К концу сороковых годов XVIII века Екатеринбург вырос в крупное поселение вокруг сгрудившихся вдоль реки и пруда «фабрик». Вращались водяные колеса; тяжело дышали меха, вдувая воздух в горны доменных печей; вальцы катали раскаленные полосы железа. Завод работал; тяжелой призаводской жизнью жил город.
Кузьма Фролов обучался в цифирной школе Сибирского обербергамта. Его превосходительство генерал де Геннин охотно выступал в роли главного педагога. Он лично разрабатывал устав и программу школы. «Оная учинена и содержится, и ученики обучаются для того, чтоб возможно было, когда понадобится, из оных комплектовать ко всем горным и заводским делам в мастеровые люди и в прочие чины, також и в подьячие, и в другие дела употребляться по рассмотрению и состоянию каждого, кто куда к чему склонен и удобен явитца». Так формулировал сугубо практическое назначение школы ее организатор. Весь школьный режим имел в виду одну цель: возможно быстрее сделать из учеников покорных, богобоязненных и более или менее знающих ремесло людей.
Дело было поставлено на военную ногу. Учеников ждали заводы и рудники, а уход из школы грозил им большими бедами. Просторная изба была переполнена учениками: там обучалась добрая полсотня. Первый пункт учебного плана – читать по складам. Второй пункт – изучение заповедей, из которых малыши могли бы «уведомиться», от чего надлежит беречься и «как в житии христианском поступать». Затем – арифметика, геометрия и рисование, кое-что из сведений, необходимых для работы на рудниках и заводах.
Педагогические требования Геннина предусматривали еще и следующее: «…оные школьники, чтоб, будучи в школе и в других местах, между себя друг перед другом по науке и по старшинству имели почтение. И учителя б сами во всем оном были искусны и радетельны». Последнее имело особое значение. Быстрее завода в городе строились кабаки. Трудно было от пьяных учителей требовать искусства и прилежания.
Изо дня в день, летом по двенадцати часов, осенью и весною по девяти, а зимою по семи часов, занимались в екатеринбургской школе. Не было отдыха и в долгожданные воскресные дни. Неумолимый устав предписывал: «В дни недельные и праздничные учителям, каждому своей школы учеников всех для моления богу в церковь приводить без нетов и велеть им, ученикам, читать книги друг со другом по очереди на вечерне, утрене и притом обучаться пению согласно. А кто из них во время службы божией в церкви не будет, а зачем – правильной вины не докажет, и отпущен ни от кого никуда не был, за то оных учеников и учителей штрафовать». Штрафов было много: за отлучки без спросу, за непосещение божиих храмов, за нерадивость в науках… А жалованья ученикам причиталось по три рубля шестьдесят копеек в год. Копейка в день…
Однако Кузьма Фролов учился хорошо и у ребят был в почтении – выручали кулаки. На второй и на третий год начали в школе преподавать геометрию. Составлялись чертежи, делались несложные расчеты. Наконец, приступили к изучению «механических правил» о том, как машины в горном деле и на заводах употребляются.
Фролов твердо усваивал нехитрые законы механики. В неясных мечтах его возникало желание совершенствовать машины, увеличивать их до невиданных размеров, с тем чтобы заменить их работой тяжкий труд человеческих рук, А на труд этот достаточно уже нагляделся Кузьма. Случилось ему сдружиться в школе с сыном горного солдата Иваном Ползуновым – вместе сидели на скамье, вместе учили уроки и голодали. Ваня Ползунов был непохож на своего друга: Кузьма вырастал в плотного и крепкого парня, а Иван оставался узкогрудым и болезненным. Часто друзья спорили.
– Не увеличивать размеры машин, а вовсе по-другому устраивать их нужно, – твердил Ползунов.
Шли годы, близилось время окончания школы. Вскоре ребят погонят на заводы, и там вырастут они в замечательных людей своего народа.
Иван Ползунов построит со временем первую в России «огневую машину». Кузьма Фролов поднимет на невиданную высоту гидротехнику своего века, создаст циклопические, сказочные сооружения – водяные колеса неслыханной величины, поражающей мощности. Фролов до предела доведет технику докапиталистического общества, а его однокашник и друг Ползунов трансформирует технический опыт предшествующих столетий в новом качестве – в паро-воздушной машине. Грани двух эпох, двух миров соприкасались на скамье горной школы в Екатеринбурге.
Фролов и Ползунов, столь близкие и далекие друг другу, выйдя из одной школы, явили миру свои таланты, достойные удивления и восхищения.
ГОРНЫЙ УЧЕНИК
УРАЛ И ЛАПЛАНДИЯ
ПЕРВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
НА АЛТАЕ
ПРЕДШЕСТВЕННИКИ И ФРОЛОВ
Кузьма Фролов обучался в цифирной школе Сибирского обербергамта. Его превосходительство генерал де Геннин охотно выступал в роли главного педагога. Он лично разрабатывал устав и программу школы. «Оная учинена и содержится, и ученики обучаются для того, чтоб возможно было, когда понадобится, из оных комплектовать ко всем горным и заводским делам в мастеровые люди и в прочие чины, також и в подьячие, и в другие дела употребляться по рассмотрению и состоянию каждого, кто куда к чему склонен и удобен явитца». Так формулировал сугубо практическое назначение школы ее организатор. Весь школьный режим имел в виду одну цель: возможно быстрее сделать из учеников покорных, богобоязненных и более или менее знающих ремесло людей.
Дело было поставлено на военную ногу. Учеников ждали заводы и рудники, а уход из школы грозил им большими бедами. Просторная изба была переполнена учениками: там обучалась добрая полсотня. Первый пункт учебного плана – читать по складам. Второй пункт – изучение заповедей, из которых малыши могли бы «уведомиться», от чего надлежит беречься и «как в житии христианском поступать». Затем – арифметика, геометрия и рисование, кое-что из сведений, необходимых для работы на рудниках и заводах.
