Введение
Считается, что добыча олова на Дартмуре, Девон, Англия, началась в доримский период и продолжалась вплоть до XX века, когда последняя коммерчески разрабатываемая шахта (шахта "Золотой кинжал") была закрыта в ноябре 1930 года (хотя работы на ней возобновлялись во время Второй мировой войны). Начиная с XII века, добыча олова регулировалась оловянным парламентом (станным парламентом), который обладал собственным законодательством. Олово выплавляется из касситерита – минерала, содержащегося в гидротермальных жилах гранита, а высокогорья Дартмура были особенно богаты этим ресурсом. Технологии добычи олова на Дартмуре развивались последовательно: от промывки руды до открытой и затем подземной добычи. В настоящее время сохранились обширные археологические остатки всех трех этапов этой отрасли, а также многочисленных стадий переработки, необходимых для получения металлического олова из руды.
Стандартное право
Добыча олова стала настолько важной частью жизни в регионе, что уже в XII веке оловянные рудокопы разработали свой собственный свод законов (стандартное право) и, в конечном итоге, свои собственные парламенты (стандартные парламенты). Эти законы распространялись на всех, кто был вовлечен в эту отрасль. Станарные округа были учреждены в Тавистоке, Эшбертоне и Чагфорде королем Эдуардом I в 1305 году. Плимптон последовал вскоре за ними. Девонский станарный парламент собирался на открытой площадке в Крокерн-Тор с 1494 года. Любой, кто нарушал стандартное право, мог оказаться заключенным в тюрьму в Лидфорде. Станарные суды были упразднены в 1836 году.
Геология
Большинство оловянных рудников на Дартмуре расположены в гранитных породах основания, и большинство жил имеют направление ENE–WSW и ограничены в длину, хотя встречаются и исключения. В подземных выработках оловянная руда, касситерит, обычно встречалась в ассоциации с большим количеством турмалина, а в центральной части Дартмура – с большим количеством зеркального гематита. В южной части болота касситерит обычно находился в относительно крупных зернах, но качество жил сильно варьировалось. Эти факторы, в сочетании с тем, что ни одна из подземных выработок не оказалась прибыльной на глубине, характерны для наиболее глубокой зоны оловянной минерализации. Когда-то обширные аллювиальные отложения оловянной руды, которые были первыми разрабатываемыми месторождениями, также свидетельствуют об огромном количестве руды, которое когда-то существовало в жилах, разрушенных эрозией над гранитом после его внедрения в карбоновом периоде.
Потоковое вещание
Самый ранний способ добычи, известный как промывка или русловая разработка, заключался в сборе аллювиальных отложений из русел рек и ручьев, где они накапливались после вымывания из оловоносных жил. Геологические процессы, приведшие к осаждению касситерита в руслах ручьев, часто формировали очень чистые оловянные гравии, смешанные с гравиями других, нежелательных, минералов, таких как кварц, слюда и полевой шпат, которые в совокупности называются пустой породой (гангом). Эти минералы было относительно легко разделять, основываясь на их значительно различающейся удельной плотности – у касситерита около 7, а у ганга 3 или меньше. После обнаружения оловоносной долины, промывальщики устраивали поток воды, вероятно, подведенный по каналу (литу) с верхней части долины, и, начиная с нижнего конца отложения, выкапывали траншею (известную как "tye") максимально возможной глубины, чтобы смыть более мелкую пустую породу. Затем они начинали разрабатывать долину вверх по течению, используя поток воды для промывки обломков, которые они отделяли от дна киркообразными инструментами. Также разрабатывались элювиальные отложения – те, которые образовались в результате выветривания жилы естественным путем, но не были перенесены проточной водой; они, как правило, были беднее из-за отсутствия сортировки, обеспечиваемой потоком, и обычно не имели достаточного запаса воды для их обработки. Они встречаются на пологих склонах холмов. По возможности, вода, необходимая для обработки этих месторождений, подводилась по каналу из ближайшей реки, или, если участок находился выше уровня реки, строились резервуары для сбора дождевой воды и стока с холмов. Исследование показало, что в долине Эрме между IV и VII веками произошла фаза аккумуляции, что свидетельствует о позднееримской или раннепостримской оловодобывающей деятельности в этой долине. То же исследование подтвердило данные, которые также содержатся в исторических документах: в XIII веке наблюдался бум оловодобычи. Самая ранняя письменная запись о промывке оловянного русла относится к XII веку.
