中国近代煤炭开采技术发展及其影响因素

2011-02-10 06:01岩,胡
关键词:煤炭煤矿生产

周 岩,胡 茹

(中国矿业大学文法学院,江苏徐州 221116)

中国近代煤炭开采技术发展及其影响因素

周 岩,胡 茹

(中国矿业大学文法学院,江苏徐州 221116)

中国近代煤炭开采技术在古代煤炭生产技术发展的基础上,采用了机械设备及其它比较先进的技术手段,在矿井提升、通风、排水等生产环节开始推行机械化,从而在短短几十年时间超越了古代煤炭生产技术几千年的发展。本文在简要回顾中国近代煤炭生产技术兴衰发展历史的基础上,重点研究科学技术在煤炭生产发展中的重要作用,并着重从煤炭生产的需要、社会政治和经济条件、管理与教育等方面探讨中国近代煤炭生产技术兴衰发展的原因,为后人汲取历史经验,促进煤炭生产技术发展,加速现代化矿井建设提供借鉴。

近代;中国;煤炭生产;技术发展;影响因素

以机器开采为标志的煤矿出现在近代历史时期。随着工业的发展,人们对能源的需求越来越大,而煤炭在工业、交通乃至人们的生活中占有重要地位。近代煤矿发展离不开科学技术的进步,以往学术界对近代中国煤矿的研究多侧重于政治、经济、中外关系等方面,关于近代煤矿生产技术及其作用研究甚少。李进尧的《中国古代金属矿和煤矿开采工程技术史》一书中对中国古代煤炭开采的历史以技术发展为线索,综合分析,专章叙述了传统技术,着重从工程技术的角度,论述中国古代煤炭工程技术发展的过程,力图阐明中国古代煤炭开采工程技术发展的社会条件和内在因素,是国内对于古代煤炭开采技术史描述较为详尽的著作之一,但其时间跨度仅局限于中国古代。1990年,《中国近代煤矿史》编写组著的《中国近代煤矿史》一书,对于中国近代的煤矿发展进行了系统的梳理,堪称中国近代煤矿史的重要著作,但对近代煤炭生产技术发展的论述似不够系统。本文拟重点研究生产技术在中国近代煤矿发展中的重要作用,并分析影响近代煤矿生产技术发展的各种因素,以促进今后煤炭生产技术的发展,加速现代化矿井的建设。

一、近代中国煤炭生产技术的发展概况(1875~1949年)

(一)起步阶段(1875~1895年)

中国是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一,《中国古代煤炭开发史》一书记述了从大约新石器时代,我国人民就发现了煤炭,并开始了对煤炭的早期利用。两汉时期是我国“用煤史上的第一个高峰”。长安(今西安)附近、河南、抚顺地区的煤炭相继被发现和利用,史籍中有关于煤炭开采的明确记载。西汉时期,我国开始用煤炭作燃料冶铁。《汉书·五行志》记载,武帝征和二年(公元前91年),“涿郡铁官铸铁,铁销皆上去”。成帝河平二年(公元前27年),“沛郡铁官铸铁,铁不下,隆隆如雷声,又如鼓音,工十三人惊走。音止,还视地,地陷数尺,炉分为十一,炉中销铁散如流星,皆上去,与征和二年同象。”这是关于两次冶铁事故的记载,反映了当时冶铁炉很大,而这样大的冶铁炉在当时只能用煤作为燃料。在河南的巩县和郑州、山东平陵的汉代冶铁遗址中,都发现了煤块或用煤末和黏土制成的煤饼。据庄季裕《鸡肋编》卷中记载:北宋时期,“汴都数百万家,尽仰石炭,无一家燃薪者”。可见都城东京(今河南开封)的居民在当时已经普遍使用煤炭作燃料,煤炭的开采量已经是一个很大的数字。到明清时期,手工业生产和生活用煤就更加普遍了。