Педагогические требования Геннина предусматривали еще и следующее: «…оные школьники, чтоб, будучи в школе и в других местах, между себя друг перед другом по науке и по старшинству имели почтение. И учителя б сами во всем оном были искусны и радетельны». Последнее имело особое значение. Быстрее завода в городе строились кабаки. Трудно было от пьяных учителей требовать искусства и прилежания.
Изо дня в день, летом по двенадцати часов, осенью и весною по девяти, а зимою по семи часов, занимались в екатеринбургской школе. Не было отдыха и в долгожданные воскресные дни. Неумолимый устав предписывал: «В дни недельные и праздничные учителям, каждому своей школы учеников всех для моления богу в церковь приводить без нетов и велеть им, ученикам, читать книги друг со другом по очереди на вечерне, утрене и притом обучаться пению согласно. А кто из них во время службы божией в церкви не будет, а зачем – правильной вины не докажет, и отпущен ни от кого никуда не был, за то оных учеников и учителей штрафовать». Штрафов было много: за отлучки без спросу, за непосещение божиих храмов, за нерадивость в науках… А жалованья ученикам причиталось по три рубля шестьдесят копеек в год. Копейка в день…
Однако Кузьма Фролов учился хорошо и у ребят был в почтении – выручали кулаки. На второй и на третий год начали в школе преподавать геометрию. Составлялись чертежи, делались несложные расчеты. Наконец, приступили к изучению «механических правил» о том, как машины в горном деле и на заводах употребляются.
Фролов твердо усваивал нехитрые законы механики. В неясных мечтах его возникало желание совершенствовать машины, увеличивать их до невиданных размеров, с тем чтобы заменить их работой тяжкий труд человеческих рук, А на труд этот достаточно уже нагляделся Кузьма. Случилось ему сдружиться в школе с сыном горного солдата Иваном Ползуновым – вместе сидели на скамье, вместе учили уроки и голодали. Ваня Ползунов был непохож на своего друга: Кузьма вырастал в плотного и крепкого парня, а Иван оставался узкогрудым и болезненным. Часто друзья спорили.
– Не увеличивать размеры машин, а вовсе по-другому устраивать их нужно, – твердил Ползунов.
Шли годы, близилось время окончания школы. Вскоре ребят погонят на заводы, и там вырастут они в замечательных людей своего народа.
Иван Ползунов построит со временем первую в России «огневую машину». Кузьма Фролов поднимет на невиданную высоту гидротехнику своего века, создаст циклопические, сказочные сооружения – водяные колеса неслыханной величины, поражающей мощности. Фролов до предела доведет технику докапиталистического общества, а его однокашник и друг Ползунов трансформирует технический опыт предшествующих столетий в новом качестве – в паро-воздушной машине. Грани двух эпох, двух миров соприкасались на скамье горной школы в Екатеринбурге.
Фролов и Ползунов, столь близкие и далекие друг другу, выйдя из одной школы, явили миру свои таланты, достойные удивления и восхищения.
ГОРНЫЙ УЧЕНИК
Уже давно порыжели страницы первого биографического известия о Кузьме Фролове. Оно появилось в 1827 году в «Горном журнале», или, как он иначе назывался, в «Собрании сведений о горном и соляном деле, с присовокуплением новых открытий по наукам, к сему предмету относящимся».
На нескольких страничках журнала промелькнуло сообщение о жизни и трудах алтайского чудо-механика. Автор этой первой работы о Фролове А. Карпинский, подводя итоги его школьным годам, делает мало утешительный вывод: «Весьма ограниченный в то время способ учения не представлял возможности к усовершенствованию природных его [Фролова] дарований. Отечественный язык и начальные основания математики составляли все умственное богатство его, приобретенное им в сем училище; а недостаток в руководствах к механике на русском языке и неимение ни образцов, ни чертежей затрудняли его в удовлетворении врожденной в нем склонности к сей науке. Но кому природа дала в удел дар изобретательности, тот прокладывает сам себе путь и заставляет других быть себе подражателями». Мы не будем вступать в запоздалую полемику с А. Карпинским. Трудно измерить дар изобретательности, «ниспосланный природой» Кузьме Фролову, но то, что в школе Фролов все же кое-чему научился, несомненно.
Нашему герою было одиннадцать лет, когда наступило для него время расплачиваться за науку. В 1744 году Фролова прикрепили в качестве горного ученика к Березовскому золотому промыслу.
Это был первый в России рудник по добыче золота.
Середину XVIII века называют, не без основания, эпохой расцвета уральской промышленности. По количеству вырабатываемой горнометаллургической продукции Урал шел далеко впереди других частей России, да и не только России. Русский чугун, русское железо, русская медь были желанными товарами на рынках Западной Европы.
Урал, в недрах которого находились несметные богатства, расцвел страшным цветом. Не было границ произволу и насилию над человеком. Рабочему скоту жилось много лучше, чем людям на заводах и промыслах Урала.
Золото! Оно известно с доисторических времен. Китай за 2 250 лет до начала современного летоисчисления уже знал золотую монету. Реки крови и слез текли вместе с потоками золота по земле. Сложными путями шел через историю человечества этот металл до тех пор, пока стал мерой труда. Его трудоемкость, действительно, огромна, – это и послужило причиной его большой ценности.
В России золото было открыто 1724 году, когда в пятнадцати километрах от Екатеринбурга нашлись, наконец, его следы.
На восточных склонах Уральских гор, в окрестностях речки Березовки, крестьянин Ерофей Марков искал горный хрусталь. Но, вместо хрусталя, набрел на куски молочно-белого кварца. В кварце Марков обнаружил маленькие зернышки золота.
Прошло двадцать лет, прежде чем сибирский обербергамт оценил находку Маркова. Розыски золота продолжались, но для этого нужны были люди, знакомые с новым делом. Такими людьми Урал не располагал.