Открытый отлив
К XV веку источники рудного олова истощались, и поскольку спрос на олово оставался столь же высоким, прямая разработка жил считалась целесообразной, несмотря на возросшие усилия, необходимые для добычи и переработки. "Бимворки" (beamworks) – так старатели называли выработки, где жилу разрабатывали, спускаясь вниз от поверхности, и массивные овраги, которые в результате образовались, и сегодня являются заметными особенностями вересковой пустоши. Некоторые из этих оврагов сохранили названия, включающие слово "beam": например, Gibby Beam, Willabeam и Scudley Beam. Они также известны как "открытые выработки" или "герты". Другой метод поверхностной добычи заключался в рытье ям на определенном расстоянии вдоль жилы – это называлось "выработкой по задней части жилы" (lodeback work). Иногда эти ямы рыли попарно вдоль задней части жилы, а саму жилу прослеживали под землей между ними. Возможно, это было предшественником бимворков в ряде мест, но сохранилось достаточно ям lodeback, чтобы указать на то, что это была отдельная техника. Это было обусловлено рядом факторов, но, вероятно, наиболее важным было истощение легкодоступных месторождений. Лишь после промышленной революции, которая стимулировала спрос на все металлы и предоставила технологии для их добычи, добыча на пустоши возобновилась в значительных масштабах. В конце XVIII и XIX веков на Дартмуре началось функционирование многих небольших горнодобывающих предприятий – известно, что 48 шахт добывали олово в этот период. Многие из этих предприятий оказались неудачными, несмотря на оптимистичные названия, такие как Wheal Fortune, Wheal Lucky и Wheal Prosper (общий префикс Wheal – кельтское слово, означающее "шахта" или "рудник"). Однако некоторые крупные шахты, такие как Эйлсбарроу и комплекс Витифер – Бирч-Тор, были продуктивными на протяжении многих лет. Эти штреки соединялись с вертикальными стволами или стволами, следующими по простиранию круто падающей жилы. Разработка жилы затем велась методом отбойки с горизонтальных уровней обычным способом. Когда требовалось углубиться ниже самого нижнего штрека, необходимо было откачивать воду. Для этого использовались большие водяные колеса, а если ствол находился выше хорошего источника воды, водяное колесо располагали ниже по склону холма, а мощность передавалась на ствол системой "плоского стержня" (flatrod system). Следы этих систем сохранились в виде двойных рядов камней с желобками на вершинах – они удерживали шкивы, направлявшие металлические стержни. Такие ряды камней все еще видны в Эйлсбарроу и Хексуорти. Открытие обширных месторождений олова в Малайе в конце XIX века оказало значительное влияние на промышленность Дартмура, и многие шахтеры эмигрировали. Последняя оловянная шахта на Дартмуре была закрыта незадолго до Второй мировой войны, хотя шахта Хемердон, или Хемердон Болл, в 1980-х годах вела пробную добычу вольфрама и олова, что привело к повторному открытию шахты и началу производства в 2015 году.
Обработка
После сбора оловянную руду необходимо было дробить, обогащать, а затем плавить. Со временем для этих операций стали применять все более совершенные технологии.
