Hobby Talks #526 - История горного дела
В этом выпуске мы рассказываем об истории горного дела - о шахтах и штреках, кремне и угле, кирках и вагонетках, рудничном газе и подтоплениях.
Выпуск доступен для наших подписчиков на Спонсоре и Патреоне.
Транскрипт
Транскрипты подкаста создаются автоматически с помощью системы распознавания речи и могут содержать неточности или ошибки.
Доброго времени суток, дорогие слушатели! В эфире 526-й выпуск подкаста «Хобби Токс». С вами его постоянные ведущие: Домнин.
И Ауралиен.
Спасибо, Домнин. Итак, из Советского Союза 60–70-х мы переносимся к более абстрактной и близкой к земле теме. О чем мы сегодня поговорим, Домнин?
Сегодня мы поговорим об истории горного дела. О том, как горники добывали всякое полезное из земли с начала времен, то есть доисторических еще разработок, и примерно до развитого XIX века с его паровыми машинами.
Что в первобытно-общинном строе выступало главным материалом для инструментария?
Камень.
Камень, да. Причем камень далеко не всякий. То есть, несмотря на то, что большинство пород камня, наверное, пригодны для того, чтобы с тем или иным успехом проломить им кому-нибудь голову или, допустим, попробовать, я не знаю, раздробить какой-нибудь панцирь черепахи или ракушки для таких целей, однако, пока время шло, наибольший интерес начинал вызывать кремень — минерал кремния, из которого получались очень хорошие инструменты. Изначально достаточно примитивные, а потом и поддающиеся, поскольку он хорошо поддается полировке, то из него можно было делать целые каменные топоры, без которых переход к сельскому хозяйству во многих местностях был бы просто невозможен.
Почему? Почему?
Потому что, чтобы что-то где-то сеять, нужно для начала расчистить территорию от того, что там уже выросло.
Логично.
Мы, соответственно, эти деревья срубаем. Или, по крайней мере, так их подрубаем, если уж они очень толстые, а у нас пока не дошло до настоящих полированных каменных топоров, а есть только рубила, такие примитивные, со сколами. Мы их просто подрубаем, чтобы они засохли и хорошо горели. Потом мы все это выжигаем, заодно расчищая территорию и удобряя ее золой. И несколько лет можно будет пользоваться достаточно высокими урожаями с этой территории.
Потом, соответственно, когда этот урожай вырастет, нам опять понадобится кремень. Потому что мы сделаем из гнутой палки, в которой расщелина изнутри, мы туда напихаем маленьких кремушков. Получится примитивный серп. Соответственно, мы сможем пожать выращенное.
Но чтобы все это делать, нам нужно много кремня. И, судя по данным археологии, разработка воспринималась так: сначала обнаруживалось, что в некой местности на поверхности довольно много этого кремня. Можно просто найти, если походить, посмотреть. А потом стали замечать, что в таких местностях этот кремень же не с неба упал. Если немножко покопать, то можно найти еще кремня. Он там формирует такие, как это у нас в старину называли, рудные почки.
Конкреции такие, да?
То есть такой кусок, скажем так. И, соответственно, получилось, что если покопать, то получается разработка кремневого месторождения открытым способом, карьером. То есть роем большую яму и в ней выискиваем на краях ямы попадающиеся эти самые кремневые конкреции.
Но могло быть и так, что яму копать нет большого смысла, и видно, что вот эта жила кремневая уходит совершенно конкретно вглубь и никуда дальше не отходит. Стало быть, нужно копать шахту. В самом прямом смысле. Изначально шахты, судя по всему, были наклонными, потому что это достаточно просто и при этом эффективно и позволяет сопровождать уходящую вглубь вот эту жилу кремневую.
При этом, чтобы, собственно, добывать камень, не обязательно именно кремень. Много чего добывали. Например, малахит. Причем малахит, судя по всему, изначально добывался не как медная руда. Да, вы будете смеяться, но в дальнейшем малахит использовался как медная руда. Как вы видите, Никита Сергеевич и Леонид Ильич, любившие дарить всякие малахитовые шкатулки дружественным режимам, наверное, в обморок бы упали, если бы им про это сказали.
Да.
Его использовали как поделочный камень. Например, когда попадался, скажем, кобальт. Кобальт применялся для того, чтобы окрашивать стекло. Потому что зеленое стекло, конечно, дурак умеет сделать, а у нас синенькое будет. Всякие минералы типа прозрачного кварца, которые использовались в качестве поделочного, опять же, камня. Из них всякие там бусы можно делать. Это все тоже ценно.
Но кремень — это, наверное, самая база, потому что от него зависело все: сельское хозяйство, производство стрел и копий, то есть и охота, и война с соседями. И по этой причине в древние времена были созданы весьма серьезные кремневые шахты. Вот, например, одна из самых знаменитых — это Граймс-Грейвс в Восточной Англии, рядом с Норфолком, по-моему.
Знаешь, почему она Граймс-Грейвс?
Почему же?
Грайм — это Грим, он же Гримнир, он же Один, он же Водан. Это англосаксы назвали. «Могила Одина». С чем конкретно связано, это уже разные теории, но то, что связано именно с Одином, — это определенно.
Любопытно.
Да. По ним можно многое, кстати, судить о том, как велись разработки. Вот, например, если бы нам с тобой нужно было добывать кремень, будучи людьми каменного века, каким бы мы пользовались инструментом?
Кремнем?
В общем, да. Можно взять просто кремневое рубило и колотить им. Минус этого подхода такой, что ты быстро устанешь.
Это факт.
