5. Az izomerőtől a vízenergiáig

8. ábra Be- és kiszállás

A bányamunka hosszú évszázadokon át az izomerőn alapult. Izomerőt igényelt - mint a 8. ábrán látható - már a be- és a kiszállás is, akár létrán (A), akár kézi vitlával kötélen (B), akár - lefelé - farbőrön (C), akár lépcsőkön (D). Az ékkel-kalapáccsal, esetleg csákánnyal jövesztett bányaterméket kapákkal kaparták össze és lapáttal rakták teknőkbe, kosarakba, bödönökbe, ezeket cipelték, vonszolták az aknákig, melyekben a kiszállításra nemcsak egy vagy több ember hajtotta kézi, hanem jóval nagyobb teljesítményű taposókerekes vitlák is szolgáltak. A földalatti anyagszállítás említett eszközeit a 15. század közepétől talicskák, targoncák, majd csillék váltják föl. Utóbbiak úgy alakultak ki, hogy eleinte a nagyobb kosarakat, megvasalt faládákat gömbfákon gördítették tova, majd utóbbiakat mindinkább megrövidítették és így jutottak el a fakerékhez. Az ilyen csilléket a 16. század elejétől még a 19. században is (9. ábra) használták.

9. ábra A magyar csille. A lengyelországi Wieliczka kősóbányászatban még a 19. században is használták.

10. ábra Négy pár lóval hajtott lójárgányos aknaszállítógép. A K bödönyöket tartó szállítókötelek az F tengelyre ékelt H kötéldobon csavarodnak le, illetve föl; a G hajtófák elé fogták a lovakat.

Az aknaszállításban lassan elterjednek a lójárgányok (10. ábra), melyekről már az 1245 körüli bányajog is említést tesz. A hajtófák és a lovak számát az akna mélysége és az egy menetben szállítandó érc vagy kőzet tömege szabta meg. Később a lovat - nem tudjuk pontosan mikortól - a földalatti szállításban is alkalmazzák: 16. századi rajzokon már szerepel.

A 16. század végével a külszínhez közeli könnyen lefejthető ércvagyon kitermelését követően egyre nagyobb problémát jelentett a vízemelés. A hegységi bányavidékeken a vízelvezető altárrók jelentették a többnyire gazdaságos megoldást, ám ezek kihajtási ideje emberöltőnyi nagyságrendű volt. Kezdetben a bányában fakasztott vízet is izomerővel, a szó szoros értelmében "emelték": az emberek a függőleges aknákba szerelt létrákon szorosan egymás fölött állva kézről-kézre adták a vízzel teli vödröket az akna alatti vízgyűjtőből - a zsompból - a külszínre, avagy a völgyekbe enyhe eséssel kivezető altárók szintjére.

11. ábra A bánya légellátására szolgáló csoportos fújtatók

Csakhamar szerepet kapott az izommunka a bánya levegőellátásában is, amit - kisebb mélység esetén - természetes úton, a földalatt egymással összekötött be- és kihúzó aknákkal, ezek külszíni nyílásainak szintkülönbsége okozta depresszió- különbség kihasználásával, majd - nagyobb mélység esetén - az aknákra telepített, a szelet az aknába terelő "szélfogókkal", vagy kéményszerű tornyokkal oldották meg. Később fujtatókat használtak: a 11. ábra a 16. században használt, emberi és állati erővel hajtott nagy teljesítményű csoportos fujtatókat mutat be és látható, utóbbiak járgányos és taposókerekes hajtást egyaránt alkalmaztak.

12. ábra A selmeci szélaknai bányászat a 17. század végén

Az alapvetően izomerőt alkalmazó bányászat kitűnő átfogó képét adja a selmeci bányászatot bemutató, a 12. ábrán látható, a maga korában mind művészileg, mind műszakilag páratlan metszet. Ezt Aloysio Fernando comes Marsigli (1658-1730) bolognai születésű hadmérnök, természettudós, diplomata készítette 1693-1694-ben. A rajzon mintegy 60 bányász dolgozik a föld alatt bányamécs-világítással. Az ércet egykerekű taligában vagy kétkerekű csillében, néhány vágatban kötéllel vonszolt kosárban szállítják. A földalatti szintkülönbségek leküzdésére kézi vitlák szolgálnak. A kilenc függőleges akna közül néhány csak járásra szolgál, de a kötéllel vont bőrzsákokkal felszerelt szállító aknákban is van pihenőpadokkal ellátott járóosztály. A 17 sátortetős aknaházban lójárgányok vannak. Az aknákat tornyos, emeletes üzemi épületek övezik. A bányaterület mögött bástyákkal, tornyokkal megerősített városfal látható a jellegzetes hegyes-völgyes Selmec-környéki tájban.

