Przedstawione w tym artykule informacje o pradawnych metodach wydobywania kopalin pochodzą z dzieła „De re metallica” Georgiusa Agricoli (1494-1555). Jest to dzieło wyjątkowe, bardzo obszerne oraz bogato i pięknie ilustrowane. Pierwsza z ksiąg opisuje trudną profesję górników i hutników. Druga i trzecia poświęcone zostały geologii złóż. Czwarta i piąta omawia sposoby wymierzania pól górniczych i kruszenia skał metodą ogniową. Szósta jest najobszerniejszą z ksiąg i dotyczy stosowanych w górnictwie narzędzi i urządzeń. Księgi od siódmej do jedenastej poświęcone zostały hutnictwu.
Agricola miał szczęście żyć w okresie pełnego rozkwitu złotego wieku „kunsztów”, który to wiek potrzebował ludzi o wielkiej sile umysłu, zawziętości i charakterze, wszechstronnych i mających gruntowną, rozległą wiedzę. Tacy musieli być średniowieczni „geolodzy”, „górnicy” i „hutnicy”, bo tylko dzięki posiadaniu tych właśnie cech mogli sprostać wyzwaniom, jakie pojawiały się wówczas na ich drodze. Oznaczało to trud i pot w walce o każdy metr w głąb ziemi, ale także satysfakcję, gdy udało się dotrzeć jeszcze głębiej, aby wyrwać ukryte pod powierzchnią ziemi bogactwa naturalne. Dla tamtych technologii nieprzekraczalną granicę stanowiło zaledwie 200-300 m w głąb ziemi. Należy postawić sobie pytanie - zaledwie czy aż tyle? I aby na nie odpowiedzieć, należałoby poznać i zrozumieć, jaką przeszliśmy jako ludzkość drogę i jak bardzo zmienił się świat od tamtych, pionierskich dla geologii i górnictwa, czasów.
Zapraszamy na krótką wycieczkę do przeszłości.
W średniowiecznej kopalni
W średniowiecznej Europie „górnicy”, czy raczej kopacze trudnili się wydobywaniem kruszców w granicach nadawanej im kopalni. Nie byli niewolnikami jak w starożytnym Rzymie, Egipcie, czy Grecji. Nie byli także chłopami pańszczyźnianymi. Uzyskiwali prawo do poszukiwania kruszców w zamian za daninę od wydobycia, wpłacaną na rzecz feudalnych panów – właścicieli ziemskich. Kopacze byli ubrani w odzież z mocnego niefarbowanego lnu z kapturem. Ich pośladki chroniły natylniki, ze względu na używanie tej części ciała podczas zjazdów w dół po pochyłych przekopach i szybikach. Transport urobku w chodnikach odbywał się przy użyciu bezszynowych wozów. Do transportu w kierunku pionowym w szybach kopalnianych wykorzystywano kołowroty. Charakterystyczną cechą krajobrazu górniczego były przez stulecia budynki kieratów posiadające stożkowate, kryte gontem dachy. Kopalnię najczęściej stanowił obszar o długości stu metrów w kierunku zalegania kruszcu i czternastu metrach szerokości. W kierunku pionowym taka działka nie miała ograniczeń, co oznacza, że sięgała aż do „wiecznej otchłani”.
W średniowiecznej hucie
W średniowiecznej Europie topieniem metali i wzbogacaniem rud zajmowali się alchemicy. Były to sztuki wysoko rozwinięte i nazywano je wówczas „sztukami probierczymi”. Kwitła produkcja złota, srebra, cyny, miedzi, żelaza. Interesowano się wówczas takimi surowcami i substancjami jak: sól, soda, saletra, ałun, witriol, siarka i bitum. Do ważnych zajęć należała też produkcja szkła.
Proste narzędzia i urządzenia pomiarowe
Podstawowe narzędzia, jakimi posługiwali się gwarkowie, to kilofy, perliki, żelazka, taczki oraz różdżki do wskazywania żył wodnych i kruszcowych. Sposoby wymierzania pól górniczych odbywały się z wykorzystaniem podstaw naukowo-matematycznych, głównie prostego rachunku proporcji. Stosowano go między innymi do wyliczeń głębokości szybów i długości sztolni przy projektowaniu kopalń.