И отдача от удара будет уходить в руку. Вывод: приделать рукоятку, чтобы эту отдачу гасить, плюс за счет правила рычага повышать силу удара. Этого ты не знаешь, потому что ты еще не дошел до геометрии, но можешь догадаться эмпирическим путем. Ну а сам по себе кремень — это не дешевый материал, и у нас есть другой вариант, более экономичный: оленьи рога.
Да, а конкретно левый рог оленя.
Почему левый?
Удобнее держать. А мы правши с тобой.
Вот.
И нам при этом даже не придет Грета Тунберг и не скажет: «Хватит убивать оленей ради рогов».
Про Грету мы сегодня в послешоу поговорим.
И что рассказать. Она там отличилась дважды причем. Короче говоря, добывать рога можно совершенно без убийства оленей, потому что олени их регулярно сбрасывают. Нам просто надо походить и поискать этих самых рогов. И кирок из них было там найдено довольно много.
Короче говоря, получились таким образом самые натуральные шахты, у которых могли быть наклонные или даже, в развитых случаях, вертикальные стволы. То есть просто ствол идет вниз. Там, как правило, сделаны такие площадочки по бокам, между которыми устанавливали, судя по всему, толстые бревна, на которых делались зарубки, как лесенка. Вот по этим бревнам можно было вылезать или слезать, по этим площадочкам, оставленным до самого низа.
От площадочек, соответственно, расходятся вбок штреки, то есть горизонтальные проходы, которые, собственно, пытаются следовать за залежами минерала и добывать его. Вытаскивать минерал и пустую породу тоже вынимать, чтобы она там не мешалась.
Применялись мешки, сделанные из кожи, которые за плечами носились к стволу, а там сверху, значит, либо ты прям так с этим мешком вылезал, либо, если вы уже дошли до плетения прочных веревок, там сверху стояли мужики с веревкой, опускали ее и вытягивали мешок с рудой, или что у вас там, с пустой породой, наверх, чтобы тебе не надо было вылезать.
Таким образом, разработка кремня подобным способом позволила дать сильный толчок цивилизации и позволить использовать кремень новыми способами, создавая, в частности, настоящие топоры. То есть не просто там какой-то кусок камня к палке приделанный. Помните, во втором Warcraft, когда троллей за Орду нанимаешь, у них иконка атаки — это именно такая палка, к которой какой-то булыган прикручен?
Да, было такое.
А если в лесопилке троллей как раз посмотреть на первый апгрейд для них, то там будет видно, что камню придадут форму нормального топора. И в таком виде он действительно будет лучше бить. Вот это именно то, что произошло благодаря широкому распространению шахтной добычи кремня.
Класс.
Да. В данном случае второй Warcraft не врет.
Где-то 4000 лет назад начинается уже настоящее горное дело, я имею в виду с металлами. Потому что сначала распространяется гончарное дело. Мы про это уже рассказывали в выпуске про металлургию. То есть когда начинают при помощи огня, которым как раз в тот период достаточно уверенно владели, подвергать обжигу гончарные изделия. А также заметили, что обжиг некоторых минералов дает интересные результаты в виде плавления, допустим, медных самородков и превращения их в жидкость, которая потом снова застывает. Если ее налить в выкопанную в земле форму, то получатся соответствующей формы изделия.
И через некоторое время, поскольку самородки редко бывают прям чистыми-пречистыми, обнаружили, что в соединении, например, с оловом медь дает новый металл, более упругий и долговечный по сравнению с медью. Потому что первые медные инструменты в медном веке были хуже, чем каменные. У них преимущество было такое, что каменное, если обломалось, то все. А медное легко починить: просто расплавь, заново отлей и поточи. И все.
Соответственно, появились новые инструменты, которые, опять же, сильно продвинули всякие отрасли и хозяйство. Вот, например, как ты думаешь, как до создания ножниц добывали вещь вроде шерсти?
Ножом?
Просто выщипывали. Вот как сейчас у кролей многие считают, что лучше их не стричь, а выщипывать.
А как кроли на это реагируют?
Кроли реагируют в принципе нормально. А вот овцы, говорят, на выщипывание не очень. Поэтому это была задача непростая, и появление ножниц не случайно для овец стало мейнстримом. Все-таки овца — не кролик. Она и забодать может, в частности.
Да.
Вот, соответственно, получился целый ряд новых линий инструментов, которые частично создали высокий спрос на металлы, а частично использовались в добыче этого самого металла. То есть, например, появились сначала медные, а потом бронзовые кайлы, они же кирки, молотки, долота, сверла разного вида — как стержнем, так и такие, которые как гвоздь, скорее. Ломы, кстати, несмотря на то, что первые ломы делались еще и из камня, но из металла, как вы понимаете, сделать толковый лом гораздо проще.
Это все придало новый толчок горному делу. И вот с началом использования металлов сразу видно, что количество реликтовых выработок горнорудных сильно увеличивается. Причем это по большей части не открытые выработки, а закрытые. То есть наклонные или даже вертикальные стволы и штреки, от них отходящие.
Наступает период очередных инноваций, когда, во-первых, из-за того, что люди теперь могут забраться глубже, у них теперь металлические инструменты, возникает проблема обвалов. Не то чтобы раньше ее не было, но тогда к ней относились философски. А теперь заметили, что чем глубже, тем обвалы вероятнее.
Что мы можем сделать с обвалами?
Надо укреплять шахту.
Укреплять, да. Причем вот представь, что мы с тобой живем в Египте, и нам, чтобы укреплять, как бы дерево в недостатке. Какой логический способ укрепления потолков в шахте, если мы не можем делать подпорки из дерева?
Какой-нибудь песчаник использовать?