Ez az a bányászat, ahol ekkortájt egyre szélesebb körben más erők is fölhasználásra kerülnek: az elsőízben itt alkalmazott robbantásos kőzetjövesztésnél - amiről majd részletesen szólunk - a kémiai energia és a sokoldalúan - aknaszállításra, vízemelésre, bütykös forgótengellyel emelt súlyos "nyilak" ejtésével végzett érczúzásra - hasznosított vízenergia. A vízenergia-hasznosítás alapeleme a más tevékenységeknél is alkalmazott vízikerék. A bányászatban a 15. században már Európa-szerte alkalmazták, virágkorát azonban a 17-18. század fordulóján élte, amikor a bányák - hogy erővíz-szükségletüket száraz időszakra is biztosítsák - vízgazdálkodási rendszereket alakítottak ki. Ám e rendszerekben is előfordult, hogy a vízikerék alább vagy messzebb esett az aknától és a szivattyú vagy a szállítóberendezés hajtásához erőátvitelre volt szükség. Erre szolgált a himbás-rudas átvitel és pl. az így meghajtott szivattyúkat rudas szivattyúknak nevezték.

A selmecbányai vízgazdálkodási rendszer létrehozása Mikoviny Sámuel (1700-1750) nevéhez fűződik, aki a 18. század legnagyobb polihisztorai közé tartozott. Hírneve még életében eljutott külföldre, 35 éves korában a Porosz Tudományos Akadémia tagjai között találjuk. A 16 mesterséges tóból és 60 km hosszú árokból álló egységes rendszer 1732-1740 között létesült. Korának legnagyobb méretű technikai alkotásai közé tartozott és csaknem 250 évig biztosította a bányák és ércelőkészítő művek erővíz-szükségletét. A tavak ma üdülőhelyekül szolgálva emlékeztetnek a hajdani hírneves bányászatra.

A világhírű 17-18. századi selmec-vidéki bányagépek alkotói közül kiemelkedik az elsősorban Szélaknán működött Hell Máté Kornél (1650-1734) és különösen fia, Hell József Károly (1713-1789). Az ifjabb volt ugyanis az, aki az 1749-ben a Lipót aknán üzembe helyezett, elveiben új vízoszlopos szivattyújával mintegy lezárva az izomerőtől a vízenergiáig terjedő korszakot és az 1753-ban az Amália-aknán üzembe helyezett vízemelő léggépével már túllépve azon, örökre beírta nevét a technikatörténetbe mint a hidraulikus nyomás és a sűrített levegő közvetlen alkalmazója a géptervezésben. Az új korszakkal - benne az ifjabb Hell alkotásaival - majd a 9. fejezetben foglalkozunk.

6. Hazánk a világ bányászatának élvonalában

Míg a középkorban az ország nemesfémtermelése uralta az európai piacot, addig a 17-18. században a bányatechnika korszakalkotó fejlődését jelentő első bányabeli robbantással, a bányászati felsőoktatás létrejöttével és az első nemzetközi bányászati egyesület megalapításával került a hazai bányászat a világ bányászatának élvonalába.

6.1. Az első bányabeli robbantás: a bányatechnika újkorának kezdete

A világon elsőként a Selmecbányához tartozó Szélakna Felső-Biber tárójában végzett bányabeli robbantást 1627. február 8-án Montecuccoli Jeromos bányarészes kezdeményezésére a Tirolból odatelepült Weindl Gáspár. A robbantásról felvett német nyelvű jegyzőkönyv szerint ez "jól sikerült, semmi kár nem történt, és a keletkezett füst egy negyedóra alatt eloszlott". A robbantásos jövesztés csakhamar általánosan fölváltotta a tűzvetést illetve az ékes-kalapácsos munkát.

