第十二节 煤炭 我国古代对煤的认识及煤炭开采的文字记载,最早见于秦汉时期。而先秦时期的地理著作《山海经》,则最早记述了煤的地理分布。当时称煤为“石涅”②,该书记载石涅有三处。最早记载煤窑洞穴的是司马迁,见于《史记·外戚世家》,其大意是说:西汉窦太后的弟弟窦广国,年四五岁时为人所掠卖,……至宜阳,为其主人入山作炭,夜寒,煤窑工人卧于煤洞内休息,发生了煤洞坍塌事故,一百多人被压死,唯窦广国不死。③由这一记述中可以想见当时的煤炭开采规模已经不小,一个煤洞可容一百余人睡觉,其开采延伸长度当不少于几十米。我国用煤炼铁也很早。如河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址曾出土煤炭,可能当时已试用煤作为炼铁用的燃料。
煤在古代,还称为“石墨”、“石炭”等,大约在南北朝时,“石炭”这个名称已经通行,但直到明代陆深《燕闲录》才明确指出“石炭”即煤。据陆云《陆士龙集》载,西晋陆云在写给其兄陆机的一封信中提到:“一日上三台(指铜雀、金凤、冰井三台),见曹公(指曹操)藏石墨数十万斤,云烧此,消冷可用,然烟中人,不知兄见也不?今送二螺。”①从中可见煤产量已相当可观。南北朝时雷次宗《豫章记》、郦道元《水经注》等,则已有关于用煤炼铁和取暖炊饭的文字记载。唐代的日本僧人圆仁在《入唐求法寻礼行记》中提到,太原西门外晋山产石炭,附近的县都去购买,有可能煤在唐代传入日本,日本至今仍称煤为“碳”。
随着社会经济发展,用煤量日增,煤炭开采规模日益扩大,开采技术不断进步。到宋代,煤炭开采与加工利用技术发展到一个高潮。
据文献记载,辽宋夏金时期下述各省区的煤炭已进行开发:北京西山地区,江西今高安、萍乡、丰城、玉山,陕西韩城、铜川、旬邑,辽宁抚顺,河北曲阳、观台,河南鹤壁、鲁山、宝丰、渑池、新安、怀州,安徽安庆、淮北,山西太原、洪赵等。
宋代采煤技术相当发达。北宋时代的河南鹤壁古煤矿遗址的发掘,为此提供了证明。1959年鹤壁中新煤矿在掘进中遇到了古煤井巷,并发现许多古瓷器。经河南省文化局考古工作队深入考察,进而发现了宋元时期的古煤矿遗址一处。尽管古煤矿遗址已残破不全,但从中可大致看出宋元时期的开采技术水平②:(1)开拓方式为圆形竖井,井深46米,井径2.5米。井筒位置选择得合理、准确,说明当时的煤田地层知识比较丰富,手工凿井技术也比较成熟。
(2)巷道布置已有主巷和辅巷之分。主要巷道由井底向南北两端开凿,用于连接南北采区。这条残存的主巷,南段长4米,北段长6米,顶高2.1米,巷宽2米。采区辅助巷道共发现4条,全长约500米,自井口向东、西、南三面伸延,通向八个采区。采区巷道一般高1米多,上宽1米,下宽1.4米。可能由于这里的岩层和煤层都比较紧实,顶板压力不大,所以均无顶柱承托。这种情况,在近代山西的土法采煤中还常见到③。
(3)回采工作面共10个,分布在井筒的四周,距井口最近者10米左右,最远者100米。各工作面之间保持一定距离,并保留一定的煤柱,以减少工作面的顶板压力。回采方式采用房柱法,回采顺序为“跳格式”,先内后外,逐步后退。回采工作面的形状以狭长的椭圆形及瓢、瓶形为多,很不规则。采空区面积大小不一,最大者长50米,宽30米;最小者长7米,宽2.5米。
(4)井下照明采用固定式点灯的方法,在巷道两壁开凿了许多放置油灯的扁圆形和近似长方形的灯龛,高10—17厘米,长13—28厘米,深10—21厘米。灯为瓷碗和瓷盘。巷道中放有贮油的瓷瓶、瓷罐,可以随时为灯添油。
(5)鹤壁古煤井下有许多条筐,还有扁担和一个辘轳,说明回采工作面采下的煤先用肩挑至井底附近,再用辘轳提升到地面。遗址中还有一口排水井,位于井筒东南20余米处,近似圆形,直径1米,深5米,井中尚有2米深的积水。说明当时的排水方法是先将矿井内的水引入低洼处的积水井中,然后用辘轳将盛有水的水具提至地面排出。
在鹤壁古煤井中还发现一块长方形石砚和水碗等用具,似是管理者在井下记帐管理的用品。