Мы просто будем оставлять часть камня в качестве колонны, подпирающей потолок. Нам не надо ничего делать, нам надо просто оставить. Наоборот, не делать. Этот способ применялся, в принципе, и сейчас с некоторыми оговорками применяется. Даже очень умный способ.
Началось использование как раз с бронзового века, где-то с III тысячелетия до нашей эры, началось использование воротов-подъемников. И не только кожаных мешков, а деревянных бодей, так называемых. То есть бодья — это такое здоровое ведро, которое кверху расширяется. Это чтобы в него было легче закидывать руду или породу, и, наоборот, чтобы легче было ее выкидывать из него наверху.
Вороты колодезного типа применяются для того, чтобы поднимать это все на поверхность, а не просто чтобы там мужик с веревкой стоял, потому что масштабы растут.
Кроме того, развивается и обогащение руды. Потому что еще в старинные дометаллические времена обогащение руды в некоторых местах велось. Например, делалось так: достаем куски породы из шахты, дробим ее каменными молотами. После чего водой в таких корчагах наливаем и мешаем, мешаем, мешаем, чтобы всякие легкие примеси ушли в воду. Мы ее, соответственно, можем вылить на какую-нибудь ткань. Вода уйдет, а тяжелые и твердые части останутся. Такой вот примитивный способ обогащения.
Это развивалось и дальше, поскольку теперь вопрос обогащения стоял гораздо жестче, поскольку теперь нужно было именно металлические руды добывать и отделять их от пустой породы. Теперь уже не просто там в каких-то корчагах поливали, а создавали целые такие вырубленные в камне акведуки с постоянными перепадами, то есть ступеньками он вниз идет, акведук. И, соответственно, мы насыпаем сверху породу и подаем воду из специально подведенного канала. Эта вода несет дробленую породу по ступенькам. И, соответственно, самые легкие части уносятся дальше, а тяжелые части, например кусочки меди, олова, золота, свинца, ртути, серебра, чего только не, остаются на этих самых ступеньках.
Умно.
Да, и гораздо меньше приходится возиться руками. Можешь работать головой — значит, меньше работаешь руками.
И как раз в этот период, благодаря тому, что начинают работать головой, образуется впервые отдельный слой людей — горников, которые начинают специализироваться на этой задаче и передавать свое искусство из поколения в поколение. И даже в некоторых регионах, таких как знаменитый подземный город Каппадокии, создают целые подземные города. Потому что там были богатые залежи минералов, они там их добывали и там же и жили, и там же, собственно, вели быт. И в итоге как-то там все так поселились в этих шахтах, и поколениями их дети дальше рыли и копали, пока, наконец, все не вырыли, не выкопали, а город остался.
Появляются новые методики по размягчению породы. Чем просто так долбиться об нее кайлом, можно придумать какие-нибудь новые методы. Например, используются клинья и молотки. То есть вместо того, чтобы каждый раз, размахиваясь кайлом, бить и попадать немножко не туда, можно приложить бронзовое долото, по нему постучать молотком так, чтобы оно немножко заглубилось, и все: ты теперь будешь в одну точку бить. Это производительнее.
Кроме того, были подмечены разные свойства касательно физики разных материалов и, соответственно, сопромата. Например, обнаружилось, что если мы пробьем при помощи долота достаточно глубокую дырку в породе, шурф, засунем в него деревянную палку, такую, чтобы прям впритык была, и начнем поливать ее водой, дерево начнет по волокнам эту воду впитывать и расширяться. И достаточно мягкие виды камня, типа того же песчаника, известняка, от этого могут лопнуть, и получится, например, возможность сделать квадратный более или менее блок без особого труда, который потом минимально придется обрабатывать.
Или огневой метод. То есть мы натаскиваем топливо, разводим костер. После того как костер прогорит, мы холодной водой обливаем раскаленную породу. И она что?
Расширяется.
Она не расширяется, а от холодной воды сужается. Она не выдерживает такого обращения и лопается, идет трещинами. Это позволяет нам обвалить ее без того, чтобы стучаться об камень кирками. Этот способ применялся практически по всей планете и показал себя как очень энергосберегающий для древних шахтеров.
Уже тогда это была опасная работа. Я уже сказал, что периодически что-то обваливалось. Или, например, срывалось бодья и падала тебе на голову. Потом, например, работа в подземельях вызывает недостаток кислорода, что тоже не полезно.
Это да.
Кстати, уже тогда, в бронзовом веке, было обнаружено, что если мы пробьем из двух разных шахт перемычку между ними, то получится вентиляция. И она будет тем лучше, чем выше одна из этих шахт расположена, я имею в виду вход в нее, по сравнению с другой. Ну или, наоборот, ниже, не так важно. Вот такое поэтому стали делать повсеместно с бронзового века, потому что это вызывало, во-первых, улучшение самочувствия шахтеров, а во-вторых, упрощало применение огневого метода, потому что огонь без кислорода не горит.
Для освещения уже тогда применялись примитивные масляные лампы. Очень может быть, что именно применение ламп было стимулировано развитием горного дела. Просто потому, что всякие прочие методы, используемые, например, для освещения домов, лучина, всякие там небольшие факелы — все это в штольнях не работало. А вот масляные лампы, наоборот, хорошо себя показывали и поэтому, наверное, распространились.
С началом железного века шахты и горное дело как таковое вообще получили еще один пинок. Потому что, несмотря на то, что первоначально железо для использования добывалось не в шахтах, самым типовым было так называемое болотное железо. Это разновидность лимонита, то есть оксида железа, который естественным образом откладывается на корневищах всяких там камышей, на территории заливных лугов попадается. Из воды железо наносится, откладывается. Из него, в принципе, можно было попробовать что-то делать так называемым сыродутным способом. То есть в примитивной печке на одного человека, которая из глины и кирпича складывалась, а после того как закончишь выплавлять, ломалась. Не совсем ломалась — дыра пробивалась, потом замазывалась в следующий раз.
