3.12　卷扬或提升

如果必须把竖井挖到较深的煤层，就需要研制某种形式的机械来代替那些背着装有煤块的柳条筐绕竖井壁四周的梯子往上爬的妇女和儿童（图48）。手动卷扬机首先得到应用，后被畜力绞盘或绞车所取代（图49或图版6B）。畜力绞盘包括一只直径为12—16英尺、绕一根垂直轴转动的水平绕绳筒，垂直轴的支脚可以在一块石头或铁铸件上转动，而其顶端枢轴则由一根末端依靠在斜支架上的长跨梁支撑着。马匹则系在一根长度一般为30—36英尺的坚固的水平梁的一端或两端，此梁围绕着靠近绕绳筒的垂直轴，经过绕绳筒两侧的绳子被引至悬在竖井上的小滑轮上。

随着蒸汽机的推广，现代的水平绕绳筒也被开发出来，但它最初是由一台手工操作阀门的大型低压单缸立式蒸汽机驱动的，卷扬速度很慢而且很浪费蒸汽。当时面临的困难之一是必须克服挂在竖井中的绳子上的重量不平衡。人们曾尝试过各种配重形式，但在这个时期并没有研究出令人满意的解决方法。

绕绳筒原来使用的绳子是圆绳，而且由麻制成。这些绳子是由几股绳绕成的复合绳。许多人不是把这些细绳绕成一根圆绳，而喜欢将它们并排放置，把每股绳相邻地串在一起，形成一根扁绳。其优点是在卷绕时可以将绳子一层一层地盘绕在狭窄的绕绳筒或绕绳管上，从而改变力臂比。在竖井底部的重负载与绕绳筒的最小半径相对应，而上面的空笼或空筐则与最大半径相对应。

图48　19世纪初苏格兰的妇女煤炭搬运工。

煤炭往往是以这种方式从超过100英尺深的井下背运上来的。

图49　畜力绞盘，约1820年。

最初，柳条筐是从矿车上提起钩到绳子上并沿着竖井升起。但是由于绳子的扭绞，柳条筐会不断地旋转并左右摆动。因此卷扬的速度很慢，而且竖井中的事故也屡有发生。铁丝绳最早于1829年试用，大约在1840年获得普遍使用。

图50　煤矿竖井底部的情景。矿车上满载的煤等着被拉到地面。

为了克服来回摆动，1787年，人们采用了竖井导轨。筐子被悬挂在固定于装在竖井侧面木导轨的横杆上。后来，带有安全牢固的轮子的矿车或小型煤车被制造出来，同时可以在导轨上运动的煤笼或开口煤箱也被引入竖井。用这种方法，煤炭就能在工作面装进有轮矿车拖运，然后装进煤笼，安全地拖运至地面，并在煤笼返回地下之前将其清空（图50）。