中国古代的煤炭技术曾长期领先于世界,只是到了17、18世纪才开始落后于西方。以手工操作为主要特征的中国古代煤炭技术进入近代发展时期,是从19世纪下半叶开始的。19世纪六七十年代,清王朝中的洋务派在“自强”、“求富”和“中体西用”的口号下,建立了一批近代工业,这些军用和民用企业都要消耗大量的煤炭,从古代延续下来的旧式手工煤窑不能满足新式企业用煤的需要。依赖国外进口煤炭,不仅价格高,也难以保证供应。出路只有改进煤炭生产技术,开办新式煤矿。为了满足近代工业用煤的需要,洋务派于19世纪70年代开始引进西方的采煤技术,兴办新式煤矿。所谓新式煤矿,即使用机器的煤矿。在当时,新式煤矿仅仅是在提升、通风和排水三个生产环节上使用以蒸汽为动力的提升机、通风机和排水机,而其它生产环节仍然主要是靠人力或畜力。这是近代新式煤矿区别于旧式手工煤窑和现代机械化矿井的主要技术特征。

1875年至1895年这段时间,中国先后出现规模大小不同、寿命长短不一的第一批新式煤矿16个。其中基隆煤矿试办成功,成为中国近代第一个新式煤矿。开平煤矿则是中国近代试办最成功的煤矿,起着用机器开采煤炭的示范带头作用。它是中国近代最有影响的企业之一。

(二)发展阶段(1895~1937年)

1895年至1937年这段时间,先是外资插足在中国开办煤矿,仅1895~1907年10多年中,帝国主义列强强迫中国签订的与开办煤矿有关的各种条约、章程、合同就达40多个。从1903年开始,各地逐步掀起收回矿权运动。中国一部分新兴的民族资本家,此时亦集资开办了一批新式煤矿。到1936年为止,中国年产5万吨以上的近代煤矿61个,其中年产60万吨以上的煤矿有8个(不计萍乡、六河沟煤矿)。全国原煤产量上升到3900余万吨,其中新式煤矿产量2966.8万吨,比1895年增长29.7倍。生产技术水平有所提高,机械设备部分得到更新。

随着近代煤矿的产生与初步发展,煤炭生产技术也有了一系列变革。在这一时期,回采、掘进等主要生产环节虽仍停留在手工操作阶段,但矿井提升、通风、排水3个辅助生产环节基本上实现了机械化,煤炭洗选环节以手工为主,辅之机械。

近代中国的煤矿技术可以从煤炭地质勘探、开采技术、煤炭洗选与加工利用这三个方面来加以考察:

(1)从煤炭地质勘探来看,19世纪末至20世纪初,中国煤炭分布与煤炭储量只有一些外国人进行过粗略的踏勘。中国最早的地质调查机构是1904~1906年由盛宣怀创设于上海的勘矿公司。后逐渐发展成为地质调查所。一直到1926年才对中国的煤田分布有了一定的了解。初步勘查结果显示:中国煤田大体南少北多,造煤时期主要有石炭二迭纪、侏罗纪和第三纪,地理分布主要在6大区:沿海区、晋陕直豫区、东南区、东三省区、甘新区(附西藏煤矿)、西南区。关于煤炭储量,有关调查部门1935年认为是243,669,000,000吨。在三四十年代,煤田地质调查的进展不大,新发现的煤田为数甚少。

(2)开采技术可分为矿井开拓、采煤方法与采煤机械、井下运输、矿井通风、矿井排水以及矿井照明等。

矿井开拓:近代煤矿由于某些生产环节采用了机械,井下范围一般已达几百米乃至上千米,个别已达2000~3000米。井筒支护多用石料或砖,多角形井筒及斜井多用木料支护。

采煤方法与采煤机械:与旧法采煤相比,掘进与回采分开,即开拓工程完成后再布置采区,进行回采。近代煤矿最早应用残柱法采煤,但它回采率低(一般只有20%~30%),不安全。为寻求解决厚煤层开采问题,1912年抚顺煤矿开始使用洒沙充填采煤法,这种方法起源于美洲,后传入欧洲, 1912年引进我国。1913年中兴煤矿开始在薄煤层中试行“走向长壁机采充填法”。