Этот способ, несмотря на то, что его мог исполнять один человек, приводил к появлению очень дрянного железа, поэтому сейчас болотный лимонит не используется. То есть кем-то, может, и используется, но в промышленности — нет. Он содержит слишком много вредных примесей. Там чего только нет.
Обратите внимание, что египтяне, например, железо называли в том числе «бенипет», а греки — «сидерос». И то и другое означает «звездный металл».
Что-то вспомнился тот мультик про Конана.
Потому что оно как бы без примесей. В смысле, с примесями как раз. Например, такой минерал железа, как джозефинит, содержит 50% никеля. То есть ты нашел природную нержавейку.
Класс.
К сожалению, как я уже сказал, это была легендарная удача. Было даже более вероятно, что метеорит прилетит, чем вот это. Так что приходилось копаться в земле в поисках чего-нибудь более пригодного, чем этот болотный лимонит. Потому что более серьезные оружие и инструменты, чем то, что можно было сделать из лимонита, требовались настойчиво.
На производстве железа как раз специализировались хетты, почему они так активно буянили в регионе, бились и с египтянами, и с ассирийцами, и с кем только не. Они как раз заготавливали железо. Начинали они как раз с разработки этих болотных залежей, но постепенно, чтобы повысить качество, начали развивать и горную добычу железных руд.
Опять же, поменялись инструменты. Приняли более или менее современную форму кирки, они же кайлы. То есть у нее как бы есть с одной стороны узкое жало, а с другой — более широкий обушок. Нужен он для разного. Например, для того чтобы, приставив кирку к породе, по нему еще сверху стукнуть кувалдой.
Тогда же появляются специализированные лопаты для выгребания отбитой породы. И такие, знаете, не то чтобы вагонетки, а скорее тачки, которые по виду как садовая тачка. То есть, по сути, это комбинация изобретения в виде колеса с изобретением в виде рычага. Потому что садовая тачка — это, по своей сути, рычаг. Ты, имея точку опоры в виде колеса, как бы поднимаешь и можешь везти вперед более крупный вес, чем ты мог бы тащить в руках. Вот это стало применяться в том числе в горных работах, как и, например, металлические лопаты. Как раз тогда, с железного века, пошли. Благо для лопаты не нужно особенно качественного металла. Даже самое дрянное железо годилось. Опять же, технологически лопата — это довольно простое изделие: расплющил, втулку сделал — и все, готово.
Таким образом складывается вот эта относительно стереотипная картина горняков с кирками, ломами, молотками, лопатами и тачками, которые там копошатся в своих выработках. И в таком более или менее виде оно местами было вплоть до середины XX века. Потому что бывали всякие даже в XX веке края, где использование механизмов либо было нерентабельным, либо до него не доросли, либо слишком маленький был масштаб.
Что далеко ходить из современных реалий. Что такое копанка?
А что такое это?
Это нелегальная угольная, как правило, шахта. Там, где промышленную добычу угля за выработкой коксующихся запасов, как правило, прекратили, но происходит нелегальная добыча угля, например, которая поставляется электростанциям или просто населению развозится грузовиками, которые печку топят зимой в селе. И там, благодаря тому, что все делается абы как, нелегально же, все постоянно обваливается, взрывается, обрушается. Но всем глубоко до лампочки, потому что они как бы не того. Особенно славен этим был Донбасс до того, как война началась. После этого появились более насущные проблемы. А до этого, да, это была там реальность обыкновенная.
Ну так вот, возвращаемся в древность. Начинаются к периоду античности складываться некоторые методы, которые позволяют добывать больше, лучше и активнее. Например, в Древнем Китае в период Хань складывается достаточно передовая, заимствованная европейцами только уже в Новое время, техника, когда они бурили скважины. Например, чтобы добывать воду, или нефть, или еще что-нибудь.
Каким способом?
Они делали ямку, в нее вставляли бамбуковую трубу вертикально. После чего они брали такое тяжелое металлическое долото, подвешенное вертикально на тросе, и роняли его в эту трубу. Оно такое — бам. На веревке его подтягиваем обратно вверх, опять роняем, опять подтягиваем, и так, пока не продолбим там до того, что нужно следующее звено трубы вставлять, чтобы все это не обвалилось. То есть они практически изобрели скважинный метод добычи.
А римляне тоже, чтобы зря не сидеть, изобрели так называемые орудии. Про эти орудии писал Плиний, и вообще довольно долго считалось, что Плиний что-то напутал и такого быть не могло. Но в итоге, насколько мне сейчас удалось понять, раскопки показали, что Плиний все правильно говорил. И, например, предварительная оценка разработок золота римских времен в Испании показала, по-моему, английская экспедиция Харрисона работала, что, по-видимому, выработки велись 400 лет, и работало там единовременно до 2000 человек.
Ого, промышленное производство.
На самом деле он просто, видимо, не понимал, что это орудии. Все было гораздо быстрее и проще, по современной гипотезе. Делалось как? Находим золоторудное месторождение с относительно некрепкими породами и копаем там такие горизонтальные ходы. Крепим их, оставляя столбы из целика, то есть цельной породы, пока не подкопаем практически весь наклонный склон, в котором это самое месторождение. Все на относительно индустриальной по тем временам основе. То есть те, кто копают, они там прямо и живут и спят. Породу постоянно передают наружу через цепочки рабов, которые специально стоят и передают вот так из рук в руки.
