湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào) (人文社會(huì)科學(xué)版) 2018,01

在中國(guó)煤礦發(fā)展史上, 曾在晚清發(fā)生過(guò)從傳統(tǒng)的土窯手工生產(chǎn)到近代的機(jī)器生產(chǎn)的重大轉(zhuǎn)折。這一時(shí)期, 無(wú)論是在洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中興起的,、由中國(guó)人創(chuàng)辦的一批煤礦, 還是19世紀(jì)末20世紀(jì)初由外國(guó)人主持的一批煤礦, 以及這一時(shí)期中外合辦的一些煤礦, 都不同程度地引進(jìn)了或多或少的外國(guó)機(jī)器設(shè)備。此舉不僅使中國(guó)的煤炭工業(yè)技術(shù)面貌發(fā)生了根本性的變化, 而且對(duì)近代中國(guó)的交通運(yùn)輸、電力,、冶金,、化工、建材等工業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用, 對(duì)中國(guó)工業(yè)化,、城市化的進(jìn)程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響[1],。

一、晚清以前煤窯的發(fā)展與特點(diǎn)

在古代, 尚沒(méi)有地質(zhì)勘探的概念, 人們發(fā)現(xiàn)煤炭的方法主要是憑借經(jīng)驗(yàn)和直接觀察, 例如觀土層, 即觀察土層的顏色;查煤苗, 即尋找埋藏較淺的煤炭;視草木, 即根據(jù)地面植物顏色的深淺判斷地下煤層的厚度,。還有的依據(jù)礦物共生的原理尋找煤炭[2],。其它還有辨土色或從煤炭與地表的植被關(guān)系來(lái)發(fā)現(xiàn)煤炭。

根據(jù)具有煤炭資源賦存的地質(zhì)地理?xiàng)l件, 古代煤窯的形態(tài)有直井 (亦稱(chēng)“立井”) ,、斜井,、平峒之分。直井和斜井多在比較平坦的地方開(kāi)鑿;平峒則多在山區(qū)開(kāi)鑿,。煤井一般稱(chēng)為“井干”或“井筒”,。在古代, 由于受生產(chǎn)工具、技術(shù)能力及設(shè)備條件的限制, 煤窯的井筒不可能過(guò)深[3],。

古代采煤, 亦稱(chēng)攻煤,、伐煤、鑿煤等,。采煤方法, 一般包括巷道布置和回采工藝兩個(gè)方面,。在古代, 中國(guó)的井下“巷道布置非常簡(jiǎn)單, 鑿井見(jiàn)煤后, 再開(kāi)兩條上山或下山, 即完成了巷道布置的準(zhǔn)備工作, 然后沿煤層走向挖掘運(yùn)輸、通風(fēng)巷道, 既是掘進(jìn), 也是采煤, 采掘合一”[4]323,。

古代煤窯的采煤方法主要有:1) 坑道式采煤法,。這種方法的主要特點(diǎn)是采掘不分, 以掘代采, 沒(méi)有形成明顯的開(kāi)拓、采煤系統(tǒng),。2) 跳格式采煤法,。這種方法一般是先內(nèi)后外, 先突破一點(diǎn), 再向兩幫挖掘, 自然形成瓶袋狀的工作面。3) 掏槽落煤法,。這種方法是先把煤層底部掏空, 預(yù)留一些煤柱臨時(shí)支護(hù)頂板, 然后捅倒煤柱, 使煤炭落下,。這種采煤方法一般在煤質(zhì)較硬的地方使用效果較好。4) 殘柱式采煤法,。這種采煤法主要出現(xiàn)在明清時(shí)期[3],。

需要說(shuō)明的是, 中國(guó)的煤田種類(lèi)繁多, 煤層的賦存條件及厚度各不相同。在采用上述主要采煤方法的同時(shí), 各地還會(huì)因地制宜, 采用一些不太常見(jiàn)的方法[3],。

古代煤炭生產(chǎn)全部采用的是手工方式:采煤靠人工用鐵鎬等用具刨, 運(yùn)輸靠人背和拉筐, 提升用轆轤, 排水用人挑或戽斗汲水[5],。排水在采煤過(guò)程中需要占用相當(dāng)多的人工。英國(guó)學(xué)者蒂姆·賴(lài)特認(rèn)為, 古代煤窯遇到排水問(wèn)題, 更多地使用人力而較少地使用畜力和水力的方法來(lái)解決[6]7,。

古代的照明主要采用松木條,、松脂,、麻束、油燈,、火香等明火照明,。盛油的器皿有碗、盤(pán),、罐,、壺等, 盛具的材料有銅、鐵,、瓷,、陶等。燈內(nèi)一般用棉花搓條為捻,。油燈主要有固定式,、便攜式兩種。固定式一般在巷道兩側(cè)的墻壁上開(kāi)鑿置放油燈的燈龕;便攜式一般放在采煤人員的頭頂[3],。

通風(fēng), 是古代煤井安全生產(chǎn)必不可少的重要環(huán)節(jié), 因?yàn)榫掠型咚沟扔泻怏w, 必須把它吹散才能安全采煤,。當(dāng)時(shí)的通風(fēng), 僅以明清時(shí)期北京地區(qū)的煤窯為例, 主要有自然通風(fēng)和人工通風(fēng)兩類(lèi)。自然通風(fēng)主要有三種方法:“一是在礦井巷道一側(cè)鑿砌通風(fēng)道, 通風(fēng)道出口壘砌高于巷道口, 利用空氣溫差壓力, 形成礦井巷道進(jìn)風(fēng), 通風(fēng)道排風(fēng),。也有用荊笆卷成筒, 外涂黃泥, 順井巷一側(cè)鋪往井下做為通風(fēng)道的,。二是隨礦井巷道的開(kāi)鑿延伸, 在巷道上方適當(dāng)位置開(kāi)辟通風(fēng)井, 形成兩個(gè)井筒, 巷道進(jìn)風(fēng), 通風(fēng)井排風(fēng)?；蜷_(kāi)設(shè)兩個(gè)井筒, 一個(gè)用于回風(fēng), 一個(gè)用于進(jìn)風(fēng),。三是在井口設(shè)置爐火燃燒, 利用空氣溫差, 形成礦井空氣對(duì)流?！盵7]189人工通風(fēng)主要是用人工風(fēng)車(chē)扇風(fēng), 用風(fēng)筒送風(fēng),。風(fēng)筒的材料有葦席、荊笆,、粗布等, 將這些材料卷成筒狀, 外涂黃泥, 一端扎在風(fēng)車(chē)扇風(fēng)口, 節(jié)節(jié)相連, 一端通往井下采煤工作面[3],。