Дробление
Ранние старатели, работавшие в небольших масштабах, использовали блок твердого камня в качестве ступки и, возможно, обвязанный металлом кусок дерева или каменный шар в качестве пестика для измельчения руды при необходимости, но богатый гравий требовал незначительного или вообще никакого дробления перед обогащением. Более поздняя техника, известная как "crazing" (измельчение), использовала пару круглых камней, работающих как жернова, верхний из которых вращался на неподвижном нижнем камне. Крупный гравий или измельченная руда загружались в отверстие в центре верхнего камня и превращались в мелкий песок. Найдено всего три экземпляра таких мельниц; на шахте Гоббет оба камня все еще сохранились. Когда возникла необходимость регулярно обрабатывать куски рудной породы, слишком крупные для прямого измельчения в мельнице для crazing, была внедрена технология штампования. Она заключалась в использовании вертикальных молотов, приводимых в движение водяным колесом в штамповой мельнице, по крайней мере 60 из которых, как известно, существовали на болоте Дартмур. Штамповые мельницы также назывались "knacking" (дробящими) или "knocking" (стучащими) мельницами; Кнакинг-Милл-Голф, небольшая боковая долина в верховьях реки Эрм, свидетельствует о существовании такой мельницы в прошлом. Молоты или "штампы" в штамповой мельнице состояли из вертикальных деревянных брусьев, усиленных железными накладками снизу, которые поднимались кулачками, прикрепленными к валу привода водяного колеса, и многократно опускались на руду, лежащую на блоке гранита, известном как ступка. Обычно в ряд устанавливалось два или три таких штампа, приводимых в движение одной системой и работающих последовательно. Усовершенствования технологии в XVIII и XIX веках включали увеличение количества штамповочных головок и замену гранитной ступки толстым слоем измельченного кварца, заключенного в каменную или железную коробку. К 1900-м годам существовало несколько различных типов штампов: корнуоллские, калифорнийские, пневматические Холмана и т.д.
Концентрация
Хотя отдельные зерна или галька аллювиального олова, собранные промывкой, часто были высокой чистоты, обычно все же требовалось удалить нежелательные пустые породы, прежде чем руду можно было плавить. Необходимость этого процесса, известного как обогащение руды, возросла по мере разработки более бедных месторождений рудного олова. Принцип концентрации был усовершенствованной версией того, что использовали первые промывальщики олова: он основывался на большой разнице в удельном весе между целевым оловянным концентратом и пустой породой. Использовалось множество различных механических методов, включая прямоугольные и круглые отсадочные машины (буддлы), столы Уилфли и вращающиеся столы для шламов, кивы, барабаны и даже магнитную сепарацию. Одним из ранних методов разделения была прямоугольная отсадочная машина, представлявшая собой слегка наклонную плоскость, по которой измельченный материал промывался слабым потоком воды. Измельченная руда, взвешенная в воде, подавалась на центральный конус и распределялась наружу по слегка наклонной конической поверхности. "Пески" (тяжелая фракция) осаждались ближе к центру, а "хвосты" (легкая фракция) – у внешнего края. Основным новшеством круглой отсадочной машины было наличие набора вращающихся рычагов, приводимых в действие водяным колесом, которые вращались над машиной и несли щетки или куски ткани, которые перемещались по поверхности осаждающихся отложений. Постоянно нарушая поверхность отложений, они предотвращали образование ручейков и обеспечивали более качественное разделение. Отсадочная машина работала до тех пор, пока слой отложений не достигал глубины от 15 до 30 см. Затем отложения извлекались в три части, а "промежуточные" продукты часто перерабатывались на другой отсадочной машине с немного другими характеристиками. Деталей этих практик известно немного, но их существование подтверждается ранними документами, упоминающими налогообложение первой и второй плавок. Введение эффективного процесса плавки в горне около 1300 года позволило использовать только одну плавку. Влияние горнодобывающей промышленности на ландшафт Дартмура до сих пор очевидно. Путешественники по вересковой пустоши часто натыкаются на руины горнов и минорные камни с рядами полукруглых углублений, в которых измельчалась руда. Многие из более поздних шахтных стволов сейчас засыпаны, но некоторые все еще сохранились и огорожены, чтобы предотвратить падение в них людей или животных.
Символ трех зайцев
Три зайца – это круговой мотив, который встречается в священных местах от Среднего и Дальнего Востока до церквей юго-западной Англии (где он часто известен как "Зайцы Тиннеров"). Наиболее часто этот мотив встречается в церквях Западной Англии. Он изображается в архитектурной резьбе по дереву, резьбе по камню, узорах витражей и витражах. В Юго-Западной Англии известно около тридцати примеров изображения трех зайцев на "консолях" (резных деревянных навершиях) на потолках средневековых церквей в Девоне (особенно на болоте Дартмур). Хороший пример консоли с изображением трех зайцев можно увидеть в Уайдкомбе-ин-те-Мур, на Дартмуре, а также в городе Тависток, на краю болота. "Зайцы Тиннеров" – это название танца различных форм, в котором используются палки и вращение трех, шести или девяти танцоров.