И, наконец, когда дойдут до, как будет решено, нужного предела, они начинают от самых глубоких ко входу ломать опоры. Ломают, ломают, ломают, пока специалист, который разбирается в этом, не скажет: «Все, бежим!» И те, кто успел убежать и кого не завалило, видят, что это самое орудии оседает и, соответственно, обваливается наклонный склон с месторождением.
Класс.
После чего сверху создается цистерна, я имею в виду сверху по склону, в которую подводится вода при помощи акведуков. Самое крупное там, по-моему, в Испании было… Как оно называлось-то? А, Las Médulas. Считается, что семь длинных акведуков подводили из местных рек в резервуар воду. Соответственно, когда ее там наберется, мы должны открыть шлюзы. К сожалению, дистанционного управления еще нет. Поэтому мы выбираем самого ненужного, противного и хамящего раба и отправляем его открывать шлюзы. Его смоет и убьет, но зато смоет заодно всю эту породу, которую мы обрушили. И легкое унесет.
А мы дополнительно, чтобы улавливать, снизу создаем такой фильтр. То есть там будут канавы, в которые вода потечет, потому что это самый для нее простой способ. А на дно мы набрасываем специальные плетенки из колючего кустарника.
Догадаешься зачем?
Что-нибудь фильтровать?
Да, нам нужно фильтровать золото.
Класс.
Соответственно, вода проносится, все ненужное и легкое уходит, а золото застревает на наших колючках. Первоначально просто использовались не колючки, а шкуры овечьи. На территории Колхиды, например, так делалось: в золотоносных ручьях клали эти шкуры, и в них зацеплялась золотая пыль, после чего шкуры сжигали, а золу промывали в тазах, и золото оставляли себе. Видимо, из этого идет легенда о золотом руне.
Но ладно. Факт в том, что шкуры ли, колючки ли — это не так важно. Факт в том, что мы все это сносим аккуратно, чтобы не рассыпать золото, сжигаем, золу моем в тазах, зола легкая утекает, золото остается. Таким образом, как пишет Плиний, за год добывалось 6,5 тонны золота.
Нехило.
Очень много, да. Особенно учитывая, что оно умным способом добывается, практически механизированным. Так вот все продвинулось в античный период.
Кроме того, применялись и всякие новые механические средства. Например, архимедов винт. Потому что чем глубже ты идешь, тем больше у тебя опасность подтопления. Надо воду откачивать как-то.
Да. При этом это подтопление не то что там раз — а оно просто постоянное будет. Вот такой водный горизонт здесь и постоянно подтекает. Можно, конечно, черпать ведрами и таскать, но это невыгодно. У тебя люди вместо того, чтобы таскать ведрами породу, будут таскать воду, которая ничего не стоит. Поэтому применялся архимедов винт. А если точнее, то каскад из винтов, потому что по тогдашним технологиям выше где-то метра в два винтом воду поднимать было уже не очень эффективно. То есть их просто устанавливали один за другим, для чего создавался такой каскад, ведущий наверх.
Применялось и, например, водяное колесо для того, чтобы эти самые архимедовы винты крутить. Но это на самом деле была редкость, потому что проще поставить раба. Для кручения этого не нужно большого ума. А также для того, чтобы крутить вороты на колодцах, которые поднимают не воду, извините, а бадьи с породой. То есть устанавливалась такая бесконечная цепочка из бадей на веревке, которая постоянно вот так медленно поднимается наверх, там она прокидывается и идет вниз пустая. Все это крутилось водяными колесами. Ну, разумеется, не только. Нередко применялось и кручение, когда волов водят кругами, запряженными в большой ворот. Такое тоже применялось регулярно.
Который Конан, помните, все крутил?
Да-да-да, точно.
И накачался, стал таким здоровяком.
Да.
Для чего он это крутил, там так и не объяснялось, по-моему.
Да, только как это вообще…
Непонятная история. Просто так, так сказать. Из вредности. Причем их же там много было поначалу, а потом он такой один, весь такой кач.
Последний выживший.
Да-да-да. Но факт в том, что для этого используют на самом деле волов, потому что это гораздо эффективнее. Валы тяжести почти и не замечают. И, главное, молчат весь день.
Соответственно, получилось вот такое модернизированное производство с практически автоматизированным подъемом и откачкой воды. Так поднялась еще раз производительность труда горняков. И опять же, они, пережив, конечно, упадок античности и Темные века, начали постепенно опять к Средним векам подниматься и выделяться в свою цеховую структуру.
У них появляется особая, например, одежда. Они начинают носить шлемы. Причем шлемы, в общем, принципиально не отличающиеся особо от тех изделий, из которых шла их продукция. То есть на голову надеваем стеганый чепчик с завязочками под подбородком, а на голову простейший шлем — сервильер, черепник. Какие всякие небогатые воины носили, рыцари под большим шлемом — такие вот. В очень похожих ходили и сами шахтеры, чтобы на голову ничего не прилетело.
Кроме того, у них были свои особенные атрибуты. Например, специальные осветительные инструменты. То есть, во-первых, масляная лампа. Во-вторых, это обязательно масленка для того, чтобы заправлять и не бегать каждый раз на поверхность. И обязательно огниво.
Между прочим, почему кремневые месторождения продолжали разрабатываться и в Средние века? Потому что они все равно были нужны для того, чтобы делать, например, эти самые огнива, широко распространенные. То есть это такой набор из куска кремня, железки и коробочки, где держат какой-нибудь трут. У нас трут называется так, а может, наоборот, гриб называется так из-за того, что часто использовали характерные древесные грибы. Помнишь, мы с тобой часто видели, когда ходили в лес? Мы с тобой там, кстати, встречали и съедобный трутовик серно-желтый, по-моему, так назывался, который на дереве растет.