Юность Кузьмы Фролова совпала с рождением русской золотой промышленности. Ребенком пришел он на склоны Березовских гор и оставил их только через тринадцать лет.
На нескольких страничках журнала промелькнуло сообщение о жизни и трудах алтайского чудо-механика. Автор этой первой работы о Фролове А. Карпинский, подводя итоги его школьным годам, делает мало утешительный вывод: «Весьма ограниченный в то время способ учения не представлял возможности к усовершенствованию природных его [Фролова] дарований. Отечественный язык и начальные основания математики составляли все умственное богатство его, приобретенное им в сем училище; а недостаток в руководствах к механике на русском языке и неимение ни образцов, ни чертежей затрудняли его в удовлетворении врожденной в нем склонности к сей науке. Но кому природа дала в удел дар изобретательности, тот прокладывает сам себе путь и заставляет других быть себе подражателями». Мы не будем вступать в запоздалую полемику с А. Карпинским. Трудно измерить дар изобретательности, «ниспосланный природой» Кузьме Фролову, но то, что в школе Фролов все же кое-чему научился, несомненно.
Нашему герою было одиннадцать лет, когда наступило для него время расплачиваться за науку. В 1744 году Фролова прикрепили в качестве горного ученика к Березовскому золотому промыслу.
Это был первый в России рудник по добыче золота.
Середину XVIII века называют, не без основания, эпохой расцвета уральской промышленности. По количеству вырабатываемой горнометаллургической продукции Урал шел далеко впереди других частей России, да и не только России. Русский чугун, русское железо, русская медь были желанными товарами на рынках Западной Европы.
Урал, в недрах которого находились несметные богатства, расцвел страшным цветом. Не было границ произволу и насилию над человеком. Рабочему скоту жилось много лучше, чем людям на заводах и промыслах Урала.
Золото! Оно известно с доисторических времен. Китай за 2 250 лет до начала современного летоисчисления уже знал золотую монету. Реки крови и слез текли вместе с потоками золота по земле. Сложными путями шел через историю человечества этот металл до тех пор, пока стал мерой труда. Его трудоемкость, действительно, огромна, – это и послужило причиной его большой ценности.
В России золото было открыто 1724 году, когда в пятнадцати километрах от Екатеринбурга нашлись, наконец, его следы.
На восточных склонах Уральских гор, в окрестностях речки Березовки, крестьянин Ерофей Марков искал горный хрусталь. Но, вместо хрусталя, набрел на куски молочно-белого кварца. В кварце Марков обнаружил маленькие зернышки золота.
Прошло двадцать лет, прежде чем сибирский обербергамт оценил находку Маркова. Розыски золота продолжались, но для этого нужны были люди, знакомые с новым делом. Такими людьми Урал не располагал.
Юность Кузьмы Фролова совпала с рождением русской золотой промышленности. Ребенком пришел он на склоны Березовских гор и оставил их только через тринадцать лет.
УРАЛ И ЛАПЛАНДИЯ
В ночь на 25 ноября 1741 года в Петербурге произошел дворцовый переворот, и на престол взошла Елизавета. Немецкая партия, правившая в России при царице Анне Иоанновне, в регентство Бирона и затем Анны Леопольдовны, подверглась разгрому. К 1744 году положение Елизаветы укрепилось. В Або был подписан мир, по которому шведы уступили России часть Финляндии. В царствование Елизаветы громадную власть получили сенат и церковники во главе с синодом. Две правящие клики – высшее дворянство и князья церкви – вершили судьбу государства.
Елизавета же, как свидетельствуют современники, смолоду всему на свете предпочитала танцы, а под старость излишествовала по части кулинарии. Впрочем, императрица находила время и для управления собственными доходами. Известно, что большая часть сибирских и уральских заводов и рудников представляла личную собственность российских самодержцев. Открытие золота на Урале не на шутку взволновало Елизавету Петровну и ее «супруга», графа Разумовского. Были даны надлежащие инструкции бергколлегии. Громоздкая, плохо смазанная бюрократическая машина пошла в ход. В Петербурге уже подсчитывали барыши, а на Урале закладывались лишь первые разведочные шурфы.
Ожила Березовка. Засвистела плеть надсмотрщика, и потянулись нескончаемой чередой тяжелые заводские будни.
В 1757 году двадцатичетырехлетнему Кузьме Фролову было присвоено звание штейгера – низший горный чин. Уже девять лет прошло с тех пор, как была заложена первая шахта. Чем глубже уходили разработки, тем труднее становилась борьба с водой. Вода – ее здесь оказалось особенно много – заливала штольни. Люди работали под непрерывным подземным дождем, по пояс в грязи. Устройства для ручного подъема воды не справлялись с задачей, и вода становилась грозным врагом трудившегося на промыслах люда.
Горный ученик тяжело переживал свое бессилие. Пройдут десятки лет, прежде чем Фролов станет первым в России мастером водоотлива и рудоподъема, а его машины и водоотводные штольни окажутся лучшими для своего времени. Но смышленый и трудолюбивый штейгер уже в Березовке заметно выделялся среди чинов горного надзора, и это обстоятельство стало прямой причиной его отъезда в Олонецкую губернию на Войницкий рудник. Получилось это так. На берегах далекого Онежского озера было обнаружено золото, и на Урал пришел из Петербурга приказ немедленно отправить знающих дело людей с первого в России Березовского золотого промысла на Онегу.
Приехав на Войницкий рудник, молодой штейгер опытным глазом настоящего горняка быстро определил, что с золотом здесь дела обстоят иначе, чем на Урале: на руднике его было мало, добывать оказалось трудно. На Урале золотник золота обходился вначале три рубля, а потом один рубль пятьдесят копеек, а здесь двадцать рублей.
