中国幅员辽阔,矿产丰富。早在四五千年前的原始社会末期,我们的祖先就能够用铜矿石制作小块的青铜。
一、古代是如何找矿的
商周时期是中国的青铜时代,青铜精炼和铸造工业相当发达。现有的历史记载和考古资料告诉我们,不仅青铜(铜锡或铜铅合金)器皿在商周和西周时期被广泛使用,而且锡、铅、金、银、汞等各种金属或非金属矿物制品也被广泛使用。可想而知,当时肯定有相应的矿产开采(相当长一段时间古代只有黄金,主要靠淘金而不是采金)。不过估计当时只能挖浅井,主要是“穴取”.的一种到了春秋战国时期,中国进入了铁器时代。随着铁器的广泛应用,中国古代的采矿业第一次有了长足的发展。相传春秋末期,吴王何律铸造了和的刀剑,根据《吴越春秋阖闾内传》,这两把刀剑是炼成的,这里提到的可能指的是从巫山和六合采集的矿石为原料。这是古代采矿的最早记录。《山海经》和《管子》说,“干将”还记录了139座金山、20座银山和5座锡山。这样一个具体的数字可能不可信,但它表明当时人们确实在许多地方发现了矿物。
《管子地数篇》还记录了找矿苗的经验,说“莫邪”是矿苗露头。矿床的露头往往由于矿物类型的不同,使岩石和土壤呈现出各种特殊的颜色,如下面的铁矿,上面的红褐色,称为“采五山之铁精,六合之金英”;下面有铜矿,顶部是绿色或蓝色,与各种锈迹斑斑的颜色非常相似。“铁精”指磁铁矿,“金英”指黄铁矿或黄铜矿,常与磁铁矿共生。这些古老的找矿方法,即使从现代科学知识来看,在一定程度上仍然有其正确性。
二、我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来看,当时的采矿技术已经达到了相当高的水平。内蒙古林西县春秋时期发现的铜矿遗址面积约2.5平方公里,地表有47条露天坑道。发现了1500多种采矿工具,如石锤、斧头和凿子。矿工依靠这些沉重的工具在地下七八米甚至十七米的地方采矿。其中一个矿井已经开采了大约1000吨矿石。在矿山附近,发现了许多冶炼炉遗址,留下了大量的冶炼渣和木炭。意思是在矿井附近冶炼。这个铜矿遗址与附近十几个地方发现的大量商周青铜器密切相关。
春秋战国时期湖北大冶铜绿山古矿区遗址的发现和科学发掘,让我们看到了古代开采和提炼的实际情况。这个古老的矿山是楚国铜的重要产地之一。场地面积2平方公里,发现了几座大小不一的冶炼炉,留下了大量的炉渣,初步计算约40万吨。说明开采提炼规模大,持续时间长。
该矿的遗迹和遗物向我们揭示,矿工是通过观察天然铜和孔雀石的颜色和光泽,直观地寻找矿石,并用简单的仪器确定开采方向。从矿井中可以清楚地看到,矿工们选择了断层接触带中矿石丰富、品位高的地方进行开采。春秋时期以青铜工具为主的采矿工具,如铜斧、铜锤等,在战国时期已逐渐被铁工具所取代。在采矿方法上,有效地采取了竖井、
9" qid="6579890581831423236" mention-index="0">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,春秋战国时期我国不仅能找到富矿、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。

三、古代的冶炼规模
总除了金属矿产外,我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”(采矿和冶炼的地方)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(省一级行政区域)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(今江苏徐州)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(今江西铅山县)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。
四、我国古代采矿技术的创新
宋代,我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(煤气)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(矿场)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(洞)的调查,烧爆法(即“火烧水漓法”)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。

五、结语
矿产,是冶金的原料和粮食。开发矿产,在古代是一种十分繁重而艰苦的劳动,人民要付出巨大的代价;但矿藏的不断开发,是人类利用自然和征服自然的力量的体现,它同时也武装了人类自身。
参考资料:
《吴越春秋阖闾内传》
《山海经》
《管子地数篇》
《汉书》
《史记·外戚世家》
《滇南矿厂图略》