運(yùn)輸是煤炭從生產(chǎn)進(jìn)入使用的重要環(huán)節(jié)。在古代, 煤炭從煤窯生產(chǎn)出來(lái)后, 運(yùn)輸主要依靠水運(yùn),、畜力和人力來(lái)實(shí)現(xiàn), 并形成比較固定的運(yùn)道和流向[3]。

古代煤窯的生產(chǎn)方式以河南焦作煤窯為例:“一般設(shè)兩個(gè)井筒, 井筒開(kāi)鑿到煤層即沿煤層掘巷, 所有巷道均沿煤底布置,。軟煤層以手鎬人工掘進(jìn), 硬煤層用手錘打眼, 黑火藥明火放炮,。巷道布置無(wú)固定方式。巷道掘進(jìn)的遠(yuǎn)近根據(jù)通風(fēng)能力和井下涌水情況決定,。開(kāi)鑿上山巷道, 其間距無(wú)一定規(guī)格, 順槽巷道無(wú)坡度限制, 支柱全以五尺木柱為準(zhǔn),。窯井通風(fēng)是利用兩個(gè)井口高低不同, 形成自然氣壓差實(shí)現(xiàn)井下自然通風(fēng)。井口高者為出風(fēng)井, 低者為入風(fēng)井,。每當(dāng)風(fēng)量不足, 通風(fēng)有困難時(shí), 常在出風(fēng)井底生火或在井筒吊掛火爐以輔助通風(fēng),。井下照明常用明火油燈, 井下運(yùn)輸?shù)奈ㄒ皇侄问且匀肆鸹蛱Э? 煤炭提升概用轆轤以人力絞提, 俗稱(chēng)‘絞窯’,。井下涌水全都流入井底水窩, 水窩流滿(mǎn)時(shí), 將提煤荊籠換為牛皮包, 盛滿(mǎn)的牛皮包以轆轤往復(fù)提出地面。開(kāi)采初期是以掘代采, 開(kāi)采后期始在已掘煤層巷道中進(jìn)行回采,?；夭蓵r(shí), 在巷道的兩幫, 以手鎬、鐵锨扒幫采煤, 棚頂懸煤讓其自然冒落, 工人常在冒落區(qū)裝煤拉筐,?；夭晒ぷ髅嬗蛇h(yuǎn)及近, 先上后下, 由里向外依次進(jìn)行。由于井下采區(qū)沒(méi)有兩級(jí)排水, 所以采煤以上山居多, 很少采用下山回采,?！盵8]200-201

到了明清時(shí)期, 一些煤窯出現(xiàn)了具有資本主義因素的生產(chǎn)組織形式?！扒宕? 北京西部宛平,、房山地區(qū)有些以‘開(kāi)門(mén)鍋伙’方式經(jīng)營(yíng)的煤窯, 一般由窯主向地主承租土地, ‘按公平時(shí)價(jià)雇人工作’, 有獨(dú)資、合資和聯(lián)營(yíng)等形式,。雇工多為本地人, 許多亦工亦農(nóng),。窯工中有大作頭、班作頭, 還有挖煤工,、窯柱工,、拉煤工和排水工。工資都是‘按日發(fā)給’,?！盵9]4-5

總之, 在晚清以前的古代社會(huì), 中國(guó)的煤炭生產(chǎn)以手工為主, 無(wú)論是鑿井、開(kāi)拓,、采煤還是汲水,、運(yùn)輸, 幾乎全賴(lài)人力;有的地方在提升、運(yùn)輸環(huán)節(jié)使用牲畜;通風(fēng)主要靠自然風(fēng)流,。這種手工生產(chǎn)的方式很難向煤層的深度和廣度拓展,。傳統(tǒng)的煤窯安全條件和工作環(huán)境普遍較差。

二,、晚清煤礦的興辦及特點(diǎn)

1840年鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)一聲炮響, 打破了清中期以來(lái)閉關(guān)鎖國(guó)的局面,。鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后不久, 外國(guó)商人為了貿(mào)易和航運(yùn)的需要, 先后在香港、廣州,、上海等沿海沿江地區(qū)開(kāi)辦了船舶修造,、發(fā)電、煤氣制造,、水泥等企業(yè)[10],。這些企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn), 需要用煤炭為動(dòng)力或原料。第二次鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)后, 外國(guó)在華設(shè)立的通商口岸從原來(lái)的5個(gè)陡然增至16個(gè), 往來(lái)的外國(guó)輪船越來(lái)越多, 其所需用的煤炭也同步增加,。隨著外國(guó)對(duì)華經(jīng)濟(jì)滲透的加深, 其對(duì)中國(guó)煤炭資源的需求也不斷增長(zhǎng),。無(wú)論是從西方來(lái)華的遠(yuǎn)洋輪船, 還是航行在中國(guó)江河湖海的輪船, 都迫切需要在中國(guó)就近取得煤炭以降低運(yùn)輸成本,。除此之外, 外國(guó)人在通商口岸經(jīng)營(yíng)的制造業(yè)、公用事業(yè)等, 也對(duì)煤炭有相當(dāng)大的需求,。由于煤炭是大宗物資, 遠(yuǎn)渡重洋運(yùn)來(lái)的煤炭, 價(jià)格勢(shì)必特別昂貴, 所以從19世紀(jì)60年代后期開(kāi)始, 一些外國(guó)人便提出直接在中國(guó)開(kāi)辦煤礦[11],。

外國(guó)資本在中國(guó)開(kāi)礦設(shè)廠, 不僅帶來(lái)了機(jī)器設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù), 對(duì)中國(guó)資本主義工業(yè)的出現(xiàn)也產(chǎn)生了“示范”和催生作用[11]。