近代煤矿机械化程度相当低。第一个购进割煤机的是山西保晋公司阳泉煤矿。它购进的以压缩空气为动力的割煤机是英国1866年首创的,55年后才传入中国。1930年山东中兴公司从德国购进2台簸运机,1931年又从德国购进2台电动割煤机。并在薄煤层和厚煤层中分别试用。露天矿使用蒸汽铲进行剥离始于1915年,蒸汽铲发明于1839年,19世纪下半叶广泛应用于美国露天矿,中国露天矿使用蒸汽铲比欧美晚五六十年。1920年由日本购进小时生产能力为160立方码的挖掘机使用于抚顺露天矿。

井下运输:其机械化程度相当低,一般是靠人力或畜力运输。唯中兴煤矿1931年在部分回采工作面使用过簸运机。无极绳仅抚顺煤矿和中兴煤矿分别在1926和1930年开始在主要大巷使用。萍乡煤矿1907年在井下运输大巷开始应用架线式电机车。

矿井通风:自19世纪70年代采用机械通风,其动力初为蒸汽,大约到20世纪20年代逐渐改用电力。

矿井排水:引进中国的第一台水泵叫“大维式抽水机”,安装在开平煤矿。从世界上发明第一台蒸汽泵到开始引进中国,经历了180年,这180年即是中国近代煤矿落后于西方近代煤矿的时间。近代煤矿引进排水机械,最初都是以蒸汽为动力的气泵,大约到了20世纪20年代才陆续出现电力推动的水泵。

矿井照明:1884年前都使用明火灯。后部分矿井改用安全灯,1909年抚顺千金寨煤矿首先在安全区域安设电灯,蓄电池灯于1918年首先应用于阳泉第二矿。

(3)从煤的洗选与加工利用来看,西方于19世纪40年代出现机械选煤,传入中国是19世纪80年代。1907年萍乡煤矿安设了具有相当能力的洗选机,其动力初为蒸汽机,后改为电动机。1914年和1917年开滦林西矿先后购置2台鲍幕式洗选机,1927年又引进了追波式洗煤机及泡沫浮选机。其它煤矿的洗选设备都比较简单,手选或波动筛筛选。煤的加工利用在20世纪二三十年代之前,主要是炼焦和制作煤砖、煤球,采用低温干馏发生煤气只有抚顺煤矿蒙德式瓦斯发电厂一家。山东坊子煤矿最早用机器制造煤砖。1909年左右,萍乡煤矿亦开办一个煤砖制造厂,用机器压制煤砖,年产煤砖5万吨。

(三)衰落阶段(1937~1949年)

1937年日本对中国发动了全面的侵略战争,占据了东北的全部煤矿和华北、华中地区的绝大部分煤矿,侵占了大小煤矿100多处。他们强制矿工劳动,以人换煤,很少考虑改进采煤设备,不注重安全,只靠中国廉价的劳动力获得大量煤炭;他们掠夺式开采,严重地破坏了中国的煤炭资源,使中国煤炭技术水平大大降低。

在此期间,国民政府为解决南方用煤,开发了西南、西北一些中小型煤矿,稍具规模,日产在40~50吨以上的共有59个。1943年这些煤矿的总产量达600余万吨,它们主要是靠手工生产,效率很低。

日本投降后,沦陷区煤矿多数遭到严重破坏,再加上政治、军事局势的影响,大多数煤矿处于停产、半停产状态。

二、影响近代煤炭生产技术发展的因素

(一)煤炭生产的需要

为增加煤炭产量,提高生产效率和经济效益,保证安全生产,必须发展煤炭生产技术,中国煤炭生产技术正是在煤炭生产对技术的需要下发展起来的。

手工采煤技术与近代机器采煤技术相比,煤炭产量低,生产效率、经济效益、安全性都很差。在鸦片战争前手工采煤技术相当落后,煤炭生产主要是靠镐刨、人背(或拉筐),用手摇辘轳提煤算是比较大一点的煤窑;排水主要靠人力担,戽或牛(羊)皮包提水;通风全靠自然风流。这样的开采技术,无法向煤层纵深扩展,无法采出更多的煤炭。若增加采深,则地下水加大,排水困难。为了维持生产,必须用大部分人力去排水,工效低、成本高,在涌水量大的煤层中,单靠人力排水常常是不可能的。