这一时期采煤业比较发达,是古代煤炭技术长期发展和当时经济一度繁荣发展的结果。据文献记载和考古发现,宋代已开始出现煤砖(古称炭■)、香煤饼和焦炭。金代张子和《儒门事亲》一书记载,有的地区出现了“家家打炭■砲”①的情景。文学家欧阳修关于发香煤饼的故事,曾在文人学士中传为佳话。欧阳修《归田录》卷2载:“有人遗余以清泉香饼一箧者。君谟闻之,叹曰:香饼来迟,使我润笔独无此一种佳物。……清泉,地名;香饼,石炭也。用以焚香,一饼之火,可以终日不灭。”
考古发掘表明,至迟到宋代已经懂得加工利用焦炭。1957年—1958年,河北省文化局文物工作队,在河北峰峰矿区的观台镇发现了三座宋元时代的炼焦炉遗址①。观台即著名的六河沟煤矿所在地,盛产焦煤,当地居民自古以来以煤为业,传统土法炼焦延续至今。1978年—1979年,山西省考古研究所在稷山县马村发掘了一批金代砖墓,墓中尸体不用棺椁,直接置于砖床或木床上。两座墓的两床下堆满了煤炭和焦炭,各约五百市斤,“这些焦炭与今之炼焦无异,似当为人工所炼”①。在墓中放置煤焦,似是为了防潮。一座墓中尚且放置这样多的焦炭,由此推测当时社会经济生活中利用焦炭的范围一定相当广泛。
这一时期,煤炭除了用于炊爨烤火、冶铁、烧瓷、殉葬之外,还用来制药。宋张锐的《鸡峰普济方》中记载了用于治疗血脏虚冷、崩中漏下疾患的“补真丹”药方:“禹余粮、乌金石各肆两”②。乌金石即煤炭。金代名医张子和《儒门事亲》一书,曾谈到“乌金散”的配制,其主要药物是“乌金石”,书中特别注明:“乌金石,铁炭是也。”③铁炭是宋代对煤的另一称呼,这也反映了当时广泛用煤冶铁的事实。
②沈括:《梦溪笔谈》卷19。
③徐梦莘:《三朝北盟会编》卷139引陈规《朝野佥言后序》。
①章鸿钊《石雅》推断“石涅”为煤的古称,这是很有可能的。但据本草书记载,“石涅”也指石墨。
②《史记》原文有“卧岸下百余人,岸崩,尽压杀卧者”句,“岸”字费解,故有人认为此处并非指煤窑,有人则据《论衡》等认为“岸”字为“炭”字之误。关于窦广国卧煤窑洞的考证,见《中国古代煤炭开发史》,煤炭工业出版社1986年版,第21—25页。
③原文“冷”字为“复”,据赵承泽先生之意校改。“螺”可能为“籯”(竹筐)。
①河南省文化局文物工作队:《河南鹤壁市古煤矿遗址调查简报》,《考古》1960年第3期。
①许志群:《山西之煤炭》,《矿业杂志》1卷1期,1917年。
①张子和:《儒门事亲》卷12。
②河北省文化局文物工作队:《观台窑址发掘报告》,《文物》1959年第6期。
③山西省考古研究所:《山西稷山金墓发掘简报》,《文物》1983年第1期。
煤在古代,还称为“石墨”、“石炭”等,大约在南北朝时,“石炭”这个名称已经通行,但直到明代陆深《燕闲录》才明确指出“石炭”即煤。据陆云《陆士龙集》载,西晋陆云在写给其兄陆机的一封信中提到:“一日上三台(指铜雀、金凤、冰井三台),见曹公(指曹操)藏石墨数十万斤,云烧此,消冷可用,然烟中人,不知兄见也不?今送二螺。”①从中可见煤产量已相当可观。南北朝时雷次宗《豫章记》、郦道元《水经注》等,则已有关于用煤炼铁和取暖炊饭的文字记载。唐代的日本僧人圆仁在《入唐求法寻礼行记》中提到,太原西门外晋山产石炭,附近的县都去购买,有可能煤在唐代传入日本,日本至今仍称煤为“碳”。
随着社会经济发展,用煤量日增,煤炭开采规模日益扩大,开采技术不断进步。到宋代,煤炭开采与加工利用技术发展到一个高潮。
据文献记载,辽宋夏金时期下述各省区的煤炭已进行开发:北京西山地区,江西今高安、萍乡、丰城、玉山,陕西韩城、铜川、旬邑,辽宁抚顺,河北曲阳、观台,河南鹤壁、鲁山、宝丰、渑池、新安、怀州,安徽安庆、淮北,山西太原、洪赵等。
宋代采煤技术相当发达。北宋时代的河南鹤壁古煤矿遗址的发掘,为此提供了证明。1959年鹤壁中新煤矿在掘进中遇到了古煤井巷,并发现许多古瓷器。经河南省文化局考古工作队深入考察,进而发现了宋元时期的古煤矿遗址一处。尽管古煤矿遗址已残破不全,但从中可大致看出宋元时期的开采技术水平②:(1)开拓方式为圆形竖井,井深46米,井径2.5米。井筒位置选择得合理、准确,说明当时的煤田地层知识比较丰富,手工凿井技术也比较成熟。
