中國古代深井開鑿技術

簡介

古代開鑿深井,主要用於開採井鹽滷水,稱鹽井；後來發展到開採天然氣，稱火井。戰國末期秦國蜀太守李冰在今四川省雙流縣境內開鑿鹽井，汲滷煮鹽。北宋以前的鹽井都是大口徑的以陵井為例,井口“周回四丈”（《陵州圖經》），井深最大達到80丈。

卓筒井北宋慶曆(1041～1048)皇(1049～1054)年間，在今四川五通橋鹽區和自貢鹽井出現了小口徑深井，稱為卓筒井。“卓筒”是直如竹筒的意思。鑿井時，用圓刃鐵銼，鑿出的井口如碗大，深數十丈，用巨竹去節，套接成為井壁。再用較細的竹子製成水桶，提取滷水，一桶可提數斗（《東坡志林》卷四）。四川各鹽區的卓筒井,有鹽井、火井和水火井三種,以鹽井為主。鹽井又有岩鹽井和滷水井之分。前者在鑽到鹽層後，注水浸滷，然後汲出。後者直接汲滷煮鹽。火井引出天然氣，作為煮鹽的燃料，水火井則兼采滷水和天然氣。卓筒井最初深數十丈，從明末到清中葉，井深迅速發展到二三百丈。清末，井深已達到三百二十丈。表明在這段時間內，鑿井技術出現了重大突破，這主要是發明了多種處理井中事故的工具，使井深有可能超過千米。

鑿井工具

開鑿卓筒井所用各種工具的形制和規格首見於明代馬驥《鹽井圖記》,但文存圖佚。後來,清丁寶楨等《四川鹽法志》及近人吳受彤等《四川鹽政史》都有詳細的鑿井器具圖說。《四川鹽法志》卷 3所載鑿井器具達41種,《四川鹽政史》卷2所載器具達72種(圖1[鑿井工具圖])。

鑽具

名目繁多，通稱為銼（鑽頭）。自貢井富榮鹽場鑿大口主要用“魚尾銼”,長一丈,重一二百斤不等。鑿小口主要用“銀錠銼”，重100斤到300斤不等。有時也用馬蹄銼。

清孔工具

名為“吞筒”，長一丈余，用南竹製成，去節中空，底端內部裝有“皮錢”（閥門），可以啟閉，用來汲取井中泥水及岩屑。

打撈工具

用來處理銼井事故，種類甚多。最常用的“掃鐮”,是用來打撈掉落井中的銼柄、篾索等,“五股須”，用來打撈釺頭等。

掃孔工具

最常用的有“海螺”和“刮筒”兩種。如井被泥塞住，可用海螺鑿通，然後用刮筒颳去井身附著的泥土。

護井裝備

卓筒井井身須用石圈和套管保護。

石圈

為方形石塊，中開圓孔，直徑一尺左右。

套管

宋代所用套管是用“巨竹去節”製成。明代套管有“木竹”和“竹”兩種。木竹是把圓木剖成兩半，中間挖空，然後用麻捆在一起，成為圓筒，再用油灰填塞縫隙。竹產於馬湖山,也要用麻捆裹,防止破裂。套管可以阻止井壁四周淡水入井（《蜀中廣記》）卷66引《鹽井圖記》。清代套管全用堅實圓木製成。

地面裝置

在地面豎立鑽架，裝置地滾、盤車和天車等。鑽架豎於井口之側，高一丈左右,上裝花滾子,後附長短踩架，架前另置一橫木，稱為碓板。碓板前端安裝一個可以轉動的鐵環，碓板上有麻繩，用來系住垂入井中的篾片。篾片首尾聯接，聯接處鋸有銜口，用苧麻縛牢。篾片長度由數丈以至數百丈，上端由花滾子通過地滾，繫於盤車上。銼井時，淺井常用人力輓車，深井用水牛拖車，開始用牛一、二頭，以後逐漸加至六、七頭。