Весь свой опыт, накопленный в Березовке, Фролов перенес на новые места. Горные работы и промывка золота производились бесперебойно. Потомственный горняк Кузьма Фролов выгодно отличался от опальных, высланных на горные работы дворянских сынков. Начальство вынуждено было все чаще отмечать его талант и сноровку.
Когда в Войницы пришло известие о находке серебра на границах империи, в Лапландии, решение о посылке туда Фролова для проверки сообщения признано было единственно возможным. Фролов выехал на север.
Лапландская ночь. Огневыми кружевами полыхает полярное сияние. Белое море, закованное льдами, уходит от скалистых берегов Кольского полуострова в бесконечность.
Снежным саваном прикрыта тундра: ни людей, ни леса – гиблое место. Но Фролова не пугали гиблые места – он с детства привык к ним. Он наславу поработал и в Лапландии.
В результате его поездки совершенно точно определилась малая ценность вновь открытых месторождений. Разработки не пошли в ход и вскоре были забыты.
Фролов тосковал. Все чаще вспоминались ему далекие и вместе с тем бесконечно близкие горы Урала. Ведь там была его родина! Несмотря на горе, нужду и гнет, придавившие старый Урал с давних времен, Фролов тосковал и рвался домой. Легко представить его радость, когда, наконец, после осмотра Лапландских рудников, он получил разрешение вернуться через Петербург к себе – на Березовские прииски.
В Петербурге Фролов пробыл всего несколько дней. Шумная столица не понравилась ему. Здесь он был чужой, никому не нужный. Кибитка, уносившая его на восток с берегов Невы, показалась ему благодеянием судьбы.
Елизавета же, как свидетельствуют современники, смолоду всему на свете предпочитала танцы, а под старость излишествовала по части кулинарии. Впрочем, императрица находила время и для управления собственными доходами. Известно, что большая часть сибирских и уральских заводов и рудников представляла личную собственность российских самодержцев. Открытие золота на Урале не на шутку взволновало Елизавету Петровну и ее «супруга», графа Разумовского. Были даны надлежащие инструкции бергколлегии. Громоздкая, плохо смазанная бюрократическая машина пошла в ход. В Петербурге уже подсчитывали барыши, а на Урале закладывались лишь первые разведочные шурфы.
Ожила Березовка. Засвистела плеть надсмотрщика, и потянулись нескончаемой чередой тяжелые заводские будни.
В 1757 году двадцатичетырехлетнему Кузьме Фролову было присвоено звание штейгера – низший горный чин. Уже девять лет прошло с тех пор, как была заложена первая шахта. Чем глубже уходили разработки, тем труднее становилась борьба с водой. Вода – ее здесь оказалось особенно много – заливала штольни. Люди работали под непрерывным подземным дождем, по пояс в грязи. Устройства для ручного подъема воды не справлялись с задачей, и вода становилась грозным врагом трудившегося на промыслах люда.
Горный ученик тяжело переживал свое бессилие. Пройдут десятки лет, прежде чем Фролов станет первым в России мастером водоотлива и рудоподъема, а его машины и водоотводные штольни окажутся лучшими для своего времени. Но смышленый и трудолюбивый штейгер уже в Березовке заметно выделялся среди чинов горного надзора, и это обстоятельство стало прямой причиной его отъезда в Олонецкую губернию на Войницкий рудник. Получилось это так. На берегах далекого Онежского озера было обнаружено золото, и на Урал пришел из Петербурга приказ немедленно отправить знающих дело людей с первого в России Березовского золотого промысла на Онегу.
Приехав на Войницкий рудник, молодой штейгер опытным глазом настоящего горняка быстро определил, что с золотом здесь дела обстоят иначе, чем на Урале: на руднике его было мало, добывать оказалось трудно. На Урале золотник золота обходился вначале три рубля, а потом один рубль пятьдесят копеек, а здесь двадцать рублей.
Весь свой опыт, накопленный в Березовке, Фролов перенес на новые места. Горные работы и промывка золота производились бесперебойно. Потомственный горняк Кузьма Фролов выгодно отличался от опальных, высланных на горные работы дворянских сынков. Начальство вынуждено было все чаще отмечать его талант и сноровку.
Когда в Войницы пришло известие о находке серебра на границах империи, в Лапландии, решение о посылке туда Фролова для проверки сообщения признано было единственно возможным. Фролов выехал на север.
Лапландская ночь. Огневыми кружевами полыхает полярное сияние. Белое море, закованное льдами, уходит от скалистых берегов Кольского полуострова в бесконечность.
Снежным саваном прикрыта тундра: ни людей, ни леса – гиблое место. Но Фролова не пугали гиблые места – он с детства привык к ним. Он наславу поработал и в Лапландии.
В результате его поездки совершенно точно определилась малая ценность вновь открытых месторождений. Разработки не пошли в ход и вскоре были забыты.
Фролов тосковал. Все чаще вспоминались ему далекие и вместе с тем бесконечно близкие горы Урала. Ведь там была его родина! Несмотря на горе, нужду и гнет, придавившие старый Урал с давних времен, Фролов тосковал и рвался домой. Легко представить его радость, когда, наконец, после осмотра Лапландских рудников, он получил разрешение вернуться через Петербург к себе – на Березовские прииски.
В Петербурге Фролов пробыл всего несколько дней. Шумная столица не понравилась ему. Здесь он был чужой, никому не нужный. Кибитка, уносившая его на восток с берегов Невы, показалась ему благодеянием судьбы.
ПЕРВЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На Березовские прииски Фролов вернулся новым человеком. Он многое увидел и услышал, вырос и познакомился с широкими просторами своей измученной родины. Авторитет Фролова на приисках поднялся. Командировка во всех отношениях послужила ему на пользу. Естественно, что последующие годы его работы на приисках ознаменовались рядом изобретений.
В 1760 году Фролов построил золотопромывательную машину оригинальной конструкции. Для того чтобы ясно себе представить это изобретение, проследим путь золотоносной руды от забоя до металла.