鸦片战争后,社会用煤量急剧增加,外国资本主义在中国办的企业需要消耗大量的煤炭,而洋务派开办的近代军工企业和民用企业亦需要大量煤炭。为增加煤炭产量,提高生产效率,保证安全生产,主要的办法就是改进开采技术,用机器采煤。正是在这样的情况下,在19世纪70年代中期,出现了以使用蒸汽动力机为特征的近代煤矿。

中国近代第一个用机器采煤的煤矿是台湾基隆煤矿。在对基隆储煤情况调查后得出结论:如果建立起机器生产和近代运输设备,经济效益可以大大提高,生产成本可从当时的每吨2.94元下降到0.34至0.5元,即可降低成本80%~90%左右。1878年基隆煤矿正式投产,由于采用了新技术,日产煤能力达到300吨,比一般手工煤窑高出几十倍,大大提高了生产效率。

开平煤矿起着用机器采煤的带头示范作用。由于生产的需要,开平煤矿购进了许多较先进的机器设备,由于采用了新技术,投产当年日产煤能力就达500~600吨。到了1894年,平均日产量达到1500吨,最高日产可达2000吨,大大地提高了生产效率。

由上述可见,煤炭生产对技术的需要是煤炭生产技术发展的主要动力。

(二)社会政治因素

关于社会政治因素在这里主要讨论社会稳定对煤炭技术发展的影响。煤矿建设周期长,而且需要巨大的投资,尤其特殊的是煤炭企业生产对象是埋藏于地下的煤炭,与自然界接触紧密,一旦生产系统遭到破坏,恢复起来相当困难。因此煤炭生产技术的发展特别需要相对稳定的社会环境。社会稳定,煤炭技术就发展,反之则停滞甚至是倒退。

台湾基隆煤矿是中国第一个采用机器开采的新式煤矿,它的兴办标志着中国近代煤炭技术的开端,它的兴衰过程充分说明了这一点。基隆煤矿的诞生和发展大致可分为3个阶段。第一阶段是1878年至1884年(中法战争)。这段期间生产初具规模,但发展缓慢,到1883年产量出现相对萎缩。第二阶段是中法战争前后煤矿遭到破坏的时期。1884年,法国军舰进犯基隆,企图占领基隆煤矿,以保其军需。刘铭传得知此消息后命令军队前往八斗子拆移煤矿机器,炸毁煤井设备,并将煤矿房屋及坑口存煤焚毁,将基隆煤矿全部破坏。第三阶段是甲午中日战争前的一段时间。1885年法国军队撤离了台湾,但清廷因巨额的战争赔款和外债,一时无力顾及基隆煤矿的恢复,基隆煤矿从此日渐衰落。1894年中日战争爆发后,日本帝国主义侵占了台湾。基隆煤矿也随之落入日本人之手。社会的不稳定、帝国主义的侵略,葬送了第一个用机器开采的中国近代煤矿。

1937年,中国社会发生了更大的动荡。日本帝国主义对中国发动了侵略战争,占领了我国180多处大小煤矿,8年间掠夺中国煤炭数量占全国煤炭产量的93.82%。由于日本帝国主义的侵略,使中国近代刚刚发展起来的煤炭生产技术遭到了极大的破坏。中国的煤炭生产技术水平在此期间不但没有进步反而大大倒退了。

1945年日本投降后,原沦陷区的煤矿多数为国民政府接收。在国民政府管辖区内的多数煤矿经过日本帝国主义的掠夺、破坏,生产能力严重下降,再加上当时国内政治、军事局势的影响,各煤矿几乎处于停产、半停产状态。国民政府为了恢复煤矿生产,曾寄希望于美国贷款和联合国救济,但都没有奏效,致使煤炭产量急骤下降。受战争的破坏,煤矿连维持原来的生产状况都很困难,更谈不上生产技术的发展了。

