中國(guó)挖(鑿)井技術(shù)發(fā)展
人類最早的鉆井活動(dòng)始于中國(guó),中國(guó)是世界上最早發(fā)明鑿井技術(shù)的國(guó)家之一。井就是人們從地表向下挖掘(鉆)的一個(gè)筒形通道,最初目的是汲取地下水。在人類歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中,鉆井已成為能源開發(fā)的重要手段,鉆井技術(shù)大體經(jīng)過(guò)了人工挖井、頓鉆井、旋轉(zhuǎn)鉆井、智能鉆井技術(shù)4個(gè)發(fā)展階段。在前2個(gè)階段,古代中國(guó)始終處于同期技術(shù)的世界前列。
中國(guó)古代的挖(鉆)井工藝起源于勞動(dòng)人民挖掘水井的過(guò)程之中。古籍中有傳說(shuō)時(shí)代“黃帝作井”、“舜挖井”等史前記載,中國(guó)很早就出現(xiàn)了挖井技術(shù),使新石器時(shí)代末期的先民可以逐漸擺脫對(duì)江河湖泊等天然水源的依賴,擴(kuò)大居住區(qū)域范圍。
挖井最早使用簡(jiǎn)陋的石器工具,隨著青銅業(yè)和冶鐵業(yè)的出現(xiàn)與成熟,勞動(dòng)工具的強(qiáng)度有了較大提升,挖井工具也由石器向青銅器和鐵器演進(jìn),挖井的用途也更加多元。發(fā)展到先秦時(shí)代古井,也是鑿井的雛形,此時(shí)挖井全靠人力。井型由方到圓;井材從自然土井到陶井、磚井等,這不僅是簡(jiǎn)單的井型改變或材料更迭,更是先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用的結(jié)果。早期人工掘井最有標(biāo)志性的是水井、鹽井和礦井的利用。
水井是人類歷史具有劃時(shí)代意義的發(fā)明,類型上分為木井、土井、竹圈井等多種類型。最初水井是為生活用水而挖掘,一種是對(duì)天然蓄水池進(jìn)行掏深和修筑,另一種是為了挖成地窖或水渠直接向下深挖成水井。直到漢代除了使用老法土井和陶圈井外,還出現(xiàn)許多小磚券井,如在河南泌陽(yáng)板橋的漢代村落遺址中,井壁均是用專門燒制的橫弧形磚砌筑完成。此外,還有楔形磚及具有榫卯接口的楔形磚,上下層互相扣合券筑而成。
鹽井的發(fā)展則更為復(fù)雜和重要,由于中原地區(qū)先進(jìn)打井技術(shù)的傳入和鐵器工具的應(yīng)用,四川地區(qū)揭開了打井取鹵、開發(fā)井鹽的序幕?!度A陽(yáng)國(guó)志》中記述了公元前250年左右李冰組織百姓開鑿鹽井情況,李冰成為我國(guó)正史記載的第1位鹽井鉆鑿專家。經(jīng)過(guò)秦朝到兩漢朝代更替,鹽井技術(shù)得到長(zhǎng)足的提高和積累。進(jìn)入東漢,大口淺井型鹽井已進(jìn)入蓬勃發(fā)展時(shí)期。此時(shí)期鹽井的特點(diǎn)是:外口徑大,大的達(dá)三十丈,小的僅能容身1人貓身下到井底鉆鑿;井身稍淺的三四丈,深的七八丈,鉆鑿技術(shù)還處于探索期。東漢以后大口淺井型鹽井就已逐漸向更深層發(fā)展,晉至隋唐時(shí)期,鹽井已由可鑿進(jìn)至三十丈深發(fā)展到近五十丈深。這一時(shí)期的鹽井井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn):或束腰式,或立桶式,或坑洼式;工藝繁簡(jiǎn)各異,或大量挖方,構(gòu)木為壁;或穿石作井,裸眼取鹵;或圍泉筑口,稍肆加深。
戰(zhàn)國(guó)末期秦昭王鹽井的開鑿到宋初大口淺井有著重要的歷史意義,開創(chuàng)了我國(guó)的鉆井歷史,為以后卓筒井的出現(xiàn)積累了工程、技術(shù)、地質(zhì)等各方面的經(jīng)驗(yàn)。這一時(shí)期鹽井生產(chǎn)特點(diǎn):人力鑿?fù)?;口徑大、井身淺;鑿井工具均是普通的農(nóng)業(yè)鐵工具;井的結(jié)構(gòu)主要是裸眼井。發(fā)展到南北朝—五代時(shí),形成了木制井桶-筒井的雛形,最終發(fā)展為“卓筒井”技術(shù)。
〔長(zhǎng)江大學(xué) 孫天宇〕