銅礦的開采

中國(guó)銅礦石的開采極晚到商代已經(jīng)初具規(guī)模，雖然歷史上這方面的記載缺乏，但是從商代大量銅器的出現(xiàn)和銅礦遺址的發(fā)現(xiàn)，我們可以得出這個(gè)結(jié)論。

據(jù)1989年一月二十七日《中國(guó)文物報(bào)》報(bào)道，江西瑞昌銅嶺發(fā)現(xiàn)一處商代中期大型銅礦遺址，是目前發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最早的一處采銅遺址。遺址面積約二十五萬平方米（一平方里），在已發(fā)掘的三百平方米范圍內(nèi)，有豎井二十四口，平巷三條，露天采礦坑一處，選礦槽一處。這說明當(dāng)時(shí)已經(jīng)采用豎井、平巷、坑采等聯(lián)合開采方法。井巷有木材支護(hù)結(jié)構(gòu)，井壁貼有扁平木板或小木棍，井體采用榫卯式和內(nèi)撐式方框支架組接，井深大都在八米以上。還有一條斜巷。提升工具有轆轤，采掘工具有青銅弧刃鉞形斧。

1979年四月，湖南麻陽發(fā)現(xiàn)一處春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的銅礦遺址，有古礦井十四處，其中一處是露天開采，其余是礦井式地下開采。一般是在地表沿礦脈露頭開口后，就沿礦脈傾向由上而下進(jìn)行斜井開采。礦井不規(guī)則，寬窄不一，呈彎曲的鼠穴式。垂直深度約八十米。在跨度大的采空區(qū)間內(nèi)，留有礦柱或隔墻，在跨度比較大的相鄰礦柱之間，又輔以木支柱，以防止礦井頂板因壓力過大而下榻。

1974年，湖北大冶銅綠山發(fā)掘出了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的古銅礦井，比較完整，是一部很有價(jià)值的實(shí)物歷史。銅綠山銅礦富集，主要有孔雀石、自然銅、黃銅礦等。這些礦物有的呈孔雀綠，有的呈金黃色，顏色鮮明，容易發(fā)現(xiàn)和采選，含銅的品位也很高。礦床類型屬接觸變質(zhì)的銅鐵礦床。這一古代礦井（當(dāng)?shù)胤Q老窿）是在露天采礦過程中被揭露出來的，老窿從南到北呈不規(guī)則條帶狀分布?？脊殴ぷ髡哌x擇發(fā)掘了兩處：“十二線老窿”和“二十四線老窿”，兩處南北相距三百米?！笆€老窿”發(fā)掘點(diǎn)距地表四十多米，在五十平方米發(fā)掘面積里，出現(xiàn)了八個(gè)豎井和一個(gè)斜井。支護(hù)木料是直徑五到十厘米的圓木。豎井井口直徑約八十厘米?！岸木€老窿”發(fā)掘點(diǎn)距地表井口五十多米，大約一百二十平方米發(fā)掘面積里，有五個(gè)豎井，一條斜巷和十條平巷，支護(hù)用的圓木直徑一般在二十厘米左右，豎井井口直徑一般是一百一十到一百三十厘米，比“十二線老窿”的豎井大。豎井是交通孔道，從這里把礦石和地下水提出地面，把井架支護(hù)木送到井下。五十米深的豎井分幾段，就是掘一段豎井，挖一段平巷，每一條平巷都裝有轆轤，這樣逐級(jí)提運(yùn)，接力完成。十條平巷的方向不一致，寬窄也不一樣。最大的是二號(hào)巷道，內(nèi)空高一米六，寬一米九五，其他巷道的高寬一般在一米三到一米五。斜巷和平巷的作用不同，從礦層表面開斜巷斜穿到底部，主要是為了探礦；再沿水平方向開平巷，從礦層底部向上回采。已采的礦石在井下進(jìn)行初選，把貧礦和廢石充填進(jìn)采空區(qū)，這樣，既可以有選擇地進(jìn)行開采，又可以使出窿的礦石品位比較高，減少提運(yùn)量。總之，礦床的開采采取了豎井、斜井、斜巷、平巷相結(jié)合的采掘方式。同時(shí)又用各種技術(shù)手段初步解決了井下通風(fēng)、排水、提升和巷道支護(hù)等一系列復(fù)雜的技術(shù)問題。比如礦井工人利用不同井口氣壓差的高低，形成自然氣流，并且采取密閉已經(jīng)廢棄的巷道，來控制氣流沿著采掘方向前進(jìn)，保證氣流到達(dá)最深處的工作面；井下，礦工們又利用船形木盤等器具，進(jìn)行重力選礦，以測(cè)定礦石的品位，決定采掘方向。他們十分準(zhǔn)確地選擇了斷層接觸帶中礦體富集、品位高的地方進(jìn)行開采。這個(gè)古銅礦井的被發(fā)掘，以十分生動(dòng)的事實(shí)說明了當(dāng)時(shí)高水平的采礦技術(shù)。

