер. На снимне гоночная машина братьев Саммер. В ее си гарообразном теле заключено 4 мотора общей мощностью 2432 л. с. Эта «Золотая торпеда» обгонит иной самолет: ее водили со скоростью 655,7 км/час. Однако и она не самая стремительная — есть спортивные машины, ноторые ходили со скоростью 928 нм/час («Зеленое чудище» Арфон-еа) и 966,6 нм/час («ДУ* Америки» Бридлава). Последняя цифра — пока что абсолютный мировой ре-норд. Но долго ли он продержится? Сверхбыстрые нолесные экипажи, обогнав винтомоторные самолеты, становятся все более похожими на реантивныв самолеты — по форме и по типу двигателей. А по стремительности? Не догоня ли они и этих своих небесных собратьев? 11. ОНИ ПОДРУЖИЛИСЬ. ПОРА1 Человен н дельфин... Исстари они интересуются друг другом. Снолько раз второй приходил на помощь первому! Но лишь совсем недавно первый пошел навстречу втором>'.' дельфинов наряду с другими нитеобразными люди выделили среди прочих обитателей Нептунова царства, сталн изучать, пытаются даже наладить с ними взаимный информационный нснтант. Строятся океанарии, где ведутся наблюдения за «интеллигентами моря». В этом году в нашей стране принято решение, запрещающее промысел дельфинов. 37 |