(2)巷道布置已有主巷和辅巷之分。主要巷道由井底向南北两端开凿,用于连接南北采区。这条残存的主巷,南段长4米,北段长6米,顶高2.1米,巷宽2米。采区辅助巷道共发现4条,全长约500米,自井口向东、西、南三面伸延,通向八个采区。采区巷道一般高1米多,上宽1米,下宽1.4米。可能由于这里的岩层和煤层都比较紧实,顶板压力不大,所以均无顶柱承托。这种情况,在近代山西的土法采煤中还常见到③。
(3)回采工作面共10个,分布在井筒的四周,距井口最近者10米左右,最远者100米。各工作面之间保持一定距离,并保留一定的煤柱,以减少工作面的顶板压力。回采方式采用房柱法,回采顺序为“跳格式”,先内后外,逐步后退。回采工作面的形状以狭长的椭圆形及瓢、瓶形为多,很不规则。采空区面积大小不一,最大者长50米,宽30米;最小者长7米,宽2.5米。
(4)井下照明采用固定式点灯的方法,在巷道两壁开凿了许多放置油灯的扁圆形和近似长方形的灯龛,高10—17厘米,长13—28厘米,深10—21厘米。灯为瓷碗和瓷盘。巷道中放有贮油的瓷瓶、瓷罐,可以随时为灯添油。
(5)鹤壁古煤井下有许多条筐,还有扁担和一个辘轳,说明回采工作面采下的煤先用肩挑至井底附近,再用辘轳提升到地面。遗址中还有一口排水井,位于井筒东南20余米处,近似圆形,直径1米,深5米,井中尚有2米深的积水。说明当时的排水方法是先将矿井内的水引入低洼处的积水井中,然后用辘轳将盛有水的水具提至地面排出。
在鹤壁古煤井中还发现一块长方形石砚和水碗等用具,似是管理者在井下记帐管理的用品。
这一时期采煤业比较发达,是古代煤炭技术长期发展和当时经济一度繁荣发展的结果。据文献记载和考古发现,宋代已开始出现煤砖(古称炭■)、香煤饼和焦炭。金代张子和《儒门事亲》一书记载,有的地区出现了“家家打炭■砲”①的情景。文学家欧阳修关于发香煤饼的故事,曾在文人学士中传为佳话。欧阳修《归田录》卷2载:“有人遗余以清泉香饼一箧者。君谟闻之,叹曰:香饼来迟,使我润笔独无此一种佳物。……清泉,地名;香饼,石炭也。用以焚香,一饼之火,可以终日不灭。”
考古发掘表明,至迟到宋代已经懂得加工利用焦炭。1957年—1958年,河北省文化局文物工作队,在河北峰峰矿区的观台镇发现了三座宋元时代的炼焦炉遗址①。观台即著名的六河沟煤矿所在地,盛产焦煤,当地居民自古以来以煤为业,传统土法炼焦延续至今。1978年—1979年,山西省考古研究所在稷山县马村发掘了一批金代砖墓,墓中尸体不用棺椁,直接置于砖床或木床上。两座墓的两床下堆满了煤炭和焦炭,各约五百市斤,“这些焦炭与今之炼焦无异,似当为人工所炼”①。在墓中放置煤焦,似是为了防潮。一座墓中尚且放置这样多的焦炭,由此推测当时社会经济生活中利用焦炭的范围一定相当广泛。
这一时期,煤炭除了用于炊爨烤火、冶铁、烧瓷、殉葬之外,还用来制药。宋张锐的《鸡峰普济方》中记载了用于治疗血脏虚冷、崩中漏下疾患的“补真丹”药方:“禹余粮、乌金石各肆两”②。乌金石即煤炭。金代名医张子和《儒门事亲》一书,曾谈到“乌金散”的配制,其主要药物是“乌金石”,书中特别注明:“乌金石,铁炭是也。”③铁炭是宋代对煤的另一称呼,这也反映了当时广泛用煤冶铁的事实。
②沈括:《梦溪笔谈》卷19。
③徐梦莘:《三朝北盟会编》卷139引陈规《朝野佥言后序》。
①章鸿钊《石雅》推断“石涅”为煤的古称,这是很有可能的。但据本草书记载,“石涅”也指石墨。
②《史记》原文有“卧岸下百余人,岸崩,尽压杀卧者”句,“岸”字费解,故有人认为此处并非指煤窑,有人则据《论衡》等认为“岸”字为“炭”字之误。关于窦广国卧煤窑洞的考证,见《中国古代煤炭开发史》,煤炭工业出版社1986年版,第21—25页。
③原文“冷”字为“复”,据赵承泽先生之意校改。“螺”可能为“籯”(竹筐)。
①河南省文化局文物工作队:《河南鹤壁市古煤矿遗址调查简报》,《考古》1960年第3期。
①许志群:《山西之煤炭》,《矿业杂志》1卷1期,1917年。
①张子和:《儒门事亲》卷12。
②河北省文化局文物工作队:《观台窑址发掘报告》,《文物》1959年第6期。
③山西省考古研究所:《山西稷山金墓发掘简报》,《文物》1983年第1期。