晚清時(shí)期興建的近代煤礦可分為兩個(gè)階段:一是1875—1894年;二是1897—1911年,。

(一) 1875—1894年

19世紀(jì)60年代, 中國(guó)興起了一場(chǎng)以“富國(guó)強(qiáng)兵”為目的的洋務(wù)運(yùn)動(dòng),。洋務(wù)運(yùn)動(dòng)的主要內(nèi)容除了開(kāi)展新式外交、軍事和教育活動(dòng)外, 還有創(chuàng)辦包括煤礦在內(nèi)的新式企業(yè)[3],。新式企業(yè)包括軍事工業(yè)和民用工業(yè),。造船、冶金,、機(jī)械等新式企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了對(duì)煤炭需求的激增, 從而大大改變了以往煤炭需求的構(gòu)成, 由以民間需求為主迅速向以官方需求為主轉(zhuǎn)變,。從1867年開(kāi)始, 洋務(wù)派多次上奏朝廷, 要求開(kāi)辦煤礦。1874年, 清政府批準(zhǔn)試辦, 并放棄了此前“悉聽(tīng)民間開(kāi)采”煤炭資源的管理政策, 改行官辦,、官督商辦煤礦制度,。此后, 洋務(wù)派興起了在中國(guó)開(kāi)辦煤礦的第一個(gè)高潮。從1875—1894年甲午戰(zhàn)爭(zhēng)前夕, 洋務(wù)派先后開(kāi)辦了15處新式煤礦, 其中“官辦”6處, “官督商辦”9處[3],。

這批煤礦的興建和投產(chǎn), 給中國(guó)近代煤礦的發(fā)展奠定了基礎(chǔ), 也促進(jìn)了中國(guó)近代工業(yè)的發(fā)展[1],。在這15家煤礦中, 主要為軍事工業(yè)和民用工業(yè)提供燃料的有7家, 其中規(guī)模較大和較有成效的有臺(tái)灣基隆和直隸開(kāi)平兩個(gè)煤礦[11]。

創(chuàng)辦于1876年的臺(tái)灣基隆煤礦被認(rèn)為是“中國(guó)第一座西式煤廠”[12]6,。這座煤礦最初的機(jī)器設(shè)備采購(gòu)自英國(guó),。1876年4月初, 由翟薩從英國(guó)聘請(qǐng)的4名技術(shù)人員攜帶礦山鉆探機(jī)、開(kāi)煤機(jī)等, 來(lái)到臺(tái)灣基隆八斗煤礦開(kāi)始鉆探工作,。同年7月, 翟薩和他延請(qǐng)的另外一批開(kāi)礦工匠, 以及所購(gòu)開(kāi)礦需用的鑿井,、采煤、抽水,、提車(chē),、通風(fēng)、截木等機(jī)器, 相繼到了基隆, 至此, 臺(tái)灣官煤廠的裝設(shè)機(jī)器和開(kāi)鑿煤井的工作也隨之分頭進(jìn)行[11]120,。當(dāng)年8月即鉆探到煤層, 開(kāi)始出煤。為了外運(yùn)煤炭, 在八斗煤礦修建了一條輕便鐵路, 將生產(chǎn)的煤炭主要運(yùn)往福州,、澎湖,、上海、汕頭,、香港等地銷(xiāo)售, 同時(shí)賣(mài)給一些外國(guó)輪船使用。

“1878年, 直隸總督,、北洋大臣李鴻章創(chuàng)辦了開(kāi)平煤礦, 1879年采用西法開(kāi)鑿了唐山礦一,、二號(hào)井, 1881年秋出煤, 這是中國(guó)大陸第一個(gè)采用西法開(kāi)采的煤礦,。礦井提升、通風(fēng),、排水等設(shè)備從國(guó)外購(gòu)進(jìn), 均以蒸汽為動(dòng)力,。大巷運(yùn)輸為畜力拉車(chē), 采煤搬運(yùn)全部為人力手工作業(yè)?！盵13]709

洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期興辦的15處煤礦, 大部分是在原來(lái)土窯基礎(chǔ)上建成的,。這15家煤礦的礦權(quán)全部由清政府及地方政府控制, 經(jīng)營(yíng)管理的權(quán)利由洋務(wù)派官員和買(mǎi)辦掌握, 礦師則全部聘請(qǐng)的是外國(guó)人。這一時(shí)期興辦的15家煤礦后來(lái)的命運(yùn)迥然不同:“因資金無(wú)著和訂購(gòu)不上機(jī)器而宣告失敗的2個(gè);因資金不足, 中途停辦的2個(gè);因管理不善, 銷(xiāo)路不佳, 連年虧損而停辦的5個(gè),?！盵14]119

(二) 1897—1911年

19世紀(jì)末期, 西方國(guó)家實(shí)現(xiàn)了第二次工業(yè)革命, 電力的應(yīng)用為生產(chǎn)和生活提供了遠(yuǎn)比蒸汽動(dòng)力更為強(qiáng)大和便利的能源。1895年中日簽訂《馬關(guān)條約》后, 外國(guó)資本憑借侵略特權(quán)在華投資辦廠, 對(duì)中國(guó)的侵略進(jìn)入了由商品輸出為主轉(zhuǎn)為以資本輸出為主的時(shí)期,。由于煤炭是工業(yè)的糧食, 所以西方各國(guó)對(duì)中國(guó)的煤礦進(jìn)行了激烈的爭(zhēng)奪[11]。

面對(duì)西方列強(qiáng)在中國(guó)大肆開(kāi)辦煤礦的行徑, 中國(guó)各界愛(ài)國(guó)人士在19世紀(jì)末20世紀(jì)初掀起了“收回礦權(quán)”,、“設(shè)廠自救”的群眾運(yùn)動(dòng)[1],。截至辛亥革命前, 山西、山東,、奉天、安徽,、四川、云南,、湖北等省相繼從外國(guó)人手中收回一些礦權(quán)。應(yīng)該說(shuō)明的是, 所收回的礦權(quán)都是中方付出巨款贖回的, 而且僅占帝國(guó)主義在華攫取礦權(quán)的一小部分, 大多是尚未開(kāi)采或未見(jiàn)成效之礦, 重要大礦如開(kāi)灤,、撫順、本溪湖,、焦作等仍然被外國(guó)資本控制。盡管如此, 收回礦權(quán)運(yùn)動(dòng)對(duì)于改變中國(guó)紳商的思想觀念還是起到了重要作用[11],。