(三)社会经济因素

煤炭科技人才的培养、科技机构的建立、技术设备的购进与研制等与经济条件息息相关。先进的技术设备是煤炭生产技术发展水平的标志。

中国煤炭生产技术近代化的进程受经济条件的影响而延迟。当时清朝政府因连连的战事及巨额的战争赔款,国库空虚,无力提供更多的资金发展煤炭生产技术。比如在1875年至1894年创办的16个近代新式煤矿中,因资金无着和订购不上机器而宣告失败的有2个,因资金不足中途停办的有2个,还有几个煤矿因资金不足,无力购买机器设备不得不以手工开采为主。在近代中国,煤炭技术的进步,主要靠从国外购买机器设备,聘请外国矿师。所以,经济实力不强,延迟了中国煤炭生产技术近代化的进程。

(四)教育因素

限制煤炭技术发展的各种社会条件需要人去改变,新的煤炭理论需要人去研究,技术的管理、资源的利用、设备的选择和改进需要人去完成。这就需要大量的煤炭科技人才。而人才的培养除了依赖于直接的实践经验积累,还同时依赖于对别人经验和科学知识的学习,这就要通过教育、培训,掌握已有的知识,因此教育是技术发展中不可缺少的因素。

中国近代煤炭技术之所以发展缓慢,原因之一是教育的落后,由此导致技术力量的缺乏。

煤炭生产技术教育在中国近代早期几乎等于零,封建科举制度把一些人培养成封建官僚和封建科举制度的维护者,科学技术被看成奇技淫巧而加以扼杀,造成鄙视科学技术的不良风气。

引进先进的技术、设备,必须同时引进相应的科学理论,并通过强有力的教育措施,尽快地消化、吸收,才能使先进技术在本国生根、开花、结果,洋务派倡导开办的新式煤矿,多数失败,与其不懂科学与技术、不懂生产技术与教育之间的联系有很大关系。洋务派在19世纪70年代虽然也开始设法翻译部分地质采矿著作,派遣少数留学生出国学习,但其着眼点在于购买机器设备和聘请外国技师。没有重视引进西方科学著作,开办新式学校,没有有效地培养中国自己的科学技术人才。

从19世纪70年代至90年代末的二三十年中,翻译的地质采矿书籍只有十几种,派遣出国学习采矿技术的人员为数极少(70年代第一批留欧美学生中只有8人学习采矿冶金)。到1892年才有第一个矿学堂(湖北铁路局附设开办),1995年才开办第一个设有采矿专业的大学(天津中西学堂)。

由于缺乏技术人才,中国虽然具有丰富的煤炭资源,但它的储量却长期是个谜。19世纪下半叶至20世纪初,只有外国人对此进行过粗略的踏勘。直到1904年,中国才有最早的地质调查机构。辛亥革命后,1912年南京政府在实业部下设立地质科,由中国近代地质学的鼻祖章鸿钊主持。至此中国人才开始自己勘查煤炭资源。

中国近代新式煤矿自1875年试办起到1895年为止的20年间,居然没有一个煤矿是由掌握了近代煤矿开采技术、懂得近代经营管理方式的中国矿师主持的。都是靠外国矿师管理生产。这些外国专家有的工作堪称认真,甚至以身殉职,对发展中国的煤炭技术是有贡献的。但是也有的“独断专行”、“拖延工程”、“借便图私”,还有的是为帝国主义侵略中国,掠夺中国的煤炭资源效劳的。历史证明,任何单纯依靠外国专家发展中国煤炭技术、开发中国矿产资源的想法都是靠不住的。要想发展中国的煤炭技术,根本还是要靠中国自己的技术人才,而在近代中国,技术人员的缺乏是一个突出的问题,它严重地影响了中国煤炭技术的发展。

(五)管理因素

任何一个行业部门,要使其技术得以迅速的发展,都离不开完善的管理。在中国近代煤矿兴办初期,洋务派只注意引进机器设备,未能同时改革管理体制,用封建衙门式的管理办法管理近代企业,结果阻碍了煤炭生产技术的发展。

