Как известь заменила порох в патронах (из книги Л. Буссенара «Похитители бриллиантов»)

Каталонец все сделал быстро и ловко. Он взобрался, осмотрелся, – все это отняло едва несколько минут. Но, спустившись, он усердно чесал у себя в затылке, а это всегда бывало у него признаком большого волнения.

– Что вы видели? – спросил его Александр.

– Сейчас объясню. Или, скорей, не объясню, потому что и сам ни черта не понимаю. Я вам просто расскажу, что я видел.

– Боже, какой болтун! – воскликнул Альбер. – Говори толком, не тяни!

– Дай ему по крайней мере начать, – благодушно посоветовал Александр.

– Значит, дело вот какое, – продолжал Жозеф. – Представьте себе, что слева направо, если идти от расселины, то есть прямо по течению, черная скала перерезана длинной белой полосой. Она имеет метра четыре в ширину и метров триста – четыреста в длину, вправо от нас.

– Очень хорошо. Пока все ясно. Должно быть, через базальт проходит известняковая жила. Это бывает.

– Так. Я вам верю, потому что вы знаете все на свете и еще многое другое, – продолжал Жозеф. – Но когда я вам опишу, какой вид она имеет, эта белая полоса, вы тоже скажете, что дело странное. Она лежит на дне неглубокого овражка, так что вся вода, которая стекла с холма во время грозы, собралась в этом овражке и заполнила его. Но ведь вот что непонятно: вода-то побелела и кипит так, что от нее пар идет… Похоже, как если бы в речке варился молочный суп. А где печь? Где огонь, на котором варится эта кастрюля? Не видно. Вот и все. Если хотите убедиться, полезайте наверх. Это ничего не стоит.

– Право же, полезу. Для очистки совести! – воскликнул Александр, которого живо заинтересовало это, по-видимому правдивое описание еще одного непонятного явления природы.

Он уже был готов взобраться на площадку, когда на правом берегу Замбези раздался глухой взрыв. Густой белый дым вырвался из щели, которая внезапно образовалась в скале, и вместе с дымом – град обломков.

Все видевшие это странное явление замерли, хотя находились достаточно далеко и никакая опасность им не грозила.

<…>

Тут прибежали батоки. Они тоже услышали взрыв и поспешили к европейцам, готовые помочь им, оградить их от новой опасности.

Вот они построились в грозную линию, ощерившуюся копьями, и стали недалеко от того места, где, по живописному выражению Жозефа, известняк кипел, как молочный суп.

Сэм Смит осмотрелся, увидел обоих буров и резко окликнул их.

Буры тотчас остановились и как будто вступили с ним в беседу.

Тем временем Александр позвал адъютанта Магопо и стал советоваться, как бы схватить всех троих негодяев.

Внезапно оглушительный треск покрыл гул водопада. Затем произошел второй толчок, похожий на землетрясение, и тогда закачался весь холм.

Французы и батоки едва удержались на ногах. Им даже пришлось сесть на землю, чтобы не упасть.

Затем на протяжении нескольких секунд последовали один за другим еще несколько сильных толчков. Они сопровождались беспрерывным грохотом.

Всем – и французам и африканцам – казалось, что земля уходит у них из-под ног и что они летят в бездну.

Это было чистейшей правдой.

Вся та часть холма, которая сжимала реку справа, медленно скользила, отрываясь от твердой земли.

При разработке угольных шахт нередко приходится прибегать к взрывам: тогда от пласта откалываются и дробятся огромные глыбы, не поддающиеся кирке.

Очень долго основным взрывчатым веществом считался порох. Однако он таит в себе много опасностей, в особенности если надо взорвать пласты, лежащие на значительной глубине.

Несмотря на весь накопленный опыт и на все предосторожности, регулировать грубую силу взрыва не удается.

Две мины с одинаковым зарядом, взорванные одним и тем же способом, дадут разные результаты: одна сорвет целый пласт, трещины побегут по всей галерее, жизнь шахтеров будет в опасности, другая только прошумит и даст едкий дым. Зато оба могут высвободить и поджечь значительные количества рудничного газа и вызвать катастрофу.

Много было сделано попыток заменить капризный порох другими веществами, но попытки оказались тщетны.

Все открытия современной химии были бессильны в этом вопросе до тех пор, покуда решение не нашел скромный труженик, которому помог случай и его собственная наблюдательность.

Вот в чем состоит новшество. Этот принцип основан на свойстве негашеной извести значительно увеличиваться в объеме под действием воды. Процесс этот протекает чрезвычайно бурно.

Таким образом родилась мысль заменить порох негашеной известью. В угольном пласте пробуравливают на расстоянии полутора метров одну от другой необходимое количество скважин глубиной в метр, при диаметре в семь-восемь сантиметров. Затем в них закладывают патроны с известью.

Патроны сделаны из тонкой бумаги или светлой ткани. Их наполняют негашеной известью в виде порошка. Вдоль патрона, который набивают не слишком туго, находится небольшой паз, в который вставляется железная трубка с краном.

Когда мины заряжены, в них наливают при помощи ручного насоса воду и прекращают подачу воды, когда ее достаточно.