在從外國(guó)人手中收回礦權(quán)的同時(shí), 一些較有遠(yuǎn)見(jiàn)的中國(guó)官員和紳商發(fā)出了“實(shí)業(yè)救國(guó)”的呼聲,。在此期間, 僅中國(guó)人新開(kāi)的煤礦就有20個(gè)。其中官辦的1個(gè), 官商合辦的4個(gè), 商辦的15個(gè),。這些民族資本的煤礦一般投資較少, 生產(chǎn)規(guī)模也較小,。據(jù)1913年的統(tǒng)計(jì), 中國(guó)煤礦煤炭年產(chǎn)量在100萬(wàn)噸以上的全部是外資或中外合資煤礦;年產(chǎn)10萬(wàn)~100萬(wàn)噸的煤礦外資和中外合資的占88.5%, 民族資本的只占11.5%;年產(chǎn)1萬(wàn)~10萬(wàn)噸的煤礦中外資占40.1%, 民族資本占59.9%;年產(chǎn)1萬(wàn)噸以下的全部是民族資本[11]。這些由民族資本興辦的煤礦不同程度采用了機(jī)器,。例如江西萍鄉(xiāng)煤礦, “礦軌,、煤車(chē),、電車(chē)、鋼纜,、起重、打風(fēng),、抽水,、鉆石各機(jī)俱全;又礦山基地, 及總局與各廠棧房屋、大小機(jī)器制造廠,、大小洗煤機(jī),、洋式煉焦?fàn)t、造火磚廠,、電氣燈,、德律風(fēng)一切礦內(nèi)礦外工程……均有歷年出入流水賬暨各廠棧外局報(bào)冊(cè)存查”[15]443。

三,、晚清煤礦機(jī)器設(shè)備的種類(lèi)與應(yīng)用

從19世紀(jì)中期開(kāi)始, 西方國(guó)家的政治,、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等學(xué)說(shuō)相繼傳入中國(guó), 與中國(guó)傳統(tǒng)的思想進(jìn)行了接觸,、碰撞,、交融。中國(guó)人對(duì)于西方的理論和思想采取了對(duì)抗,、認(rèn)同,、接受、學(xué)習(xí)等不同的態(tài)度,。在引進(jìn)煤礦機(jī)器設(shè)備方面, 大體持認(rèn)同和歡迎的態(tài)度,。特別是蒸汽機(jī)使用在提升、排水,、通風(fēng)等環(huán)節(jié), 大大提高了生產(chǎn)力,。晚清煤礦主要包括鉆探、建井,、開(kāi)拓,、掘進(jìn)、采煤,、排水,、通風(fēng)、照明,、運(yùn)輸,、提升等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。由于資金、技術(shù),、管理,、產(chǎn)量、生產(chǎn)規(guī)模等因素的影響, 晚清煤礦采用機(jī)器設(shè)備的程度各有不同,。

早期采用機(jī)器設(shè)備較多的是創(chuàng)辦于1876年的臺(tái)灣基隆煤礦?！霸摰V引進(jìn)英國(guó)機(jī)器, 足夠鑿井,、采煤、抽水,、提車(chē), 以及通風(fēng),、截木之用?！盵9]201

創(chuàng)辦于1878年的直隸開(kāi)平煤礦, “最早使用的機(jī)器, 是一臺(tái)蒸汽絞車(chē), 一臺(tái)以蒸汽為動(dòng)力的扇風(fēng)機(jī), 三臺(tái)以蒸汽為動(dòng)力的水泵, 還有一臺(tái)靠重車(chē)牽動(dòng)的小絞車(chē),。鑿井開(kāi)巷均用人工打眼放炮。井壁,、絞車(chē)道用磚料支護(hù),。此外, 開(kāi)平煤礦初建時(shí), 還建造了機(jī)修車(chē)間等輔助廠房。其機(jī)修設(shè)備也相當(dāng)可觀,。機(jī)修車(chē)間長(zhǎng)60尺, 寬40尺, 安裝10寸徑桶汽機(jī)1臺(tái), 車(chē)床2臺(tái), 刨床2臺(tái), 鉆床1臺(tái)”[15]528,。

創(chuàng)辦于1898年的江西萍鄉(xiāng)煤礦有限公司也是采用機(jī)器設(shè)備較多的煤礦。該礦“平巷內(nèi)鋪設(shè)了雙軌電車(chē)道, 道旁安裝電燈, 還有鋼纜,、起重,、打風(fēng)、抽水,、鉆石等各種機(jī)器,。此外, 建起了礦山基地, 設(shè)有總局及各廠棧房屋, 大小機(jī)器制造廠, 大小洗煤機(jī)、洋式煉焦?fàn)t,、制火磚廠,、發(fā)電廠、化驗(yàn)室等, 并附設(shè)輪駁碼頭”[9]216,。

德華礦務(wù)公司1901年在山東濰縣創(chuàng)辦的坊子煤礦最初建成的安尼井和敏納井都安裝了較先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備, 如空氣壓縮機(jī),、抽風(fēng)機(jī)、發(fā)電機(jī),、卷?yè)P(yáng)機(jī),、洗煤機(jī)等;還建立了煤磚廠。

興建于1902年的直隸井陘礦務(wù)有限公司“先后購(gòu)進(jìn)大小鍋爐共17座, 并在開(kāi)鑿的南井中, 安置了地底鐵道,、抽水機(jī)和使用畜力牽動(dòng)的絞車(chē),。”