Мелкозернистый камень березит – кварцевый порфир– получил свое название в честь Березовки. Березит часто пронизывается кварцевыми жилами. Кварц – окись кремния – белый кристаллический камень – почти всегда имеет включения всевозможных металлических руд. В далекое время юности нашей планеты тонкую земную кору часто прорывали потоки жидкой раскаленной магмы. Магма вырывалась на поверхность земли и образовывала так называемые изверженные породы. По трещинам остывающих каменных массивов поднимались расплавленные массы кварца, а вместе с ним и руды.
В березовских кварцевых жилах давно находили включения золота. Зерна, пластинки, волокна золота поблескивали в молочно-белом кварце. Большие или меньшие глыбы кварца взрывными работами отделялись от пустой породы в забое. Куски кварца поднимались на поверхность и там подвергались дроблению. Дробили их вручную, дробили и в специальных толчеях, разбивая на мелкие куски. Оставалось самое главное – отделить золото от кварца, от посторонних примесей.
Известно с незапамятных времен, что золото – тяжелый металл (удельный вес 19,3). Это обстоятельство и навело на мысль о простейшем способе отделения золота от обычно легких примесей (удельный вес 2,0). Кварц дробили. Затем вода должна была смыть легкие частички кварцевого песка и глины, а золоту надлежало осесть в силу своей тяжести.
Промывка золотоносных руд водой практиковалась уже много веков назад. Новая задача состояла в том, чтобы построить прибор, наиболее полно улавливающий золото из руды. Этот прибор и предложил в 1760 году Фролов, опередив технику своего времени на много десятков лет. Раньше золотопромывательные лотки, так называемые вашгерды, ставились наклонно, с таким расчетом, чтобы поток воды уносил примеси, а крупинки золота удерживались на лотке. Но вода уносила не только песок и глину – вместе с ними уходило немало золота. Потери золота бывали настолько велики, что иной раз в отвалах золота оказывалось больше, чем в руде, с тяжелым трудом добытой в забое.
На рисунке показан промывательный станок Фролова. Дном станка является длинное корыто, над которым расположено подобие ступенчатой лестницы. Каждая ступенька этой лестницы продырявлена и образует решето. Отверстия решетчатых ступенек тем меньше, чем ближе к нижнему концу лестницы стоит ступенька. Станок Фролова давал меньшие потери золота, а промывка значительно ускорялась.
Слава нового изобретателя быстро разнеслась по Уралу. Однако Фролов не успокоился на достигнутых успехах. Все еще слишком много золота уходило во время промывки на вашгердах. Фролов подошел к разрешению задачи с другой стороны. Он подметил, что маленькие и легкие крупинки золота не могут не уноситься сильной струей воды. Правильно подмеченный факт родил новую идею. Стоило только укрупнить мельчайшие частички золота, – и тогда, очевидно, потери будут меньше. Крупные частицы будут смываться водой не так быстро, как мелкие. И Фролов подвергнул кварцевую породу сразу после дробления не промывке, а обжигу. Под действием высокой температуры золотые листочки спекались в крупные зерна, и, когда обожженный кварц промывался и уносился водой, они, как более тяжелые, задерживались и оставались на дне корыта промывательного станка.
Фролов дал золотопромышленности Урала не только новый промывательный прибор, но и начал впервые пережигать золотоносный кварц. Потеря золота уменьшилась, а Фролов, по сути дела, стал наиболее сведущим в золотопромывательном деле человеком на всей территории Российской империи.
Промывательные конструкции, изобретенные Фроловым.
Современный рисунок.
Горное начальство назначило Фролова на должность бергмейстера всех Екатеринбургских золотых промыслов и послало в Петербург на имя бергколлегии прошение о награждении его обер-офицерским чином. Видимо, так сложились обстоятельства, что даже обербергамт не смог скрыть и не предать гласности замечательных открытий выходца из рабочей семьи Кузьмы Фролова. Все увеличивавшееся, благодаря неусыпным трудам «полевского юнца», количество березовского золота стоило мундирной офицерской мишуры и награждения чином. Но на пути увеличения золотодобычи стала вода, затоплявшая шахты. Непрерывно поднимались бадьи водоподъема, а воды в рудниках становилось все больше. Люди не в силах были выкачать всю воду из земных глубин; она заливала выработки. Положение приобретало катастрофический характер. Люди надсаживались, гибли от страшных условий труда. Но не это, конечно, было главной бедой; главное заключалось в том, что золотодобыча заметно уменьшалась. Тогда Фролов принялся за осуществление рискованного проекта.
Техническая интуиция подсказала ему этот поразительный по смелости и размаху план действий.
Подземный ход (штольня), длиной свыше двух километров, должен будет насквозь пронизать Березовскую гору. По этому ходу вода будет стекать непосредственно в речку, и тогда, наконец, осушатся подземные работы. Вся сложнейшая проблема решалась в проекте Фролова одним ударом. Мало того, подземный ход откроет новые сотни кварцевых золотоносных жил. Правда, возникали и некоторые сомнения. Уйдет ли вода? Найдут ли новое золото? Удастся ли пробить подземный ход на два километра? Никто нигде, в России по крайней мере, таких горных работ еще никогда не производил. Но не из тех людей был Фролов, чтобы отступить перед боязнью неизведанного. Задуманное должно быть выполнено.
Ночи без сна, лихорадочные дни, – Фролов переживал тревожный и радостный творческий подъем. Тревожный – от неизвестности, радостный – от предчувствия победы. Фантастический проект был принят в обербергамте с одобрением. Трудно сказать – почему. Вернее всего – по малограмотности начальства. Знали бы горные советники больше, не пошли бы на риск.
Но, в конце концов, всякий вопрос решало золото, а его становилось все меньше! Проект Фролова был утвержден.