近代煤矿管理体制的弊端主要表现在:(1)官僚衙门作风严重。煤矿主持人多系官府委派,这些人大多不懂技术、不懂科学,而又不深入实际调查。他们不亲临现场具体督导,凭下属书面汇报请示,再用信札辗转,费时日、误工程、误资金。购买先进的机器设备延误了时间,而不及时使用又延误了时间,因而阻滞了先进技术设备在中国煤矿的使用,阻滞了煤炭技术的发展。(2)管理机构臃肿,糜费资金。比如萍乡煤矿,所设机关共30处,其中矿内23处,矿外7处,皆是巧立名目,名为分任,实为分肥。有些机关不是为煤矿办事,而只是为员司、总办、督办设法中饱私囊。例如稽核处,名为稽核,实则任从各处浮开滥领。该处有员司10余人,终日忙于造两种账,一真一假,从中得利。(3)沟通作弊、中饱私囊。1912年发生萍乡煤矿总办林志熙侵吞公款30余万两的事件。这在近代中国煤矿中是较为普遍的现象。有限的资金不能充分利用,更延缓了中国煤炭技术近代化的进程。

因此,引进先进的技术,必须结合改革管理体制、管理方法,从而合理地利用物质条件和技术资金,加速先进机器设备的应用,加速煤炭技术的发展。

(六)传统技术观因素

中国传统的技术观是指中国古代社会长期流传并盛行的占统治和主导地位的对技术的基本看法和观念。其基本特征是鄙薄、轻视技术,视技术为“奇技淫巧”。它鄙视、轻视掌握技术的主体——工匠,工匠在传统技术观中,被贬为“小人”、“末技游食之民”、“五蠹”之一。中国的工匠们虽然拥有精湛技术,承担着技术发明、研制和应用的重要职责,但他们在传统技术观中地位非常低下。

中国传统技术观由鄙薄工匠到轻视技术本身。传统的技术观不仅没有赞叹技术自身所具有的认识自然、改造自然的巨大力量,不仅没有歌颂技术对国计民生的促进作用,而是贬技术为“雕虫小技”和“奇技淫巧”,对技术竭力攻击、谩骂。

在价值观上,传统的技术观以封建政治理论原则作为绝对的价值尺度,作为衡量一切的标准,即“以义理为本,以技艺为末”,从这个价值标准出发,甚至把技术视为致礼义崩溃、风气败坏的一股祸水。既然技术价值低下,所以在方法论上,传统的技术观也轻视探究自然、征服自然的“亲自动手”的生产工艺实践活动及其技术方法——如经验方法、试验方法等。所谓“劳心者治人,劳力者治于人”就是封建伦理技术观的典型反映。

传统的技术观对中国煤炭生产技术的发展影响很大,它使技术发展受到了无形的阻滞。有能力的人能做别的事也就不搞技术了。因为搞技术搞得再好也很难得到社会的尊重和承认。在人们心目中技术地位低下,这严重阻碍了煤炭生产技术的发展。

总之,中国近代煤炭生产技术有着曲折的发展道路。它是多种因素综合作用的结果,我们应从中汲取经验和教训,以促进今后煤炭生产技术的发展,加速现代化矿井的建设。

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Development of China’s Modern Coal Mining Technology and Influencing Factors

ZHOU Yan,HU Ru

(School of Literature,Law and Politics,CUMT,Xuzhou 221116,China)

By briefly reviewing the development history of China’s modern coal mining technology,this paper discusses the reason of the rise and fall in the development of China’s modern coal technology from the needs of social,political and economic conditions,management and education.The paper highlights the important role of science and technology in the development of coal mines.

modern times;China;coal production;technical development;influencing factors

F416.21

A

1009-105X(2011)01-0089-05

2010-06-20

周岩,硕士,女,中国矿业大学文法学院副教授;

胡茹,女,中国矿业大学文法学院硕士研究生。

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