1907年4月, 由袁世凱、周學(xué)熙等創(chuàng)辦的北洋灤州礦務(wù)有限公司投入使用的汽機(jī),、鍋爐,、抽水機(jī)、電機(jī),、電燈,、絞車(chē)、氣鉆,、氣樓,、煤樓等均從德國(guó)訂購(gòu)。其中“鐵制井架高124.82英尺, 以雙絞車(chē)提運(yùn),。井口設(shè)有井房并鐵制篩煤樓, 每點(diǎn)鐘能篩出煤225噸。篩煤并送煤各機(jī)均以電力帶動(dòng), 其機(jī)共有3部, 每部每分鐘轉(zhuǎn)955次, 500弗打17安培,。其井房?jī)蓪又g設(shè)有電力提運(yùn)機(jī)2副, 以便上下轉(zhuǎn)運(yùn), 其機(jī)每分鐘能轉(zhuǎn)710次, 亦系500弗打9.5安培”[16],。

一些官督商辦或資金不夠雄厚的煤礦機(jī)器設(shè)備相對(duì)少些。例如山東嶧縣“官窯局僅有幾部抽水機(jī), 其他生產(chǎn)環(huán)節(jié)依然如舊, 生產(chǎn)條件惡劣, 事故頻繁, 僅1893年6月14日半截筒子小窯所發(fā)生透水事故, 就淹死300余人”[17]39,。晚清煤礦采用的機(jī)器設(shè)備主要在以下幾個(gè)方面,。

(一) 發(fā)電

電力是煤礦生產(chǎn)不可缺少的動(dòng)力。煤礦的電廠發(fā)出的電最初主要滿(mǎn)足電絞車(chē),、電泵,、電鉆、電瓶,、井上井下照明用電,。其它機(jī)器設(shè)備則依賴(lài)蒸汽機(jī)帶動(dòng)。北洋灤州官礦有限公司成立后, 于1909年8月建立了一個(gè)有一架半便攜式發(fā)電機(jī)的臨時(shí)發(fā)電站, 為抽水機(jī),、運(yùn)送絞車(chē),、通風(fēng)器、排水機(jī)和礦廠電燈供電,。1910年, 又建成正式的發(fā)電站,。

(二) 鉆探

鉆探是開(kāi)辦煤礦的前提, 所以引進(jìn)的煤礦設(shè)備首先是鉆機(jī) (亦稱(chēng)探扦機(jī)) 。據(jù)史料記載, 前來(lái)臺(tái)灣開(kāi)辦煤礦的英國(guó)人在“1876年5月已有4人到達(dá)此間, 隨著帶來(lái)了鉆探機(jī)器;不久即用這些機(jī)器在選定的八斗礦地開(kāi)始鉆探……上個(gè)月一架蒸汽機(jī)已在井口建起, 運(yùn)轉(zhuǎn)毫無(wú)障礙”,。

開(kāi)平煤礦當(dāng)時(shí)被譽(yù)為“中國(guó)第一佳礦”,。該礦“1878年開(kāi)始鉆探, 使用金剛石鉆探機(jī);鉆探共三穴, 相距各400尺, 最深的一穴鉆探達(dá)536尺”[18]272。

湖北大冶縣在查勘王三石等煤礦時(shí), “用機(jī)鉆試, 擇其煤層最厚,、水運(yùn)最便而又離鐵山較近者, 勘定三處,。應(yīng)如何開(kāi)鑿煤井, 安設(shè)機(jī)器, 雇夫開(kāi)辦, 及設(shè)立分局, 起造煉焦炭爐座, 暨水陸轉(zhuǎn)運(yùn)之處, 督同礦師悉心籌議, 繪圖貼說(shuō), 稟候核辦”[18]802。

在安徽池州煤礦, “1888年延聘了一個(gè)外國(guó)礦師, 合同期限3年, 并且購(gòu)買(mǎi)了價(jià)值1萬(wàn)兩的鉆探機(jī)和抽水機(jī)”[18]1088,。

在湖北廣濟(jì),、安徽貴池等地興辦煤礦時(shí), 都有先聘請(qǐng)洋師鉆探勘驗(yàn)的記載,。

(三) 采煤

晚清時(shí)期一些煤礦在采煤方面已開(kāi)始使用炸藥。1882年, 開(kāi)平“礦務(wù)局每月需用火藥1噸, 系自天津機(jī)器局買(mǎi)來(lái),。炸藥用的較少,。電火引在重要的工作上使用, 但為了采煤采石, 普通都只用畢克佛 (Bickford) 火引”。

(四) 排水

礦井排水是煤礦生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,。抽水機(jī)亦稱(chēng)吸水機(jī),、水泵。當(dāng)時(shí)把井下各處的地下水匯聚到一處, 然后用抽水機(jī)把水抽到地面,。臺(tái)灣基隆煤礦從1876年10月11日開(kāi)始鑿井, 由于采用了抽水設(shè)備, “至12月31日, 煤井已達(dá)101尺深, 井中積水很少”[18]586,。在開(kāi)平煤礦, 1878年時(shí)“井中的水現(xiàn)在估計(jì)為每分鐘46加侖。計(jì)劃使用的抽水機(jī)是大維式抽水機(jī), 可自600尺的深井中每分鐘抽出781加侖”[18]272-273,。

創(chuàng)辦于1887年的淄川煤礦不僅自身的礦井采用機(jī)器抽水, 而且惠及周邊的土窯。據(jù)史料記載, 該礦“蘇家堤官煤井為王梅初協(xié)戎管理, 用機(jī)器吸水, 頗有成效,。旁有民井十余處, 悉由官井代為吸水”[18]690,。

山東棗莊自元代以來(lái)因遭水淹已廢棄數(shù)百年的煤井大多深30~60丈。使用抽水機(jī)排出積水后, 煤礦開(kāi)始出煤,。據(jù)史料記載, 嶧縣煤礦的抽水機(jī)是由天津機(jī)器局代購(gòu)的,。山西大同附近的懷仁縣“廢窯極多, 但為水阻, 土人不知用機(jī)器抽水之法。爰于去年 (1904年) 招紳商集股, 每股銀40兩, 共集銀1 000兩, 購(gòu)吸水機(jī), 于去年8,、9月將機(jī)器運(yùn)到, 派公正人經(jīng)理其事,。至今年結(jié)賬, 每股獲利息小錢(qián)70余千, 合銀42兩余, 1年中即收回成本, 尚有盈余, 各股東咸大喜過(guò)望”。