Закипела работа. Все дальше в глубь горного массива уходила штольня. Однако не успел Фролов завершить начатое дело, как его, без всякого предупреждения, послали на Алтай. Сборы не должны были быть долгими – дело незамедлительное. Фролов оказался нужен Алтаю. На Березовке уже появились новые люди, взращенные Фроловым, а самому ему надлежало итти на другие, еще большей важности работы.
В 1760 году Фролов построил золотопромывательную машину оригинальной конструкции. Для того чтобы ясно себе представить это изобретение, проследим путь золотоносной руды от забоя до металла.
Мелкозернистый камень березит – кварцевый порфир– получил свое название в честь Березовки. Березит часто пронизывается кварцевыми жилами. Кварц – окись кремния – белый кристаллический камень – почти всегда имеет включения всевозможных металлических руд. В далекое время юности нашей планеты тонкую земную кору часто прорывали потоки жидкой раскаленной магмы. Магма вырывалась на поверхность земли и образовывала так называемые изверженные породы. По трещинам остывающих каменных массивов поднимались расплавленные массы кварца, а вместе с ним и руды.
В березовских кварцевых жилах давно находили включения золота. Зерна, пластинки, волокна золота поблескивали в молочно-белом кварце. Большие или меньшие глыбы кварца взрывными работами отделялись от пустой породы в забое. Куски кварца поднимались на поверхность и там подвергались дроблению. Дробили их вручную, дробили и в специальных толчеях, разбивая на мелкие куски. Оставалось самое главное – отделить золото от кварца, от посторонних примесей.
Известно с незапамятных времен, что золото – тяжелый металл (удельный вес 19,3). Это обстоятельство и навело на мысль о простейшем способе отделения золота от обычно легких примесей (удельный вес 2,0). Кварц дробили. Затем вода должна была смыть легкие частички кварцевого песка и глины, а золоту надлежало осесть в силу своей тяжести.
Промывка золотоносных руд водой практиковалась уже много веков назад. Новая задача состояла в том, чтобы построить прибор, наиболее полно улавливающий золото из руды. Этот прибор и предложил в 1760 году Фролов, опередив технику своего времени на много десятков лет. Раньше золотопромывательные лотки, так называемые вашгерды, ставились наклонно, с таким расчетом, чтобы поток воды уносил примеси, а крупинки золота удерживались на лотке. Но вода уносила не только песок и глину – вместе с ними уходило немало золота. Потери золота бывали настолько велики, что иной раз в отвалах золота оказывалось больше, чем в руде, с тяжелым трудом добытой в забое.
На рисунке показан промывательный станок Фролова. Дном станка является длинное корыто, над которым расположено подобие ступенчатой лестницы. Каждая ступенька этой лестницы продырявлена и образует решето. Отверстия решетчатых ступенек тем меньше, чем ближе к нижнему концу лестницы стоит ступенька. Станок Фролова давал меньшие потери золота, а промывка значительно ускорялась.
Слава нового изобретателя быстро разнеслась по Уралу. Однако Фролов не успокоился на достигнутых успехах. Все еще слишком много золота уходило во время промывки на вашгердах. Фролов подошел к разрешению задачи с другой стороны. Он подметил, что маленькие и легкие крупинки золота не могут не уноситься сильной струей воды. Правильно подмеченный факт родил новую идею. Стоило только укрупнить мельчайшие частички золота, – и тогда, очевидно, потери будут меньше. Крупные частицы будут смываться водой не так быстро, как мелкие. И Фролов подвергнул кварцевую породу сразу после дробления не промывке, а обжигу. Под действием высокой температуры золотые листочки спекались в крупные зерна, и, когда обожженный кварц промывался и уносился водой, они, как более тяжелые, задерживались и оставались на дне корыта промывательного станка.
Фролов дал золотопромышленности Урала не только новый промывательный прибор, но и начал впервые пережигать золотоносный кварц. Потеря золота уменьшилась, а Фролов, по сути дела, стал наиболее сведущим в золотопромывательном деле человеком на всей территории Российской империи.
Современный рисунок.
Горное начальство назначило Фролова на должность бергмейстера всех Екатеринбургских золотых промыслов и послало в Петербург на имя бергколлегии прошение о награждении его обер-офицерским чином. Видимо, так сложились обстоятельства, что даже обербергамт не смог скрыть и не предать гласности замечательных открытий выходца из рабочей семьи Кузьмы Фролова. Все увеличивавшееся, благодаря неусыпным трудам «полевского юнца», количество березовского золота стоило мундирной офицерской мишуры и награждения чином. Но на пути увеличения золотодобычи стала вода, затоплявшая шахты. Непрерывно поднимались бадьи водоподъема, а воды в рудниках становилось все больше. Люди не в силах были выкачать всю воду из земных глубин; она заливала выработки. Положение приобретало катастрофический характер. Люди надсаживались, гибли от страшных условий труда. Но не это, конечно, было главной бедой; главное заключалось в том, что золотодобыча заметно уменьшалась. Тогда Фролов принялся за осуществление рискованного проекта.
Техническая интуиция подсказала ему этот поразительный по смелости и размаху план действий.
Подземный ход (штольня), длиной свыше двух километров, должен будет насквозь пронизать Березовскую гору. По этому ходу вода будет стекать непосредственно в речку, и тогда, наконец, осушатся подземные работы. Вся сложнейшая проблема решалась в проекте Фролова одним ударом. Мало того, подземный ход откроет новые сотни кварцевых золотоносных жил. Правда, возникали и некоторые сомнения. Уйдет ли вода? Найдут ли новое золото? Удастся ли пробить подземный ход на два километра? Никто нигде, в России по крайней мере, таких горных работ еще никогда не производил. Но не из тех людей был Фролов, чтобы отступить перед боязнью неизведанного. Задуманное должно быть выполнено.