Odwadnianie i napowietrzanie kopalń
Do najważniejszych ówczesnych wyzwań należy zaliczyć przewietrzanie i odwadnianie kopalń. Dawni „kunsztmistrzowie” radzili sobie z tym problemem za pomocą prastarych pomp, ale także metodą drążenia sztolni odwadniających. Wyrobiska takie osiągały długość kilkunastu kilometrów i stanowiły majstersztyk w sztuce górniczej. Dzięki zastosowaniu kieratu pracującego pod ziemią i skomplikowanego systemu rowów, stawów i sztolni odwadniających pradawni górnicy mogli zejść pod ziemię na głębokość 300 m. W złotych czasach „kunsztów” budowano pierwsze wielkie maszyny nazywane właśnie „kunsztami”, wykonane z drewna i uznane za prawdziwe cuda techniki, jak na tamte czasy. Przykładowo kierat konny zaprzęgnięty w cztery do ośmiu koni i stosowany do wyciągania urobku z głębokości 200-300 metrów nazywano „kunsztem konnym”. Największym i najwydajniejszym urządzeniem były „kunszty kubłowe”, za pomocą których czerpano wodę. Jako siłę napędową stosowano ogromne koło wodne. Miało ono średnicę około jedenastu metrów, zbudowane było z dwóch umieszczonych przeciwbieżnie wieńców łopatkowych. Ocenia się, że przy głębokości szybu 100-150 m same tylko łańcuchy wyciągowe mogły ważyć około 10 ton. Stosowano także „kunszty wodne” do odwadniania kopalń. „Kunszt żerdziowy” stanowiły trzy lub więcej komplety zestawów pompowych wykonane z wydrążonych pni drewna czereśniowego. Straty wody w tym systemie pracy były bardzo duże, a sama praca oselbarów (robotników wyciągających wodę) bardzo ciężka, podobnie jak praca ciągarzy (robotników pracujących przy kołowrocie). W „kunszcie żerdziowym” wykorzystywano drewno na cylindry, rury i kolby oraz skórę na uszczelki. Jako siłę napędową stosowano także koło wodne. Innym urządzeniem do odwadniania był paternoster. Najważniejszą część urządzenia stanowiła rura drewniana sięgająca poniżej poziomu wody gruntowej. Przez nią prowadzony był łańcuch z przymocowanymi do niego skórzanymi piłkami, które po wypełnieniu na dole wodą były unoszone do góry. Maszynę wprawiano w ruch przy użyciu kieratu, prototypu dreptaka lub koła wodnego.
Drążąc coraz głębsze kopalnie należało zadbać o wystarczająco skuteczne przewietrzanie. Wykorzystywano w tym celu zjawisko naturalnego ciągu powietrza przez dwa otwory szybowe, polegające na tym, że lekkie, ciepłe powietrze jest wypierane z kopalni przez świeże, ciężkie i zimne powietrze wpływające z zewnątrz. Dodatkowo głębiono również szyby wentylacyjne, a w celu wzmocnienia efektu ustawiano nad szybami drewniane wiatrołapy albo miechy napędzane siłą mięśni ludzkich lub zwierzęcych. Do szczególnych osiągnięć w dziedzinie ówczesnych technik górniczych należy zaliczyć bęben wentylacyjny, uznawany za prototyp wentylatora odśrodkowego. We wnętrzu urządzenia obracało się od 4 do 6 drewnianych łopatek, wprawianych w szybki ruch za pomocą koła wodnego z przekładnią. Powietrze płynęło od bębna do sztolni ułożonym na ziemi drewnianym przewodem, prototypem stosowanych we współczesnych czasach lutniociągów.
O autorze „De re metallica”
Georgius Agricola, syn sukiennika z Glachau, żył w latach 1494-1555. Po zdobyciu tytułu doktora nauk medycznych we Włoszech osiadł w Jachymowie, czeskim miasteczku górniczym w Rudawach, gdzie pracował jako lekarz gwarectwa i aptekarz. Następnie przeniósł się do Chemnitz (Karl-Marx-Stadt). Żyjąc wśród górników i hutników, interesował się ich pracą, początkowo studiował znaczenie metali w medycynie, a następnie sam został autorem ksiąg poświęconych mineralogii, geologii, górnictwu i hutnictwu. Do dzieł, które napisał należą księgi „O górnictwie” oraz dzieło jego życia, złożone z dwunastu ksiąg „De re metallica”, które ukazało się w druku już po jego śmierci w roku 1556.
Źródło „De Re Metallica” Georgiusa Agricoli ze zbiorów Biblioteki PIG-PIB