Известь тотчас вступает в реакцию, разбухает, начинает распирать сжимающую ее угольную породу и понемногу, без толчков, разваливает ее, так что глыба, опоясанная скважинами, в несколько минут отделяется без взрыва, без дыма и, что особенно важно, без риска поджечь рудничный газ.

Несравненные преимущества этого способа не надо объяснять слишком долго – понятно и без того, что он в значительной мере облегчает трудную работу шахтера.

Читатель недоумевает: зачем мы отклонились в область угольной промышленности, когда наши герои сидят в крайне опасном положении на берегу Замбези?

Затем, ответим мы, что это самый простой способ вернуться к нашим героям и объяснить причины и вероятные последствия того явления, которое привело их в столкновение с опасностью.

Читатель не забыл рельефа местности, где должен разыграться последний акт драмы. На берегу Замбези, выше водопада, близко от поверхности земли, лежит пласт угля, уходящий на неопределенную глубину в недра. В центре пласта находится естественная пещера, которую Сэм Смит обратил в свой склад. Благодаря случайностям своей бурной жизни он здесь же натолкнулся и на его преподобие, который, со своей стороны, свалился сюда после целого ряда перипетий.

Читатель помнит также и белую полосу, которая представляет собой не что иное, как известняк.

Наконец, читатель помнит взрыв рудничного газа, происшедший по вине его преподобия, и страшный пожар, который был последствием этого взрыва, и то, как быстро огонь распространялся из-за сильного сквозняка, возникшего между двумя отверстиями в пещере, а также ужас батоков, увидевших дым этого пожара.

Соединились уголь, известь и огонь. Пройдет короткое время – и к ним присоединится вода. Она придет в виде грозового ливня. Тогда естественным образом возникнет явление, подобное тому, которое в Европе в угольных шахтах достигается посредством закладки мин, заряженных известью.

Но в каких грандиозных размерах!

Пожар пылал несколько часов подряд. Пещера превратилась в настоящую печь по обжигу извести. Неслыханной силы пламя обожгло весь известковый пласт, который представлял собой углекислую соль кальция. Под действием огня известняк разложился, угольная кислота выделилась, и получилось именно то, что называется негашеной известью. Оставалось только, чтобы на нее попало известное количество воды.

Так и случилось. Ливень, который последовал за грозой, залил всю эту огромную массу негашеной извести, она разбухла, стала с непреодолимой силой распирать сжимавший ее уголь и выталкивать его по направлению к пропасти. Часть пласта, в которой находились пещера Сэма Смита, усыпальница кафрских королей и их сокровища, откалывалась медленно, но с грохотом и треском, которые так испугали наших друзей-европейцев.

* * *

Чем гашеная известь отличается от негашеной?

Вещество со свойствами негашеной извести не может встречаться в природе: реакция с водой была бы неизбежна. Получают негашеную известь из известняка или мела – минералов, в основе которых лежит соль, образованная угольной кислотой и кальцием, – карбонат кальция СаСО₃. При нагревании до температуры свыше 900 °C эта соль разлагается:

СаСО₃ = СаО + СО₂ – Q

Твердым продуктом обжига известняка является оксид кальция (негашеная известь), а второй продукт – углекислый газ, а не угольная кислота, как написано в книге. Причем это не ошибка перевода: в оригинале написано acide carbonique, то есть именно угольная кислота. Формула угольной кислоты Н₂СО₃. В реакции выделяется не она, а углекислый газ. Реакция требует постоянного нагревания, то есть является эндотермической (???? – «наружу» и ????? – «тепло»). В уравнении реакции это отражено знаком – Q.

В романе Буссенара описывается ситуация, в которой образование оксида кальция из природного известняка происходит не в известково-обжиговой печи, а непосредственно в толще угольного пласта, через который проходит слой известняка. Взрыв рудничного газа (он состоит из горючего метана СН₄, образующего с воздухом гремучую смесь) – это взаимодействие метана с кислородом воздуха:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О + Q

Теплота, выделившаяся в этой экзотермической реакции, вызвала возгорание угля. А дальше в реакции горения выделялось все больше и больше теплоты, необходимой для протекания эндотермической реакции разложения карбоната кальция. Условия для этой реакции были созданы, и карбонат кальция превратился в оксид кальция, негашеную известь.

Дождевая вода (а ливень был изрядный) проникла к пласту, состоящему уже из негашеной извести, и началась знакомая нам реакция гашения извести:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ + Q

Жозеф, наблюдавший кипение в потоке дождевой воды, недоумевал, откуда взялся огонь для кипения. Но мы-то знаем, что гашение извести – реакция экзотермическая и кипение вызывает выделяющаяся в ней теплота. Что ж, описание последствий этой реакции и их масштабов оказалось очень впечатляющим!

Попытки использовать энергию гашения извести в мирных целях горным делом не ограничивались. В 1897 г. русский авиационный инженер и изобретатель Евгений Степанович Федоров изобрел саморазогревающуюся консервную банку для тушенки. У жестяной банки было двойное дно, в которое помещалась негашеная известь и вода. Стоило повернуть днище, и вещества перемешивались, вступали в экзотермическую реакцию, и консервы разогревались. С 1915 г. такие консервы изготавливались для русской армии, но в небольших количествах и недолго.

Но основная область применения негашеной и гашеной извести – строительные материалы.