Производственная деятельность и техническое оснащение алтайских заводов

Начало разработки Змеиногорского рудника изменило положение дел на Алтае. Добыча серебра (а в дальнейшем также и золота) стала основой горного дела на Алтае.

 Берг-коллегия снова потребовала передачи алтайских месторожде­ний, как имеющих общегосударственное значение, в собственность каз­ны, однако Демидов предпринял хитрый маневр: он преподнес свои алтайские заводы в подарок лично императрице Елизавете. Тем самым он навсегда купил благосклонность царицы. В 1747 году весь горнопро­мышленный район в бассейне верхнего течения реки Оби стал император­ской собственностью и поступил в ведение «кабинета её величества».

После этого начальник Колывано-Воскресенских заводов, генерал-майор А. Беер получил право переводить на Алтай лучших специали­стов с Урала и из других промышленных районов страны.

Считалось, что интересы императорских («кабинетских») заводов всегда должны стоять на первом месте, тем более что в увеличении до­бычи драгоценных металлов была живо заинтересована и казна.

На Колывано-Воскресенских заводах, как и на всех мануфактурных предприятиях, господствовал ручной труд. На рудниках использовались ручные приводы для подъема руды, откачка воды из шахт и т. п. Кон­ные приводы встречались редко. На­чинали также применять водяные двигатели.

Уровень технического развития Колывано-Воскресенских заводов в конце 30-х годов XVIII века получил отражение в одном интересном до­кументе — описи заводского обо­рудования, сделанной в связи с вре­менным возвратом предприятий от казны во владение Демидовым.

Вот, например, что представлял собой Колыванский завод. Он стро­ился на речке Белой, в долине кото­рой был образован заводской пруд. Воду в нем сдерживала плотина, имевшая около 80 м длины, 26 м ши­рины и 8,5 м высоты.

Скоплявшаяся в пруду весной вода должна была обеспечивать го­дичную работу завода.

Непосредственно за плотиной строители расположили все основ­ные цехи, которые требовали затра­ты энергии падающей воды. Круп­нейшим из этих цехов была пла­вильная «фабрика». На фабрике имелось пять горнов и пять пар мехов, которые приводились в движе­ние тремя водяными колесами.

В то время обычно применялись деревянные ящичные мехи, состоявшие из двух длинных ящиков. Нижний, неподвижный ящик был снабжен закраинами, которые плотно охватывали стенки верхнего, подвижного ящика. На дне нижнего ящика находился клапан, через который при подъеме верхнего ящика впускался воздух. При опускании последнего клапан закрывался, и воз­дух через фурму вдувался в горн. Для обеспечения непрерывности дутья при горне (или домне) обычно устанавливалась пара мехов: в то время как верхний ящик одних мехов поднимался, ящик других опус­кался. Верхние ящики мехов приводились в движение кулаками вала водяного колеса посредством особых тяг.

Для расковки меди применялся вододействующий молотовой стан, впоследствии переделанный в рудодробилку.

Второй цех Колыванского завода специально предназначался для очистки меди. В нем действовали два горна с двумя парами мехов, водя­ным приводом и тремя деревянными пестами для толчения соли, которая использовалась в то время в медеплавильном производстве. В дан­ном случае один водяной двигатель обслуживал и воздуходувные мехи и соледробилку.

При Колыванском заводе имелась лесопилка с водяным приводом, от которого работала одновременно толчея с шестью пестами для из­мельчения «мусора», т.е. раздробленной породы, идущей главным образом для заполнения пода плавильных печей.

Итак, на Колыванском заводе в конце 30-х годов XVIII века имелось шесть во­дяных колес. Они обслуживали семь пар воздуходувных мехов, три тол­чеи и одну лесопильную раму.

Вододействующие меха при плавильных печах Барнаульского завода. Чертеж 1758 года. Позднейшая репродукция. Внешний вид

И на Барнаульском заводе значительная часть операций произво­дилась вручную. Примером может служить кузнечный цех, в котором совсем отсутствовали вододействующие механизмы. Но в других цехах было немало водяных двигателей. В 1751 году там действовало 14 водяных колес. Они обслуживали восемь пар воздуходувных мехов, два молота, два мельничных постава для размола зерна, одну «мусорную толчею» и одну «пильную мельницу», т.е. всего 20 рабочих машин. На Барнауль­ском заводе лишь одни воздуходувные мехи были сгруппированы по две пары на водяное колесо, остальные рабочие машины имели каждая свой двигатель.

Вододействующие меха при плавильных печах Барнаульского завода. Чертеж 1758 года. Позднейшая репродукция. План (справа и слева вверху – водяные колёса; ниже – мехи, еще ниже – плавильная печь)

На рудниках работы велись в то время почти исключительно вруч­ную, а если и применялись механизмы (вороты и т.д.), то с мускульны­ми приводами. Примером может служить Змеиногорский рудник, счи­тавшийся тогда основным местом добычи серебряных руд. В 40-х годах XVIII века на руднике применялись ручные вороты для подъема добытой руды на поверхность. Только в 1752 году на одной из шахт начал строиться конный ворот; на остальных шахтах еще долгое время применяли ручные вороты.