河北臨城煤礦最初購(gòu)買(mǎi)的機(jī)器主要是抽水機(jī), “開(kāi)峒挖煤悉用人工”[18]1100,。徐州煤礦也是如此, 最初僅在抽水環(huán)節(jié)使用機(jī)器, 其它環(huán)節(jié)主要還是利用人工,。1896年興辦的湖北炭山灣煤礦最初也是“先購(gòu)抽水、起重機(jī)器;鐵軌線路暫緩舉辦, 轉(zhuǎn)運(yùn)煤斤, 仍由水道由湖出港”[19]715,。

1902年, 英國(guó)福公司在河南焦作建井時(shí), 5口井每小時(shí)的涌水量達(dá)到40余萬(wàn)加侖 (1 800多噸) ,。福公司共安裝了36臺(tái)水泵排水, “世界上最古老而又最大的Hathorn Davey水泵即安裝于該礦3號(hào)井”[17]200。

(五) 通風(fēng)

在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中, 掘進(jìn),、爆破,、運(yùn)輸、裝卸等環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵,。特別是在采煤環(huán)節(jié), 產(chǎn)生的煤塵占井下煤塵的一半左右,。煤塵不僅使礦工易患?jí)m肺病, 而且可能引發(fā)煤塵爆炸, 造成惡性事故。造成事故的主要原因是通風(fēng)不暢,。以往煤窯的通風(fēng)方式主要依賴(lài)自然通風(fēng)和人工采用竹筒通風(fēng)等,。晚清時(shí)期興建的煤礦已采用機(jī)器通風(fēng)。在開(kāi)平煤礦“有些地方可以遇到很強(qiáng)的風(fēng)……沖入全礦”,。

(六) 運(yùn)輸

運(yùn)輸問(wèn)題, 是決定煤礦興衰的關(guān)鍵,。當(dāng)時(shí)在開(kāi)平煤礦, 井下巷道運(yùn)輸已由騾馬代替人工;后來(lái)又安裝了蒸汽曳引機(jī),。

煤礦一般距離城市、交通要道,、江河碼頭較遠(yuǎn), 所以生產(chǎn)出來(lái)的煤炭要外銷(xiāo), 運(yùn)輸就成為大問(wèn)題,。1866年時(shí), 北京西郊齋堂礦區(qū)生產(chǎn)1噸煤的采掘成本為2.5兩銀子, 但通過(guò)牛車(chē)運(yùn)輸?shù)教旖蜾N(xiāo)售每噸價(jià)格為12兩。即便如此, 販運(yùn)者也未必有利可得[20]182,。井上運(yùn)輸主要有鐵路,、水運(yùn)、牲畜,、人力,、高線及汽車(chē)運(yùn)輸5種形式。由于公路運(yùn)量有限, 高線運(yùn)輸成本較高, 水運(yùn)必須有河流, 所以鐵路成為外運(yùn)煤炭的主要形式,。

(七) 提升

煤炭屬于大宗笨重物資, 其運(yùn)輸問(wèn)題十分重要, 尤其是提升,。據(jù)1882年的《英領(lǐng)事商務(wù)報(bào)告》記載, 當(dāng)時(shí)的開(kāi)平煤礦總工程師金達(dá)介紹:“第二號(hào)礦井只裝配了一架小的齒輪機(jī), 每日提煤不能超過(guò)300噸。第一號(hào)礦井的大機(jī)器到5月里能裝好的話(huà), 會(huì)使產(chǎn)量增加很多,?！盵18]649

山東嶧縣煤礦1890年時(shí)已使用小型卷?yè)P(yáng)機(jī)提煤。

創(chuàng)辦于20世紀(jì)初的“撫順煤礦在礦井內(nèi)主要搬運(yùn)坑道設(shè)有循環(huán)鐵索運(yùn)煤機(jī) (endless rope) , 坑內(nèi)各處斜坑則置電氣卷?yè)P(yáng)機(jī)以提煤, 更由斜坑或豎坑所設(shè)之卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)送出坑外,。在1911年3月末各礦井共有卷?yè)P(yáng)機(jī)40臺(tái), 4 651馬力;到1917年3月末增為69臺(tái), 1925年末驟增至178臺(tái)和17 699馬力, 馬力數(shù)是1911年的3.8倍左右”[21]251-252,。

創(chuàng)辦于1903年的井陘煤礦在提升方面“已經(jīng)擺脫了舊式煤窯用手搖或馬拉式轆轤提煤的做法, 從西方引進(jìn)了蒸汽絞車(chē)和電動(dòng)絞車(chē)。據(jù)《井陘縣志》載, 井陘煤礦共有汽動(dòng)絞車(chē)4部 (兩部150馬力,、一部350馬力和一部24馬力) , 壓風(fēng)絞車(chē)三部 (功率分別為28馬力,、45馬力和12馬力) 和電絞車(chē)三部 (兩部22馬力和一部37馬力) ”[22]143-144。

(八) 照明

洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期興建的煤礦照明方式多種多樣, 既有傳統(tǒng)的油燈, 也有電石燈,。開(kāi)平煤礦在照明方面, 安裝有東方最大的發(fā)電設(shè)備,。礦工們?cè)诰峦L(fēng)不好的地方, 已配備了相對(duì)安全的蓄電池?zé)簟?909年, 撫順千金寨礦安裝了電燈。

(九) 洗煤

1911年, 中日合辦的本溪湖煤礦公司建設(shè)了遼寧省第一座洗煤廠,。據(jù)《中國(guó)十大礦廠調(diào)查記》記載:“筑一德國(guó)最新式洗煤臺(tái), 高90尺, 面積1 500平方尺, 每小時(shí)洗煤能力85噸, 一年能洗煤400萬(wàn)噸, 計(jì)需龍銀272 000余元, 并附有電氣起水機(jī)2座, 洗煤臺(tái)用電機(jī)2臺(tái) (18HP) , 水洗機(jī)用電機(jī)2臺(tái) (7HP, 120HP) ”[23]245,。

