中國古代發達的采礦業

銅礦的開采

中國銅礦石的開采極晚到商代已經初具規模，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和銅礦遺址的發現，我們可以得出這個結論。

據1989年一月二十七日《中國文物報》報道，江西瑞昌銅嶺發現一處商代中期大型銅礦遺址，是目前發現的中國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），在已發掘的三百平方米范圍內，有豎井二十四口，平巷三條，露天采礦坑一處，選礦槽一處。這說明當時已經采用豎井、平巷、坑采等聯合開采方法。井巷有木材支護結構，井壁貼有扁平木板或小木棍，井體采用榫卯式和內撐式方框支架組接，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，湖南麻陽發現一處春秋戰國時期的銅礦遺址，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行斜井開采。礦井不規則，寬窄不一，呈彎曲的鼠穴式。垂直深度約八十米。在跨度大的采空區間內，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，湖北大冶銅綠山發掘出了春秋戰國時期的古銅礦井，比較完整，是一部很有價值的實物歷史。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，容易發現和采選，含銅的品位也很高。礦床類型屬接觸變質的銅鐵礦床。這一古代礦井（當地稱老窿）是在露天采礦過程中被揭露出來的，老窿從南到北呈不規則條帶狀分布。考古工作者選擇發掘了兩處：“十二線老窿”和“二十四線老窿”，兩處南北相距三百米。“十二線老窿”發掘點距地表四十多米，在五十平方米發掘面積里，出現了八個豎井和一個斜井。支護木料是直徑五到十厘米的圓木。豎井井口直徑約八十厘米。“二十四線老窿”發掘點距地表井口五十多米，大約一百二十平方米發掘面積里，有五個豎井，一條斜巷和十條平巷，支護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，這樣逐級提運，接力完成。十條平巷的方向不一致，寬窄也不一樣。最大的是二號巷道，內空高一米六，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行初選，把貧礦和廢石充填進采空區，這樣，既可以有選擇地進行開采，又可以使出窿的礦石品位比較高，減少提運量。總之，礦床的開采采取了豎井、斜井、斜巷、平巷相結合的采掘方式。同時又用各種技術手段初步解決了井下通風、排水、提升和巷道支護等一系列復雜的技術問題。比如礦井工人利用不同井口氣壓差的高低，形成自然氣流，并且采取密閉已經廢棄的巷道，來控制氣流沿著采掘方向前進，保證氣流到達最深處的工作面；井下，礦工們又利用船形木盤等器具，進行重力選礦，以測定礦石的品位，決定采掘方向。他們十分準確地選擇了斷層接觸帶中礦體富集、品位高的地方進行開采。這個古銅礦井的被發掘，以十分生動的事實說明了當時高水平的采礦技術。

像這樣采礦的規模和技術，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，往歲銅發，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。”韶州是今廣東韶關一帶，說那里往年銅礦發達，現在銅已經少了。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，但是對整個礦井的結構沒有記載。明代宋應星的《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，穴鑿數丈得之。”

到了清代，有了不少關于礦井的文獻記載。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，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、銅礦井結構都在上卷敘述。上卷書的前面，繪有礦廠剖面圖，把有關采礦技術作了形象的反映，文和圖對照閱讀，能使讀者清楚地知道當時采銅技術的各個細節。圖上有礦井內部結構，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；有礦井中的設備，如油燈、擺夷樓梯、風箱、風柜、拉龍等。此外，通風、排水、照明、挖礦石、背礦石等等勞動場面，圖上也有表現。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，它代替坑木支護礦井，是自春秋時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，共分十六個部分：第一“引”，講礦苗；第二“硐”，講礦井內部結構和具體技術操作；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、礦害；第十四到第十六講迷信活動。所以整本書講的是銅礦的開發、管理、經營，開采技術只是其中幾個小部分。整本書為我們展現了當時礦業上各方面的活動場面，使我們能夠比較清楚地了解當時銅礦開采的水平。