Объем рудничных работ, проводимых на заводах, и сложность их возрастали, что требовало применения более совершенных технических средств. К середине XVIII века разрабатывалось уже шесть шахт и неко­торые другие горные выработки.

Ручной ворот для подъёма руды на Змеиногорском руднике. Чертёж выполнен выдающимся российским гидротехником XVIII века К.Д. Фроловым

Вентиляция подземных выработок осуществлялась через стволы шахт или через специальные вертикальные смотровые и вентиляционные ходы. Насыщенный пороховыми газами, сырой, спертый воздух близ за­боя содержал, помимо того, много рудной пыли, в состав которой вхо­дила вредная медная зелень и другие еще более ядовитые частицы. Чем глубже опускались подземные выработки, тем труднее было сдержать напор грунтовых вод, борьбу с которыми на всех этажах вели при помо­щи ручных насосов.

Тяжело было работать в забое, но еще быстрее изматывала людей работа у рукояток водяных насосов. Ее нельзя было прекращать, нельзя было делать даже кратковременных передышек. Лишь с напряжением всех сил удавалось работным людям держать на одной отметке уровень воды, стекающей со всех сторон в особые углубления, из которых воду поднимали с яруса на ярус.

Чем дальше углублялись выработки, тем все большее число работ­ников требовалось для обслуживания ручных насосов. При помощи та­ких примитивных технических средств становилось все труднее предот­вращать скопление воды в местах производства работ. В нижних гори­зонтах работа приостанавливалась в летнее время, так как их затопляла грунтовая вода.

Истощение поверхностных слоев богатых руд требовало все боль­шего углубления рудничных выработок.

Рудники представляли собой лабиринт шахт и галерей, идущих под разными уклонами. Там легко можно было заблудиться. Скудное осве­щение и крутые повороты подземных ходов сильно снижали производи­тельность труда, приводили к частым увечьям. Выработанные простран­ства заваливались «пустой» породой, к которой относили руды, содержа­щие менее 0,08% серебра на пуд руды.

Иногда горняки попадали в слои раздробленного камня и глины, и их засыпало породой. В большинстве случаев приходилось применять крепление, а крепежный лес спускать при помощи тех же ручных воро­тов, которыми поднимали руду на поверхность земли.

Узенькие лестницы без пе­рил почти вертикально опускались в те самые шахтные стволы, по которым поднималась в бадьях руда ручными воротами. Между лестницами и той частью стволов, где двигались бадьи, не было даже ограждения. Каждый пролет заканчивался небольшой площадкой. Спуск по многочисленным вертикальным лестницам, облепленным грязью, а зимой покрытым ледяной коркой, был очень изнурителен и опасен. Все это мало беспокоило администра­цию рудника. Лишь после не­скольких несчастных случаев производили технический ос­мотр, но и тогда ограничива­лись заменой лишь отдельных ступеней.

Тяжело было работать в те годы в недрах Змеиногорского рудника, но этот рудник был все же лучше оборудован, чем многочисленные алтайские «прииски», как называли места закладок пробных шахт для разведки найденного месторож­дения. Там часто отсутствова­ли и ручные вороты, а руда поднималась попросту верёвкой, к концу которой привеши­валась бадья. Столь же при­митивным способом удалялась и грунтовая вода. Спуск в по­добные шурфы напоминал ла­зание по вертикальным скалам. Он осуществлялся при помощи шестов, и лишь с глубины 5-6 метров ставились лестницы.

Применение первых вододействующих механизмов на Змеиногорском руднике (вернее на заводах, связанных с этим рудником) относит­ся к концу 40-х годов XVIII века.

В 1746 году на реке Змеевке начали строить плотину для будущего рудообогатительного заведения, или «похверка», как его в то время обычно называли. Удаленность рудника от заводов непременно требовала обо­гащения руды, чтобы не перевозить вместе с рудой и пустую породу. Плотина на Змеиногорском руднике была окончена в 1748 году.

На «фабриках» производились в основном три операции: дробление руды, ее сортировка (по величине и весу частиц) и промывка от частиц пустой горной породы.

Первые две операции осуществлялись в толчейном цехе, третья — в промывальном цехе. Сортировка руды вручную как подготовительная стадия для дальнейшего ее обогащения на «фабрике» не только не была ликвидирована, но даже значительно возросла. Работные люди в особых «рудоразборных сараях» молотами дробили крупные куски руды, доставленной на поверхность.

Сухопутные перевозки производились гужом, водные – на барках бурлацкой лямкой или сплавом. Поскольку рудники и места заготовки угля были очень удалены от основных заводов, перевозки требовали затраты огромных средств. К тому же местные реки Чарыш и Алей обмелели из-за хищнической эксплуатации лесов окрестных местностей, и судоходство по этим рекам резко сократилось.