冶炼技术

古代的铜矿开采术

先秦时期青铜冶铸的高度发达,也从一个侧面反映了铜矿开采技术的先进。湖北省大冶铜绿山的古铜矿遗址,向人们展现了从商周至汉代铜矿开采状况和采矿技术的发展过程。这是迄今发现的中国最早的古矿遗址,在世界矿业史上也是不可多得的珍贵遗存。

清代所修《大冶县志》记载,铜绿山“山顶高平,巨石对峙,每骤雨过时,有铜绿如雪花小豆点缀土石之上,故名。”这里,铜矿富集,矿体规模大,而且矿石含铜品位高,成为中国古代一个重要的采铜中心。至今,地上堆积着 40 万吨以上的古代炼渣,地下古矿井分布密集,还有多种形式的炼铜竖炉,记录着古代矿冶生产的宏大规模和卓越技术。

商代遗址采用的是群井开采方法。井筒打在矿体内,下掘井筒就是开采矿石,掘进终了即开采完毕。继续开采又另打新井。群井开采简单易行,井深一般为 20~30 米,开挖在软岩或围岩蚀变带内,用打水井的工具即可掘进。提升矿石和废石,采用大轮导向往返拉动。

西周的遗址仍用群井开采。井为方形,井深与商代相同。井中有支护遗址,支护形式为间隔支护,距离 40~60 厘米。井框木为带榫的套接方式,榫口一律凿成方形。井框外,四壁先背一层竹席,竹席内间格敷有直径 4~5 厘米的木枝条。这时期已出现有巷道、平巷,但处于初始阶段。

春秋战国时期已采用竖井、斜井、平巷的联合挖掘,初步形成了地下开采系统。其中,斜井的掘进施工和支护技术都有较大的难度,它的出现,是坑采技术的一大进步。斜井的倾度因地而异,由 25 度至 70 度不等。斜井的作用不仅可以沿矿体倾斜延伸,节省人力和费用,而且还有探矿的作用。平巷和竖井也较西周时期有明显的进步,最大井深达 64 米,延伸至潜水面下8~

10 米。春秋时期主要的开挖工具为铜制,战国时期则主要应用铁制工具。同时,这时期已比较成功地解决了有关掘进、通风、排水、照明、运输、支护等一系列问题。这些技术,在当时世界上都是无与伦比的。

铜绿山遗址现在已被作为重要的文化史迹,受到国家的保护。