做汉文帝的小舅子得挖煤
未央宫在经历腥风血雨后,犯上作乱的诸吕被铲除,而刘恒因母亲势单力孤,所以被长安的功臣集团拥戴为帝。此时窦漪房也水涨船高,从良家子跃升成尊贵的皇后。可惜的是窦漪房父母早逝,没能享受到荣华富贵,有关部门主动追封其父为安成侯,其母亲为安成夫人,并且在清河替二老修建陵园,安置200户人做守陵卫士。
另一边在名不见经传的宜阳,某个骨瘦如柴的青年,正灰头土脸帮可恶的主人挖煤烧炭。说起这个青年,他姓名是窦广国字少君。5岁的时候不巧至极碰见粮荒,父母只能泣血把他卖给人贩子。因他力不能挑水瘦弱不能舂稻谷,于是张姓买主退货李姓买主辞退,到他替人挖煤烧炭已是第10个主人。

聪明伶俐的窦漪房
根据《汉书》的描写,一*他日**和长工在岸边休息,突然水土流失岸堤崩塌滑入江中,除可窦少君捡的一命,其他人全部落水窒息而亡。俗话说:“大难不死,必有后福”,窦少君跟随他的主人奔赴长安办事,偶然在街上听说新皇后的生平,和自己一个姓而且是一个地方的人。
于是他壮胆写了一封情深义重的认亲书,托人几经转折抵达窦漪房手里。最后姐弟三人相拥而泣,特地为弟弟在长安置办房屋和讨取媳妇,由于诸吕作乱的情景历历在目,目光远大的窦漪房,专程找来德高望重的老者和窦少君做邻居,潜移默化之中成了谦谦君子!
找煤→挖煤→运煤
在科里力量简陋的古代,古人并没有自暴自弃,相反他们发挥聪明才智,总结了许多寻找煤脉的谚语。例如在头枕燕山脚蹬华北平原的北京,别具一格地采用以步丈量距离、用罗盘定向和在现场目估,把煤脉的走向深浅绘制成图。再比如歌谣“龙王看雨云,煤师看煤苗。打窑碰上黑线,早晚得把煤见。打窑遇见青石青,四六隔下透煤层。一座煤为王,地上煤蒿是煤苗苗,看了煤蒿知煤多少……”。用今日的白话来说,“四六”指的是四尺六寸的地方就要露出煤层,“一座煤为王”指的是人坐着的高度的煤层质量上乘。
另外根据《天工开物》的记述,明朝时期的河南焦作,当地吃苦耐劳的矿工,经过细致入微的观察,归纳出“地上疙针黑,地下煤层厚,”其中“疙针”指的是枝梗上带刺的植物,例如焦作遍地皆是的酸枣。除此以外,还有“南方秃山无草木者,下即有煤,北方勿论。”
经由风餐露宿的探查,得到准确的煤脉位置后,接下来便是进入挖煤的阶段。首先就是凿井,受到设备的限制,所以矿井呈现圆形竖井的样式,比如在河南鹤壁发掘的宋元时期的煤窑,就是展示出这样的怪异样貌。它直径是2.5米,深46米,最长的巷道是100米。

天工开物的插图
当然我国地域辽阔,不同地方的工人有不同的法宝。在《本草纲目》就有如此描绘“石炭,南北诸山产处亦多。昔人不用,故识之者少。土人皆凿山为穴,横入十余丈取之”,必须着重说明,“横入”说的是平硐煤矿的水平巷道。
因为疏漏忘记了最关键的一点,依据《天工开物》的说法。煤炭的样貌有3种,分别是明煤、碎煤、末煤。明煤大块如斗,燕、齐、*晋秦**皆产。它的燃烧性能绝佳,不需要风箱鼓扇,以木炭少许引燃,昼夜不熄灭。碎煤细分两种,多产自吴楚,火焰孱弱者用作冶炼,火焰炽热者用于冶炼。
消除危险气体一般而言想要把煤脉挖掘殆尽,少则三年五载,多则百余年才能枯竭。如此一来就有瓦斯爆炸的危险,但是勤劳善良的矿工,早已经想出万全之策。那就是把楠竹的节打通,尖端插进煤层,把毒烟引诱随楠竹飘出矿洞外面。
瓦斯是种无色无味无臭的混合气体,主要成分是烷烃和甲烷,爆炸下限是5.3%,上限是15%,对空气的密度是0.554,在标准大气压下密度是0.716KG/立方米。通常聚集在煤矿的顶部,因此能够通过楠竹飘散至外界。