(十) 煉焦

漢陽(yáng)鐵廠建成后急需焦炭。為此, 附近的馬鞍山煤礦專(zhuān)門(mén)修建了焦炭爐,。由于提煉焦炭對(duì)原煤的要求較高, 漢陽(yáng)鐵廠委派人員到湖南,、江西等地尋找合適的產(chǎn)煤地。為了保證煉鐵的需要, 漢陽(yáng)鐵廠于1895年“續(xù)購(gòu)洋焦炭爐一分, 亦35座, 設(shè)于漢陽(yáng)廠內(nèi), 以煉購(gòu)來(lái)湘煤”[18]811,。

晚清興辦的煤礦使用的機(jī)器設(shè)備大多購(gòu)自外國(guó),。關(guān)于中國(guó)第一座近代煤礦———河北磁州煤礦的機(jī)器設(shè)備的來(lái)源, 據(jù)史料記載:“磁州開(kāi)挖煤鐵等礦一事……知照本埠【江南】制造局總辦, 倩西人名安德生者, 赴英國(guó)代購(gòu)?fù)诿簷C(jī)器;曾立合同, 議定價(jià)銀45 000磅?！盵24]573

另?yè)?jù)1875年英國(guó)領(lǐng)事商務(wù)報(bào)告, 中方在湖北興建煤礦“聘的礦師是曾在日本鹿兒島開(kāi)礦的馬立師 (Morris) ,。勘探煤鐵的地點(diǎn)在漢口下游約80英里,。預(yù)計(jì)勘探成功以后, 即將進(jìn)行鑿井并安裝機(jī)器, 機(jī)器將自英國(guó)訂購(gòu)”[24]573,。還有史料記載, 據(jù)當(dāng)時(shí)前來(lái)辦理礦務(wù)的道員盛宣懷稟報(bào):“由總稅務(wù)司赫德在英國(guó)代雇礦師郭師敦及洋匠3名來(lái)華試辦”[24]577,。

洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期興辦的煤礦購(gòu)買(mǎi)的機(jī)器設(shè)備大多來(lái)自英國(guó)。創(chuàng)辦于1876年的臺(tái)灣基隆煤礦, 時(shí)任福建巡撫的沈葆楨“派由翟薩前往英國(guó)購(gòu)辦全副開(kāi)礦機(jī)器, 同時(shí)延請(qǐng)采礦工匠10余人, 前赴雞籠從事開(kāi)窯采煤的工作”[11]120,。

不僅基隆,、開(kāi)平這些規(guī)模較大的煤礦, 一些較小的煤礦也是如此。例如遼寧金州煤礦1883年創(chuàng)辦時(shí), “即令訂定之正礦師在英定購(gòu)鍋爐,、起重,、吸水、煉鐵各項(xiàng)機(jī)器來(lái)華, 以期一氣呵成”[25],。

19世紀(jì)末20世紀(jì)初, 中國(guó)煤礦采用的機(jī)器設(shè)備有了明顯的進(jìn)步,。1905年左右, 萍鄉(xiāng)煤礦開(kāi)始使用風(fēng)鉆[26]39。開(kāi)平煤礦的蒸汽絞車(chē)開(kāi)始逐步被電動(dòng)絞車(chē)取代,。蒸汽通風(fēng)機(jī)開(kāi)始向電力通風(fēng)機(jī)過(guò)渡,。

需要說(shuō)明的是, 洋務(wù)運(yùn)動(dòng)時(shí)期興辦的煤礦并非一帆風(fēng)順。直隸磁州煤礦由于訂購(gòu)機(jī)器經(jīng)費(fèi)不足,、遠(yuǎn)離銷(xiāo)售市場(chǎng),、當(dāng)?shù)匕傩辗磳?duì)占地等原因, 致使煤礦沒(méi)有建成就夭折。1884年法國(guó)侵略臺(tái)灣時(shí), 臺(tái)灣當(dāng)局為避免基隆煤礦被法軍占領(lǐng), 被迫炸毀了礦井,。開(kāi)平煤礦投產(chǎn)后, 其運(yùn)煤鐵路機(jī)車(chē)僅行駛了幾個(gè)星期, 就因“驚動(dòng)龍脈”被迫停駛。1893年, 山東嶧縣煤礦因發(fā)生透水事故一次淹死礦工300多人而被山東巡撫下令封閉,。安徽池州煤礦經(jīng)營(yíng)10多年后因虧損于1891年停辦,。廣西富川縣賀縣煤礦因煤質(zhì)欠佳、運(yùn)輸困難于1886年歇業(yè),。

四,、晚清煤礦的社會(huì)影響

晚清煤礦的誕生不僅是中國(guó)煤礦近代化的先聲, 而且對(duì)中國(guó)煤炭工業(yè)的發(fā)展以至對(duì)中國(guó)社會(huì)變遷產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

第一, 采用機(jī)器設(shè)備生產(chǎn)煤炭, 效率大大提高,?！?878年, 基隆煤礦正式投產(chǎn), 日產(chǎn)能力約300噸, 比一般手工煤窯產(chǎn)量高出幾十倍?！盵14]106該礦1878年煤炭產(chǎn)量為16 017噸, 1881年為54 000噸,。就全國(guó)煤炭產(chǎn)量而言, 1907年為1 050多萬(wàn)噸, 1908年為1 200多萬(wàn)噸, 1910年為1 320萬(wàn)噸[27]。

由于采用了機(jī)器設(shè)備生產(chǎn), 晚清的煤炭產(chǎn)量逐年上升,。僅以開(kāi)灤,、焦作、撫順煙臺(tái),、本溪湖,、山東華德、井陘,、臨城7家外資煤礦為例, 1902年合計(jì)產(chǎn)煤919 178噸, 1905年為1 168 513噸, 1908年為2 285 642噸, 1909年為3 039 860噸, 1911年為4 386 887噸,。