Да, да, да.
Помнишь, желтый такой, похожий немножко на губку? Я знал, что он съедобный, но я, как ты помнишь, ни разу не предлагал тебе взять его и употребить в пищу. Понимаешь почему?
Почему?
Лес-то у нас там какой?
Хвойный.
Да. Грибы с хвойных деревьев есть нельзя никогда. Никакие.
Типа что-то впитывают из смолы?
Ну да. Ты попробуй скипидара попей и расскажи нам о своих ощущениях. Нельзя есть древесные грибы ни с каких хвойных деревьев и вообще с деревьев, которые что-то могут там… Я не знаю, на эвкалипте растут или нет, на тисе растут. Тис совершенно точно ядовитый, и с него нельзя. С березы тоже не рекомендуется. Короче, только со всяких там…
Любопытно.
Да, ладно. Мы, короче, не про это. Мы про то, что кремень продолжал широко использоваться в качестве такой переносной зажигалки. И если вы сейчас пойдете в магазин для туристов, походников и тех, кто себя так ими и мечтает, вы можете там купить огниво, которое будет выглядеть как железный стержень. И к нему чиркалка, называемая кремнем. На самом деле чиркалка будет состоять не из кремня какого-то, а просто из закаленной стали. А вот это вот кресало, то есть железка, оно на самом деле не просто из железа какого-то. Оно из сложного сплава, обычно из ферроцерия. То есть это смесь железа с церием и еще какими-то редкоземельными, я уже забыл какими. Короче, это все редкие вещества, а не кремень.
Так вот, такое вот огниво с кресалом было обязательной чертой горняка. Потому что им там постоянно надо было зажигать всякие лампочки, потухшие от очередного дуновения чего-нибудь или из-за того, что кислород кончился.
Также распространены были всякие кожаные фартуки, кожаные накидки, кожаные такие шляпы. Для того чтобы, если вода будет или песок сыпаться, чтобы все за шиворот тебе не насыпалось. Таким образом, горники приобретают нечто вроде формы.
Начинают развиваться также и всякие осветительные приборы. Для них создаются новые лампы, которые вплоть до изобретения сэра Хемфри Дэви, которое было создано только уже в XIX веке, продолжали приводить к периодическим взрывам.
Взрывам чего? Этого, как его? Рудничного газа.
Да-да-да. Метан.
Метан там, да.
Да, метан, зараза, ничем не пахнет. Как, кстати, и пропан, который у нас в газовых плитах. То, что если вы откроете газ, а не включите, начнет характерно вонять, — это заслуга не самого пропана, а газовых станций, которые подмешивают к нему пахучее вещество специально, чтобы вы могли почувствовать.
Из-за того, что его обнаружить тяжело, а взрывы — дело неприятное, кстати, не один только рудничный газ виноват. На угольных выработках угольная пыль в воздухе тоже такое может вызвать. В сущности, для этого даже не обязательно есть подземный ход. Если мы с тобой, предположим, мельницу устроим, намелем муки, то мучная пыль в воздухе при попытке прикурить трубку может вызвать бабах. Или если мы с тобой затеяли бы, допустим, текстильную мануфактуру, частицы от волокон тоже будут висеть в воздухе, и при неудачных обстоятельствах, опять же, попытка высечь огонь или зайти со свечой вызовет объемный взрыв. То, что сейчас во всех этих топливных бомбах используется, — вот такое же. То есть спастись не удастся никому.
В общем, пока до XIX века не дожили, применяли разные другие способы. Например, брали с собой в шахту канарейку. Если канарейка скопытилась, то пора валить из этой шахты и побыстрее.
Вообще использование на всяких опасных производствах птиц было довольно распространенным. Например, когда производили синильную кислоту, это яд из цианидов, если что, то держали в цеху обязательно волнистых попугайчиков или еще каких-то попугаев. Они начинали не подыхать, а бесноваться, если чувствовали повышение концентрации синильной кислоты в воздухе. Объявлялась эвакуация.
Кроме того, к используемым тачкам, которые все-таки не очень грузоподъемные, прибавились и вагонетки.
О да.
То есть первоначально это выглядело как? Делаем такую таратайку с колесами. Пытаемся ее толкать. Дело идет плохо, она вязнет в грунте. Мостить мостовую ради каждой шахты — это не вариант, как вы понимаете. Ну, делаем как? Берем пару жердей, укладываем их вдоль прохода. И так вот получаются у нас примитивные рельсы. Делаем для нашей таратайки специальные колеса, которые выглядят как такая втулка. И по этим жердям катим ее.
Круто по сравнению с тем, что было. Но все равно не очень. Почему? Потому что все деревянное, что кладется на землю, немедленно начинает гнить. Особенно в шахтах, где сыро и темно. Там все гниет вообще со страшной скоростью. А, я забыл сказать, там еще и тепло. Вообще здорово. Все эти грибы, микроорганизмы, бактерии растут как на дрожжах. Все эти ваши рельсы очень быстро придут в негодность. Они сначала разбухнут, потом все прогниют, и вы, заехав на гнилое место, опрокинете эту таратайку свою. Хорошо, если не покалечитесь процессом.
Это плохо.
Решение: начинаем ковать сверху железом. В принципе, ничего, но само по себе это не решает проблему. Временно оставим вопрос, пока ничего нового не придумано. Уже и то хорошо, что хотя бы так есть.
Зато в 1627 году приходит инновация в другой сфере. Один тиролец по имени Кашпар Вейндль в современной Словакии, где есть Банска-Штьявница, там рудник был, решил: а что-то мы уже давно используем порох, чтобы делать бум. И, кстати, еще одно применение для кремня, по-прежнему добываемого в шахтах, это что?
