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中国幅员辽阔，矿产丰富。早在距今四、五千年前的原始社会末期，我们的祖先就能利用铜矿石炼制小件铜器。商 中国幅员辽阔，矿产丰富。早在距今四、五千年前的原始社会末期，我们的祖先就能利用铜矿石炼制小件铜器。商周时期是中国的青铜时代，具有相当发达的青铜治炼和铸造业。现存史籍和考古材料告诉我们：商和西周不仅大量应用青铜(铜锡或铜铅的合金)器具，而且已经应用锡、铅、金、银、汞等多种金属或非金属矿产品。可以想见，当时一定有了相应的矿藏开采(只有金在古代相当长的时期里，主要是靠淘金而不是开采金矿)。但据估计，那时一般只能开凿浅井，主要是一种“穴取”。 古代是如何找矿的 到春秋战国时期，中国进入了铁器时代。随着铁器的广泛应用，中国古代的采矿业得到了第一次大发展。传说春秋末期，吴王阖闾铸造“干将”、“莫邪”宝剑。据《吴越春秋阖闾内传》说，这两把剑是“采五山之铁精，六合之金英”炼成的。这里所说的“铁精”、“金英”，可能是指从五山、六合采来的矿石作原料。这是关于古代采矿的最早的记载。《山海经》和《管子》说，“出铜之山，四百六十七山；出铁之山，三千六百九山。”还记载有出金之山一百三十九处，出银之山二十处，出锡之山五处。这样具体的数字未必可信，但它说明那时人民确已发现不少地方有矿产。 《管子地数篇》还记载了根据矿苗找矿的经验，说“上有丹沙者，下有黄金上有慈石者，下有铜金；上有陵石者，下有铅、锡、赤铜；上有赭者，下有铁。此山之见荣者也。”“荣”即矿苗的露头。矿床露头，常因矿物种类不同，使岩石和土壤呈现各种特殊的颜色，如下面有铁矿，上面呈现出赤褐色，即所谓“赭”;下面有铜矿，上面呈翠绿或蓝色，很像各种铜锈的颜色。“慈石”是指磁铁矿，“铜金”是指黄铁矿或黄铜矿，常与磁铁矿共生。古代的这些找矿方法，即使以现代科学知识看来，都还有它一定程度的正确性。 中国古代的采矿规模及水平 从近年来辽宁、湖北发现春秋战国时期的矿冶遗址情况看，当时采矿技术已达到了相当高的水平。 内蒙古林西县发现的春秋时期的铜矿遗址，面积约二点五平方公里，地表可见露天开采的坑道四十七条。发现完整的石锤、石斧、石凿等采矿工具一千五百多件。矿工们就靠这些笨重的工具深入到地下七、八米，甚至十七米处采矿。其中一个矿坑就大约采出了一千多吨矿石。在矿坑附近，还发现了炼炉遗址多处，留有大量炼渣和木炭。说明在矿山就近冶炼。这个铜矿遗址与附近十几处地方发现大批商、周青铜器，有极密切关系。 湖北大冶铜绿山春秋战国时期古矿遗址的发现和科学发掘，更使我们看到古代采矿和治炼的实际情况。这处古矿是当年楚国用铜的重要产地之一。遗址范围有二平方公里，已发现大小不同的炼炉数座，留有大量炉渣，初步计算在四十万吨上下。它表明，开采、治炼规模较大，延续时间较长。 该矿遗迹和遗物向我们揭示：当时矿工是通过观察自然铜、孔雀石的颜色、光泽来进行目力找矿，并利用简单器具来测定矿石品位，决定采掘方向。从矿井中清楚地看到矿工们选择了断层接触带中矿石富集、品位高的地方开采。采掘工具，春秋时期主要是青铜工具，如铜斧、铜锤等，战国时期已经逐渐被铁工具所代替。在采掘方法上，已有效地采取了竖井、斜井、斜巷、平巷相结合的开拓方式，并初步解决了井下通风、排水、提升、照明和井架支护等一系列复杂的技术河题。 在通风方面，创造了利用井口高低不同所产生的气压差，形成自然风流；采取关闭废弃的巷道办法来控制风流，使其流向采掘方向，保证风流能达到最深的工作面。在排水方面，利用木制水槽等，先把水引到井下积水坑，再用水桶把水吊出地面排走。