本草纲目插图
避难通道的建设纵向的煤井来到煤层后,开始改变策略,通过横向掘进和开采煤炭。依照《山西河曲县志》的描写,“窑初入甚浅,后乃渐深。极深不可测,须结伴而行,分块而伐”此处提及的“分块而伐”,指的是在采煤工作面,划分成若干区域由专人负责。
在云南的煤矿,设施更为精致。煤井内的巷道称为“窝路”,窝路平进曰平推,稍微下斜曰牛吃水。为防止巷道垮塌,巷道用结实的松木作支架名曰架厢,间二尺余,支木四曰一厢。
采空区的塌陷预防依据《天工开物》的解释,把实用的煤炭取走之后,会留下空空如也的硕大矿洞,如不处理塌陷会如约而至。因而以黏土填埋矿洞,在上面移植草木恢复植被。
晚清风雨飘摇之际,西学东渐的风气越来越盛。之前被士大夫视为奇技淫巧的工艺和工具纷至沓来,在古老的煤矿卷起了革新的风潮。依照《洋人看山按日记事》的阐述,当时的矿工采煤十分简陋,所用的工具有凿、锤、镐、钎、锹等几样,对于运输煤炭则全部依赖人背和拉筐,提升用辘轳,排水靠人挑或者戽斗汲水。
煤矿的照明问题古代生产水平掉队,和现在的电灯自然不能相提并论,然而古人就地取材也摆平了问题。他们可以选用的有松木条、松脂、麻秆束、油灯;盛油的器皿有碗、盘、罐、壶;对待如何解决通风的困扰,则有3种殊途同归的方法。第一种在矿井巷道一侧凿砌通风道,利用空气温差压力,形成矿井巷道进风和通风;第二种是随矿井巷道的开凿延伸,在巷道上面适当的位置开辟通风井,一个进风一个回风;第三种是在井口设置炉火燃烧,利用空气温差,产生矿井空气对流。
升级版的防火密闭墙
笃爱古装剧的朋友,相信能时常听到这句台词,“天干物燥,小心火烛”。而在源远流长的煤矿开采史,关于防火这个领域也是相当重视,前面两节我详略得当,讲述了古代煤矿防火的措施,现在得讲述现代煤矿的防火门路。
伴随挖煤设备的日新月异,遗留下来的采空区面积迅速扩大,留下的火灾隐患令人坐立不安。根据2022年5月的《煤炭与化工》杂志的披露,当前有效应对采空区火灾的绝招有:密闭墙、表面喷涂、裂隙充填等。

如图所示
邢东煤矿自2011年11月18日投产,煤炭的年产量是120万t/a,开采深度达到惊人的1000m,是华北地区首屈一指的深矿井,分别是760米深与980米深,因而预防火灾的难度极大。在钻心条分缕析过去失火的缘由后,得出以下振聋发聩的结论。一是2号煤层具有自燃倾向,按标准可归类为Ⅱ类自燃;二是工作面停采后,检测到CO存在;三是工作面采空区遗存着保护煤柱,错综复杂的火灾因素叠加,所以逼迫科研人员开动脑筋!
- 密闭墙的技术原理
通过采取封堵的形式,确定密闭墙不漏风。具体的诀窍是,砌筑两道砖墙使空气不能穿过,然后在巷道外侧砖墙预留孔洞,便于后期注入浆材料。注入也是有先来后到的顺序,砖墙修造完成后,用注浆泵注入膨胀充填材料,紧接着注入中度膨胀材料,实现设计高度后撤出充填管路,把预留孔洞进行封堵,最后对气体进行监测。

如图所示
2.密闭墙的材料选择
膨胀材料的成分很简单,主要是高水材料和膨胀固化剂,按照适宜的比例构成,为了增强它的封堵效果,在配制的历程中加入水作用更明显。
3.注浆的工艺特别精妙
在充填密闭墙形成以后,巷道周边的围岩应力,会再次达到一种新的平衡状态。这个变化的进程中,顶板下沉变形,应力会向巷道两边发展,于是产生了很多新的缝隙。对症下药是最佳的治疗方式,注浆通常采纳等距布孔、梅花形布置方式。

如图所示
遍布祖国大江南北的煤矿,在改善咱们生活的同时,也促进了我国的科技发展。一座座煤矿,一车车煤炭,一盏盏灯泡,都是煤炭工人的辛勤劳动成果,我们在享受这些的时刻,必须认识到科技必得进步,落后就要挨打的教训不能忘记!
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