Что?
Кремневый замок для ружья и пистолета.
А, логично.
Да. Там кремня нужно до задницы, потому что это в каких-нибудь видеоиграх, когда мы палим из пистолета мушкетеров или пиратов каких-нибудь, можно до старости это делать. В реальности выстрелов через 20–25 у вас просто кусочек кремня, которым вы высекаете искру для выстрела, сотрется.
Ну как у зажигалки, да?
Может стереться, так и у него. Так вот, Вейндль подумал: что-то мы порохом пуляем-пуляем, уже всякие мушкеты развели. Почему бы не попробовать его использовать в горном деле? Он пробил несколько шпуров, дырок, я имею в виду, насыпал туда пороху и бомбанул. Несмотря на то, что он, в принципе, рассчитывал на нечто большее, все равно получилось, что взрыв этот сэкономил затраты в объеме где-то 40 человеко-часов.
Ого!
Это довольно много.
Порядочно.
Поэтому метод был воспринят, и следующие 60 лет им пользовались по рецепту Вейндля. Пока, наконец, в 1687-м какой-то умный инженер не сказал: подождите, что вы делаете? Вы почему шпуры-то не пыжуете? То есть он предлагал делать что? Сначала делаем шпур, то есть прикладываем долото, по нему бьем кувалдой, пока не получится дырка. В нее напихиваем пороху, благо никакой другой взрывчатки нет. Туда напихиваем фитиль, а потом пыжуем, то есть берем глину и замазываем отверстие. Для того чтобы создать замкнутое пространство.
Помните в художественном фильме «Армагеддон», когда объясняли, зачем отправлять бурильщиков на астероид? Там ученый говорил, что если у вас взорвется на открытой ладони петарда, то получите ожог. Если вы попробуете сжать кулак с горящей петардой, то…
Вас оторвет пальцы.
Он выразился, что шнурки за вас будет завязывать жена.
Да.
Дипломатично. Короче, пыжевание сразу подняло эффект, поскольку у черного пороха бризантное действие достаточно низкое, в отличие от фугасного. То есть, грубо говоря, он хуже дробит породу и вообще материю рядом с собой, но зато производит большое количество газа, который эту самую породу может разорвать. Но для этого у него не должно быть выхода. Поэтому нужно пыжевать шпуры.
До сих пор, в принципе, взрывчатка широко используется. К концу XIX века практически все перешли на изобретение шведа Нобеля, то есть динамит. И более того, вплоть до 80-х годов в ЮАР совершенно точно широко динамит использовался. Сейчас все перешли на более дешевые и безопасные, кстати, взрывчатки. В ЮАР это, по-моему, из-за блокады было.
Скорее всего.
Да. Но факт в том, что помимо использования взрывчатки были также применены всякие механические дрели тогда. То есть вместо того, чтобы стоять: один держит лом, второй по нему бьет кувалдой, применялось, например, бурение такое. Ты так держишь за ручку, крутишь ее, механические передачи передают, и сверло крутится. Только плечом наваливайся, чтобы оно лучше шло. У покойного деда Петра Сверидовича подобная штука была в сарае в числе инструментов. Я уж не знаю, зачем он ее использовал. Но у него была такая маленькая, для того чтобы дерево сверлить, ручная дрель, то, что сейчас называется.
Кроме того, начали механизировать и подъем этих самых бадей массово. То есть если раньше это было только на самых продвинутых шахтах, то теперь уже все, никакой ручной подъем уже массово не применялся. Хотя, в принципе, вплоть до относительно современных пор оставалась так называемая профессия саночника. То есть это шахтер, который на себе тащит маленькую вагонетку, низенькую, по проходу.
Они, знаешь, когда использовались?
Когда?
Когда считалось, что нет смысла делать проход в полный рост, а делался такой маленький, чтобы на карачках только ползать.
Чтобы не тратить время, да.
Да, и вот на карачках, соответственно, ползет саночник и тащит за собой эти самые санки по рельсам.
Прикольно.
Считалась одна из самых тяжелых физических профессий. Я думаю, вы можете понять почему.
Да уж.
Но факт тот, что массовая механизация позволила делать шахты еще более глубокими и, соответственно, добывать еще больше и лучше. Массово применялась тяга на водяных колесах. Причем местами, где это позволялось, даже внедрялись подземные речки, которые находили в процессе копания, пускать в ход. Ставили в них водяные колеса и запитывали всякие машины внутри шахты.
У нас в России, например, такое было в конце XVIII века. Какой-то там Кулибин-самоучка местный был и в итоге поднялся до чина, эквивалентного полковничьему, при том что он был из самых что ни на есть простонародных. За вот это его изобретение как раз его и продвинули.
Кроме того, уже в начале XIX века, как я уже сказал, начали применять, во-первых, уже упомянутые мной плоды трудов сэра Хемфри Дэви. Это был знаменитый химик. Он был ученым еще с XVIII века. Они все были и швец, и жнец, и на дуде игрец. Просто общий объем научных данных был маленький. Если мы сейчас с тобой попробуем одновременно быть и химиками, и биологами, и геологами, и астрономами, скорее всего, мы особо не продвинемся ни там, ни сям. А тогда, из-за того что все было новое, еще на низком старте, можно было, в принципе, заниматься всем подряд. Благо все равно до расщепления атомного ядра мы с тобой, как физики, не дошли бы, как ни старайся. А со временем своим надо что-то делать. Ну вот, с физикой дошел до пределов — занимаюсь химией. С химией закончил — пиши книги про усоногих рачков. У Дарвина, например, дети спрашивали своих друзей: «А ваш папа тоже пишет книги про усоногих рачков?» Они настолько привыкли, что их отец только этим и занят целыми днями, что думали, что так у всех.