这样就形成了一个排水系统。为了解决深井提升的困难，矿工们创造了“分层提升”法，利用辘等提升工具将五十多米深的井下积水和矿石提出井面。为了减轻提升工作量，十分巧妙地采用分层填充的先进方法，即把一部分废矿渣充填到废巷中去，把好矿石运出去。在巷道支护方面，创造了榫接和搭接相结合的支架形式，有效地承受了巷道的压力，有的支架至今还相当牢固。 大冶铜绿山古矿是当时具有先进水平和较大规模的采矿和冶炼遗址，它所展示出的成就是惊人的。估计该矿已采出矿石约数十万吨，炼出铜约十万吨。这些都是无数工匠幸勤劳动和智慧的结晶。从而证明，春秋战国时期中国不仅能找到富矿、大矿，而且已能开掘深矿井。 春秋战国以后，社会需要增加铁器的广泛应用，促进了采矿业的发展。统治阶级经常驱使大量的工匠成年累月在荒山野岭中找矿采矿。《汉书》说，汉武帝时为铸钱和治铁，专门有“吏”、“卒”、“徒”，每年要驱使十万人以上去“攻山取铜铁”。 河南巩县铁生沟汉代铁矿遗址，有圆形、方形两种竖井，矿井是顺矿味平行掘进，并下有斜坡形道，沿卷道下掘便进入矿床。从竖井和斜井的位置看，已经对不同的矿床采取不同的采掘方法。如竖井可掘进到矿床的中央或旁侧，开采质量较好的矿石；斜井则用来开采缓倾斜的矿床，依山势向内掘进。这些合理的采掘方法，表明采矿技术又有新的进步。 古代的冶炼规模 除了金属矿产外，中国对于煤的开采也很早。《史记·外戚世家》记载了汉文帝时，宜阳附近的煤矿有一次发生“岸崩”，致使“岸下百余人”“尽压杀”。可见采煤的规模是相当大的。 唐末时期，采治生产的规模和技术更加发展和进步。唐代前期有记载的“坑冶”一百六十八处，其中包括银、铜冶和铁、锡、铅山，分布在今河南、山西、江苏、浙江、江西等地。宋代在大的铁矿中心设有四监，次要的矿区设有十二冶和二十务，较小的铁矿区设有二十五场。 北宋初年，各路的监、冶、场、务有二百零ー处。到了北宋中期，发展到二百七十一处。这反映了采冶地区有所扩大。利国监是一个年产铁一百五十四万斤的冶铁中心，有“三十六冶，冶各百余人”。信州铅山及其附近盛产铜、铅，宋以来“常慕集十余万人昼夜采凿，得铜、铅数于万觔”。韶州地区盛产铜、铅、锡、银，这里四方之人，弃农田，持兵器，慕利而至者不下十万。”这反映了这个时期采冶生产规模的巨大发展。 中国古代采矿技术的创新 宋代，中国人民已经独创了一整套科学的采煤方法。近年发现的河南鹤壁宋代煤窑，已采用了同时使用两个井筒和两条主要大巷道进行开采。立井深达一百米左右，有较好的通风、照明、支撑和分阶段提升、排水的措施。特别是在通风方面，北宋时期已能合理布置井巷，保证井下风流通畅，防止井下发生火灾。 为以后用通节竹筒排除井下瓦斯的技术打下基础。这在当时世界的采矿技术中，是先进的。欧洲采煤在宋代以后数百年，井下还不敢点灯只能暗中摸索挖掘。到了明代，据《滇南矿厂图略》记载，当时一个采矿大厂可以开凿二、三十口矿井。遇有富矿，每口矿井中又分几路或几十路攻采。矿井中，根据生产和技术的需要，矿工们已有了分工。当时除官办矿业外，民矿生产也迅速发展起来。 明清时期，采矿虽然主要还是靠锤敲镐挖，但也有所改进。“烧爆法”在一些地方被较大规模地采用，还可能应用了火药爆破等新技术。据对河南西部明清时代金属矿矿坑的调查，烧爆法就是先用火将矿床的某一部分烧热，随后再浇上冷水，利用急剧的热胀冷缩的体积变化，使矿石爆裂。在近代采掘机械发明之前，从用铁锤、铁钻一点一点地敲击得到矿石，到改用烧爆得矿，特别是用火药爆破，这是当时采矿技术的一个创造。编辑/赵静 |
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