Ночи без сна, лихорадочные дни, – Фролов переживал тревожный и радостный творческий подъем. Тревожный – от неизвестности, радостный – от предчувствия победы. Фантастический проект был принят в обербергамте с одобрением. Трудно сказать – почему. Вернее всего – по малограмотности начальства. Знали бы горные советники больше, не пошли бы на риск.
Но, в конце концов, всякий вопрос решало золото, а его становилось все меньше! Проект Фролова был утвержден.
Закипела работа. Все дальше в глубь горного массива уходила штольня. Однако не успел Фролов завершить начатое дело, как его, без всякого предупреждения, послали на Алтай. Сборы не должны были быть долгими – дело незамедлительное. Фролов оказался нужен Алтаю. На Березовке уже появились новые люди, взращенные Фроловым, а самому ему надлежало итти на другие, еще большей важности работы.
НА АЛТАЕ
К востоку от Уральского хребта раскинулась необозримо громадная Сибирская низменность. Бушевали стихии, вздымались земные недра, и Урал был плодом этих титанических усилий. Затем как будто бы устала земля, успокоилась и на тысячи километров легла сибирскими степями. Могучая Обь величаво несет свои воды через эту страну в Ледовитый океан. Но в юго-восточном углу Западной Сибири, там, где прячутся истоки Оби, земная кора образовала другие грандиозные горные складки.
Гордо поднял вершины Алтай, на много тысяч метров устремив свое темя ввысь. История горного Алтая, как и Урала, связана с черным именем Демидовых. Им нехватило Урала. Их люди рыскали по всей Сибири. Древние чудские копальни служили им верным следом.
В 1726 году Демидовы построили на Колыванском озере медеплавильный завод. Но этим их алтайские дела не закончились. В 1736 году на Алтае были найдены первые залежи серебра и золота, а в 1742 году открыт знаменитый впоследствии Змеиногорский рудник. Тогда же Демидовы отправили на Алтай опытных мастеров-иностранцев – Трейгера, Христиани и Юнг-Ханса. Эти люди построили там специальные печи для выплавки серебра и свинца.
Вскоре Алтайские заводы перешли в ведение кабинета ее императорского величества. С каждым годом они приобретали все большее значение и, наконец, стали главной базой по добыче русского серебра.
В 1762 году на заводах работало около 40 тысяч крестьян; за время с 1749 по 1762 год на них было выплавлено 4 227 пудов серебра (в среднем по 302 пуда в год). В 1762 году – год прибытия Фролова на Алтай – выплавили 406 пудов серебра! Так рос самый крупный в России Алтайский сереброплавильный район.
Фролов и его семья ехали на Алтай. В Барнауле, который был тогда еще совсем маленьким поселком, помещалась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов. Здесь Фролов получил назначение в Змеиногорск. В Барнауле же он встретил своего старого товарища Ползунова. Школьный друг был захвачен идеей «огнедействующей машины». Друзья, как и в прежние времена, много спорили. Фролов твердо стоял на своем. На Алтае воды много; задача в том, чтобы совершенствовать водяные колеса, увеличивая их размеры, а огневые машины – роскошь и дело опасное.
Каждый думал о своем, у каждого были свои пути.
Фролов простился с Ползуновым и отправился в Змеиногорск. С первыми лучами солнца завертелись колеса немазаных телег; маленькие, обросшие густой шерстью, алтайские лошадки потянулись по дороге. Оставив Колыванское озеро в левой стороне, путники выехали на проселочную дорогу. Длинными обозами плелись по ней рудовозы. Крестьяне в высоких войлочных шапках погоняли своих кляч. В корытообразных телегах везли они руду, а угольщики в коробах тянули уголь. Обозы следовали на Змеиногорский завод. Навстречу шли пустые подводы. На узкой дороге, особенно возле мостов, случались заторы. Приходилось иной раз ждать более получаса, пока встречные обозы разъедутся. Ругань висела в чистом горном воздухе. Возчики ругали друг друга, но больше всего государыню императрицу и горное начальство. Иные крестьяне из приписанных к рудникам должны были приезжать сюда из своих деревень, которые находились за пятьсот и больше верст от Змеиногорска. Время стояло горячее, летнее, в полях пропадало добро, а завод наступал ногой на горло. Ругались долго и зло, обнажая в бранных словах корень тяжкой крестьянской обиды. Все это слышал Фролов и на Урале и на Онеге. Но здесь другие места, дикие и опасные. Каково будет на руднике работать? С одной стороны – начальство, с другой – эти люди. А самому Фролову придется, пожалуй, быть чем-то вроде куска красного железа между молотом и наковальней.
Вот и Змеиная гора. Свое название эта гора получила, как пишет Ренованц в академическом издании XVIII века, «от удивительного множества змей, которые сначала на оной находились, и в таком были множестве, что для искоренения подлежало их складывать в кучи и сожигать». Несколько больших деревянных строений и множество малых составляли заводской поселок. Возле поселка высоко поднималась Караульная сопка, господствуя над Змеиной и другими соседними горами. Более чем до половины она была покрыта кустарником, а на вершине ее торчали голые гранитные камни. Караульная сопка в то время оправдывала свое название. С поста, установленного на ней, солдаты зорко наблюдали за передвижением кочевников и давали знать об опасности гарнизону Змеиногорской крепости.
Гордо поднял вершины Алтай, на много тысяч метров устремив свое темя ввысь. История горного Алтая, как и Урала, связана с черным именем Демидовых. Им нехватило Урала. Их люди рыскали по всей Сибири. Древние чудские копальни служили им верным следом.
В 1726 году Демидовы построили на Колыванском озере медеплавильный завод. Но этим их алтайские дела не закончились. В 1736 году на Алтае были найдены первые залежи серебра и золота, а в 1742 году открыт знаменитый впоследствии Змеиногорский рудник. Тогда же Демидовы отправили на Алтай опытных мастеров-иностранцев – Трейгера, Христиани и Юнг-Ханса. Эти люди построили там специальные печи для выплавки серебра и свинца.