Ну так вот, что Хемфри Дэви сделал такого в области освещения в шахтах? Он рассудил, что для воспламенения газовоздушной смеси снаружи лампы нужно отсутствие барьера между газовоздушной смесью снаружи и внутри. Причем этот барьер вовсе не обязательно должен был быть непроницаем зрительно и даже принципиально. Поэтому он сделал что? Он расположил ряд мелких металлических сеток, которые отрезали пламя внутри лампы от того, что снаружи. То есть, с одной стороны, лампа светит, и все нормально работает. С другой стороны, вокруг может быть взрывоопасная атмосфера, но из-за того, что мелкая-мелкая вот эта проволочная сетка не дает контакта, получается безопасно.
Это первый плюс. Плюс номер два. Если вдруг лампа Хемфри Дэви начинает дурить, то есть начинает чего-то заикаться, язык пламени удлиняется, начинает как-то болтаться…
Пора бежать.
Пора бежать, да. Это значит, пора бежать. Соответственно, получалась двойная выгода. Эту идею потом сильно развили до разных, так сказать, других вариаций. То есть там были даже такие лампы, которые позволяли по длине языка пламени, там специальная шкала была, определять, насколько загазовано в шахте.
Еще в XVIII веке пошла в ход, именно из-за шахт, первая, наверное, более или менее успешная паровая машина. Это еще не была машина уаттовского типа, то есть такая, на которой паровозы могут бегать, но это все равно была очень полезная машина. Ее еще называют пароатмосферный двигатель. Кто в Victoria 3 играл, помнит, что там первый же движок, который позволяет сильно поднять выработку в шахтах, называется Atmospheric Engine. Вот это он, собственно.
Как он работает? Есть котел. И этот котел производит горячий пар, поступающий в цилиндр. Соответственно, поршень цилиндра под действием давления горячего пара идет вверх. И тут, когда он дошел до верха, мы впрыскиваем при помощи специального патрубка холодную воду в цилиндр. Отчего пар резко теряет свои витальные силы, так сказать. И давление резко падает в цилиндре. Поршень идет вниз. И все: смыть, повторить. То есть мы с вами создали, в общем, работающий поршень, который можно использовать для много чего. Например, самое типичное — поставить насос, чтобы откачивать воду из шахты.
Вот этот, который стереотипный, нефть качающий.
Да. Вот примерно так выглядел и насос, запитанный от пароатмосферного движка Ньюкомена. И он как раз находился рядом со многими шахтами, откачивал воду, поднимал, например, оттуда бадьи с породой. Короче, много чего делал.
Кроме того, если вдруг шахту так получилось, вдруг заливало, что-то не туда прорыли и все затопило, приходилось срочно откачивать воду. За несколько дней можно откачать и изредка даже кого-то живого там найти. В каком-нибудь дальнем закутке запрятались выше уровня горизонта воды. Такое тоже бывало.
От этой атмосферной машины было, в общем, недалеко и до применения уаттовских машин, которые позволили уже не только откачивать воду и поднимать бадьи, но и, например, при помощи тросового привода перемещать вагонетки.
Рельсы для вагонеток уже, наконец, сделали, во-первых, металлические, а во-вторых, уже знакомой нам формы. Такой грибообразной, да: чтобы сверху широко, а дальше такое как бы сужение. И тогда же появилась привычная для нас форма железнодорожного колеса. Это все было придумано именно для горняков. И только уже потом, как мы вам уже рассказывали, когда Тревитик и прочие Стефенсоны подумали: что-то у нас все пар таскает вагонетки по шахтам, почему бы на поверхности не поделать так же? И, кстати, почему у нас паровая машина стоит? Пусть она тоже едет.
То есть развитие горного дела не просто спонсировало транспорт при помощи топлива, железа для котлов и вагонов, но и напрямую подавало идеи для этого.
В XVIII–XIX веках большое значение приобрела добыча угля в шахтах. И для этого в том числе были созданы паровые машины, которые позволили бурить породу. Именно для угля. Потому что их как бы запитывали от паровой машины, которая, собственно, этим углем и питалась. Вот и получалось, что очень выгодно выходит.
Первым, считай, ну или, может, не первым, а первым из успешных, был так называемый перфоратор Джордана. То есть там такой поршень, движимый маховым колесом от парового движка, к которому прицеплена ударная штанга. Она как бы туда-сюда движется и колотит, как в более или менее привычном нам отбойном молотке.
И таким образом к XIX веку сложилась более или менее стереотипная горняцкая сфера, где ездят по настоящим железным рельсам привычные нам вагонетки с паровым приводом, где шахтеры в касках с приделанными к ним безопасными лампами и орудуют запитанными от парового двигателя отбойными молотками, которые к середине XIX века сменились на пневматические, то есть практически современные. Компрессор просто по трубке гонит воздух, и она так колотит туда-сюда.
Ну вот. И, соответственно, получилась вот эта горная сфера, с которой мы в том или ином виде вступили в XX век, когда уже пришли новые машины. Сейчас вон уголь добывают местами не люди с молотками — это просто дистанционно управляемая машина с шипастым валом перед ней. Появились всякие врубовые комбайны, которые позволяют сделать вруб под, собственно, ценным ископаемым, чтобы, когда его взорвут, оно все туда осыпалось. Получится очень удобно.
Ну и на этом историческом моменте мы, пожалуй, сегодня и завершим. Потому что современное горное дело — это уже немножко другая история.