第二, 晚清煤礦的出現(xiàn)帶動(dòng)了近代鐵路的發(fā)展,。1876年時(shí), 英商吳淞鐵路公司曾在上海修建了一條約15公里長(zhǎng)的窄軌鐵路, 后被清政府贖回并拆除。隨著一批煤礦的相繼投產(chǎn), 連接煤炭產(chǎn)地和市場(chǎng)之間的鐵路應(yīng)運(yùn)而生,。這一時(shí)期為外運(yùn)煤炭修筑的鐵路主要有:臺(tái)灣鐵路,、唐 (山) 胥 (各莊) 鐵路、萍 (鄉(xiāng)) 安 (源) 鐵路,、膠濟(jì)鐵路,、道 (口) 清 (化) 鐵路、臺(tái) (兒莊) 棗 (莊) 鐵路,、株 (洲) 萍 (鄉(xiāng)) 鐵路等,。除了上述鐵路, 京奉鐵路、津浦鐵路,、京漢鐵路等干線鐵路也都承擔(dān)著鐵路沿線和附近煤礦的煤炭運(yùn)輸,。鐵路干線附近的煤礦大多修筑了從煤礦到鐵路干線的運(yùn)煤支線。例如河南北部的六河溝煤礦修建了觀臺(tái)至臺(tái)寨的約7公里長(zhǎng)的鐵路;山西大同晉北礦務(wù)局修建了永定莊礦至口泉車(chē)站的鐵路支線,。

第三, 帶動(dòng)了電力,、冶金、建材,、化工等工業(yè)的發(fā)展,。無(wú)論在近代還是當(dāng)代, 煤炭都是中國(guó)工業(yè)動(dòng)力的基礎(chǔ)。即使在1985年, “火電,、煉焦,、鐵路機(jī)車(chē)煤炭消費(fèi)量占33%。以煤炭為燃料的火力發(fā)電量, 占全國(guó)總發(fā)電量的77%”[28]14-15,。中國(guó)的化學(xué)工業(yè)是以煤炭為原料發(fā)展起來(lái)的,。從煤炭中提煉的焦炭, 對(duì)冶金工業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

第四, 創(chuàng)辦了一批新式學(xué)堂, 開(kāi)始選派礦業(yè)方面的留學(xué)生出國(guó)學(xué)習(xí),。在晚清煤礦興辦之前, 清政府長(zhǎng)期閉關(guān)自守實(shí)行封閉式統(tǒng)治, 對(duì)于西方的資本主義生產(chǎn)方式和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知之甚少,。隨著晚清煤礦的興起和發(fā)展, 急需專(zhuān)門(mén)的技術(shù)和管理人才。在晚清, 先后出現(xiàn)了幾所大學(xué)堂, 比如:天津中西學(xué)堂 (1895年) , 該校是當(dāng)今天津大學(xué)的前身;南京礦務(wù)鐵路學(xué)堂 (1899年) ;焦作路礦學(xué)堂 (1909年) , 該校是目前中國(guó)礦業(yè)大學(xué),、中國(guó)礦業(yè)大學(xué) (北京) ,、河南理工大學(xué)等的前身。還有一些電報(bào)學(xué)堂,、實(shí)學(xué)館等, 也與礦務(wù)關(guān)系密切, 例如:1887年成立的臺(tái)灣西學(xué)堂就考慮到為基隆煤礦培養(yǎng)圖算,、測(cè)量等方面的人才;1889年設(shè)立的廣東西藝學(xué)堂, 所設(shè)的5個(gè)專(zhuān)業(yè)中就有礦學(xué)。在選派留學(xué)生出國(guó)學(xué)習(xí)時(shí), 李鴻章曾在1877年指示容閎等人:“中國(guó)所亟宜講求者, 煤鐵五金之礦, 未得洋法, 則地寶不出”, “如出洋學(xué)生內(nèi)有穎異可造之才, 望送入礦務(wù)學(xué)堂”深造[29]266,。在早期留學(xué)生中, “黃耀昌,、陳榮貴、唐國(guó)安,、梁普照,、鄺榮光,、鄺景揚(yáng)、陸錫貴等, 成了首批礦業(yè)工程師”[29]266,。1877年, 在選派的第一批留學(xué)歐洲的38人中, 到巴黎礦務(wù)學(xué)堂學(xué)習(xí)的有池貞銓,、張金生、林慶昇,、林日章, 羅臻祿是到法國(guó)汕答佃學(xué)堂學(xué)習(xí)礦務(wù),。

第五, 促進(jìn)了中國(guó)城市化的進(jìn)程。晚清興起的煤礦經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展, 后來(lái)大多形成為礦區(qū), 繼而發(fā)展成為煤礦城市, 例如:磁州煤礦成為河北邯鄲市所在地, 基隆煤礦成為臺(tái)灣基隆市所在地, 開(kāi)平煤礦發(fā)展成為河北唐山市, 嶧縣成為山東棗莊市, 英國(guó)福公司煤礦所在地成為河南焦作市, 安源煤礦成為江西萍鄉(xiāng)市所在地, 賈汪煤礦在當(dāng)今江蘇徐州市范圍內(nèi)等,。煤炭的銷(xiāo)售不僅帶動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展, 而且促進(jìn)了一批城市的興起, 例如:京漢,、正太兩條鐵路交匯的石家莊, 京漢、隴海鐵路交匯的鄭州, 京漢,、道清鐵路交匯的新鄉(xiāng)等,。

總而言之, 晚清時(shí)期中國(guó)出現(xiàn)了一批不同程度采用機(jī)器生產(chǎn)煤炭的煤礦, 是一個(gè)重要的歷史性的進(jìn)步。中國(guó)從此有了不完全依賴(lài)人力生產(chǎn)煤炭的近代企業(yè), 新的先進(jìn)的機(jī)器設(shè)備開(kāi)始裝備煤礦企業(yè),。晚清煤礦的出現(xiàn), 一方面是清政府急于求強(qiáng)求富和當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)軍用工業(yè),、民用工業(yè)發(fā)展的需要, 另一方面是當(dāng)時(shí)外國(guó)在華運(yùn)輸、機(jī)械等方面對(duì)煤炭有越來(lái)越多的需求,。晚清煤礦的出現(xiàn), 不僅使中國(guó)有數(shù)千年歷史的采煤方法從手工開(kāi)始向機(jī)器生產(chǎn)轉(zhuǎn)型, 而且推動(dòng)了鐵路,、電力、冶金,、化工,、建材等近代工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展, 帶動(dòng)了煤炭高等教育的發(fā)展, 促進(jìn)了一批礦區(qū)和煤礦城市的興起, 為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步起到了重要作用。