Вскоре Алтайские заводы перешли в ведение кабинета ее императорского величества. С каждым годом они приобретали все большее значение и, наконец, стали главной базой по добыче русского серебра.
В 1762 году на заводах работало около 40 тысяч крестьян; за время с 1749 по 1762 год на них было выплавлено 4 227 пудов серебра (в среднем по 302 пуда в год). В 1762 году – год прибытия Фролова на Алтай – выплавили 406 пудов серебра! Так рос самый крупный в России Алтайский сереброплавильный район.
Фролов и его семья ехали на Алтай. В Барнауле, который был тогда еще совсем маленьким поселком, помещалась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов. Здесь Фролов получил назначение в Змеиногорск. В Барнауле же он встретил своего старого товарища Ползунова. Школьный друг был захвачен идеей «огнедействующей машины». Друзья, как и в прежние времена, много спорили. Фролов твердо стоял на своем. На Алтае воды много; задача в том, чтобы совершенствовать водяные колеса, увеличивая их размеры, а огневые машины – роскошь и дело опасное.
Каждый думал о своем, у каждого были свои пути.
Фролов простился с Ползуновым и отправился в Змеиногорск. С первыми лучами солнца завертелись колеса немазаных телег; маленькие, обросшие густой шерстью, алтайские лошадки потянулись по дороге. Оставив Колыванское озеро в левой стороне, путники выехали на проселочную дорогу. Длинными обозами плелись по ней рудовозы. Крестьяне в высоких войлочных шапках погоняли своих кляч. В корытообразных телегах везли они руду, а угольщики в коробах тянули уголь. Обозы следовали на Змеиногорский завод. Навстречу шли пустые подводы. На узкой дороге, особенно возле мостов, случались заторы. Приходилось иной раз ждать более получаса, пока встречные обозы разъедутся. Ругань висела в чистом горном воздухе. Возчики ругали друг друга, но больше всего государыню императрицу и горное начальство. Иные крестьяне из приписанных к рудникам должны были приезжать сюда из своих деревень, которые находились за пятьсот и больше верст от Змеиногорска. Время стояло горячее, летнее, в полях пропадало добро, а завод наступал ногой на горло. Ругались долго и зло, обнажая в бранных словах корень тяжкой крестьянской обиды. Все это слышал Фролов и на Урале и на Онеге. Но здесь другие места, дикие и опасные. Каково будет на руднике работать? С одной стороны – начальство, с другой – эти люди. А самому Фролову придется, пожалуй, быть чем-то вроде куска красного железа между молотом и наковальней.
Вот и Змеиная гора. Свое название эта гора получила, как пишет Ренованц в академическом издании XVIII века, «от удивительного множества змей, которые сначала на оной находились, и в таком были множестве, что для искоренения подлежало их складывать в кучи и сожигать». Несколько больших деревянных строений и множество малых составляли заводской поселок. Возле поселка высоко поднималась Караульная сопка, господствуя над Змеиной и другими соседними горами. Более чем до половины она была покрыта кустарником, а на вершине ее торчали голые гранитные камни. Караульная сопка в то время оправдывала свое название. С поста, установленного на ней, солдаты зорко наблюдали за передвижением кочевников и давали знать об опасности гарнизону Змеиногорской крепости.
ПРЕДШЕСТВЕННИКИ И ФРОЛОВ
Кузьма Фролов всю свою последующую долгую жизнь провел на Змеиногорском руднике. Именно здесь проявился во всей полноте его глубокий талант механика. Вынужденный обстоятельствами произвести широкую замену людского труда энергией водяного двигателя, Фролов если не обогнал, то превзошел свой век. После Фролова, после его гигантских водяных колес, оставался уже один-единственный путь, избранный его товарищем Ползуновым, – путь паровых двигателей.
В Англии бурно совершался промышленный переворот, и паровая машина Уатта вела за собой побеждавшую старый мир буржуазию, а в крепостническо-феодальной России основным двигателем все еще оставались мускульная сила людей, сила животных и водяные колеса.
Экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как производится, какими орудиями труда, – так учат основоположники марксизма. Добыча руд насчитывала тысячелетия, но каждая эпоха имела свои способы, свои орудия для добычи руд и для извлечения из них необходимых человеческих металлов.
Инженер древнего Рима Витрувий дал знаменитое определение понятию машины: «Машина есть деревянное приспособление, оказывающее величайшие услуги при подъеме грузов».
Определение это способно вызвать в наш век железа и машин только улыбку, но тем не менее оно как нельзя лучше характеризует античную эпоху. Действительно, в то время машина была целиком сделана из дерева, и главной целью ее было поднятие тяжестей и воды. Последнее полностью относится и к горному делу древнего мира. Ручной ворот явился первой машиной для подъема руды и откачки из шахт воды. Силой, приводившей в движение эту примитивную машину, был человек.
В Англии бурно совершался промышленный переворот, и паровая машина Уатта вела за собой побеждавшую старый мир буржуазию, а в крепостническо-феодальной России основным двигателем все еще оставались мускульная сила людей, сила животных и водяные колеса.
Экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как производится, какими орудиями труда, – так учат основоположники марксизма. Добыча руд насчитывала тысячелетия, но каждая эпоха имела свои способы, свои орудия для добычи руд и для извлечения из них необходимых человеческих металлов.
Инженер древнего Рима Витрувий дал знаменитое определение понятию машины: «Машина есть деревянное приспособление, оказывающее величайшие услуги при подъеме грузов».
Определение это способно вызвать в наш век железа и машин только улыбку, но тем не менее оно как нельзя лучше характеризует античную эпоху. Действительно, в то время машина была целиком сделана из дерева, и главной целью ее было поднятие тяжестей и воды. Последнее полностью относится и к горному делу древнего мира. Ручной ворот явился первой машиной для подъема руды и откачки из шахт воды. Силой, приводившей в движение эту примитивную машину, был человек.