像這樣采礦的規(guī)模和技術(shù)，在歷史書中很少記載，只有宋代孔平仲在《談苑》中講到銅礦的開采情況。書中記載：“韶州岑水場(chǎng)，往歲銅發(fā)，掘地二十余丈即見銅。今銅益少，掘地益深，至七八十丈。役夫云：地中變怪至多，有冷煙氣中人即死。役夫掘地而入，必以長(zhǎng)竹筒端置火先試之，如火焰青，即是冷煙氣也，急避之，勿前，乃免?！鄙刂菔墙駨V東韶關(guān)一帶，說那里往年銅礦發(fā)達(dá)，現(xiàn)在銅已經(jīng)少了。所說冷煙氣可能是含一氧化碳比較多的天然氣。這里講到了礦井深度和防止冷煙氣的辦法，但是對(duì)整個(gè)礦井的結(jié)構(gòu)沒有記載。明代宋應(yīng)星的《天工開物》提到：“湖廣武昌、江西廣信皆饒銅穴，”“凡出銅山，夾土帶石，穴鑿數(shù)丈得之?！?/p>

到了清代，有了不少關(guān)于礦井的文獻(xiàn)記載。比如張泓的《滇南新語》，王崧的《礦廠采煉篇》，倪慎樞的《采銅煉銅記》，吳其濬（1789—1847）的《滇南礦廠圖略》，以及某些地方志等。其中以《滇南礦廠圖略》講得最詳細(xì)，又附有礦井剖面圖，是一部圖文并茂的著作。書分上下兩卷，上卷《云南礦廠工器圖略》，下卷《滇南礦廠輿程圖略》，采銅技術(shù)、銅礦井結(jié)構(gòu)都在上卷敘述。上卷書的前面，繪有礦廠剖面圖，把有關(guān)采礦技術(shù)作了形象的反映，文和圖對(duì)照閱讀，能使讀者清楚地知道當(dāng)時(shí)采銅技術(shù)的各個(gè)細(xì)節(jié)。圖上有礦井內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如平巷、斜巷、另峒、釣井、掌子面、陡腿、平推、鉆篷、象腿、倒回龍、馬鞭橋、頂子、門等；有礦井中的設(shè)備，如油燈、擺夷樓梯、風(fēng)箱、風(fēng)柜、拉龍等。此外，通風(fēng)、排水、照明、挖礦石、背礦石等等勞動(dòng)場(chǎng)面，圖上也有表現(xiàn)。還有專門的工具器物圖。所以，圖在這本書中和文字一樣重要，甚至更勝過文字。比如圖上畫的象腿，就是石柱或礦柱，它代替坑木支護(hù)礦井，是自春秋時(shí)期以來就有的一種開采方法，文字說明中沒有。文字部分寫得層次分明，共分十六個(gè)部分：第一“引”，講礦苗；第二“硐”，講礦井內(nèi)部結(jié)構(gòu)和具體技術(shù)操作；第三“硐之器”，講礦井中使用的工、器具；第四“礦”，講礦石品位高低；第五“爐”，講冶煉；第六到第八，講冶煉和用品；第九“丁”，講礦山人員組成；第十“役”，講分工；第十一、十二講礦山制度和禁忌；第十三“患”，講礦災(zāi)、礦害；第十四到第十六講迷信活動(dòng)。所以整本書講的是銅礦的開發(fā)、管理、經(jīng)營(yíng)，開采技術(shù)只是其中幾個(gè)小部分。整本書為我們展現(xiàn)了當(dāng)時(shí)礦業(yè)上各方面的活動(dòng)場(chǎng)面，使我們能夠比較清楚地了解當(dāng)時(shí)銅礦開采的水平。