Míg a korábban ékkel-kalapáccsal lassan - évi 20-30 m-es sebességgel - kihajtott vágatok kis, 60-70 cm széles és 140-150 cm magas szelvénye korlátozott mindenfajta műszaki fejlesztést, addig robbantásos jövesztéssel a vágathajtás sebessége megsokszorozódott, a vágatok szélessége és magassága megnövekedett, lehetővé téve a jóval nagyobb csillék (0,1 m³ helyett 0,5 m³ űrméretűek) alkalmazását, a jobb közlekedést, több friss levegő beáramlását és a víz csatornákon vezetését. A robbantás Európa minden aknájában rendkívüli újítás volt, első alkalmazásait jegyzőkönyvek rögzítették. Így az eljárásnak a Kárpát-medencéből kiinduló elterjedése jól nyomon követhető. Mindezek folytán joggal tekintik sokan 1627. február 8-tól a bányatechnika története újkora kezdetének.

6.2. Mesterségből tudomány - Selmecbánya a mérnökképzés bölcsője

Az apáról fiúra szálló mesterség űzése egyre bonyolultabb és sokrétűbb ismereteket igényelt a bányaüzemek irányítóitól. Ez az igény vezetett 1735-ben a világ legrégibb, utódaiban máig fennálló bányászati tanintézete, egyszersmind a magyar műszaki felsőoktatás gyökerét alkotó bányatisztképző iskola fölállításához. Vezetője és első tanára a már említett Mikoviny Sámuel volt. Csakhamar Mária Terézia rendelkezésére megkezdődött az iskola akadémiává fejlesztése, elsőként - 1762 - ásványtant, kémiát, elméleti kohászatot, majd másodikként - 1765- matematikát, fizikát, mechanikát-gépészetet és harmadikként az akadémiai rang elnyerésével járóan 1770-ben gyakorlati bányászatot-kohászatot oktató tanszék létesítésével. Ez utóbbi tanára Christoph Traugott Delius, kinek tankönyvét Párizsban is kiadták francia nyelven, aholis 1794-ben sok tekintetben selmeci mintára létesítik műszaki felsőoktatásukat és onnan ez a gyakorlat az École Politechnique példáján terjed tovább. Az első tanárok szakirodalmi munkásságukkal és - nemegyszer külföldi - műszaki tevékenységükkel is megalapozták az akadémia nemzetközi hírnevét. Selmecen 1808-ban erdészeti tanintézet is létesül. Ezt 1846-ban az akadémiához csatolják, melynek neve ennek megfelelően k.k. Berg- und Forstakademie-re változik. A szabadságharc - melyben a magyar hallgatók is részt vettek - és a magyar nyelvű oktatás bevezetésére irányuló kísérletek okozta nemzeti ellentétek miatt a Selmecet 1848. májusában elhagyó osztrák és cseh-morva tanulók részére Leobenben és Pribramban szervez tanintézeteket a bécsi kormányzat.

6.3. A világ első nemzetközi műszaki-tudományos egyesülete

Az erdélyi születésű Born Ignác (1742-1791) lovag, bécsi udvari kamarai tanácsos, hírneves bányász és természettudós sokféle műszaki és tudományos tevékenysége egyikeként Európában elsőként valósította meg a nemesfémek érceinek higanyos földolgozását. Ezt a foncsorozó módszert alkalmazó, a Selmecbánya melletti Szklenón létesített kohóját hosszabb-rövidebb ideig a világ különféle országainak legjelesebb szakemberei tanulmányozták a helyszínen. Együttlétük során 1786 szeptemberében megtartották az első nemzetközi bányász-kohász kongresszust és létrehozták a világ első nemzetközi műszaki-tudományos egyesületét "Societät der Bergbaukunde" névvel. Céljául tűzték "összegyűjteni s tagjaival - a bányászat fejlesztése érdekében - közölni mindazt, amit ki-ki a szülőhazájában országa hasznára és az emberiség javára hasznosíthat".

A megalakulásról szóló jegyzőkönyvet Born és Friedrich Wilhelm Heinrich von Trebra (1740-1818) Harz-hegységi bányakapitány állította össze és Johann Jakab Ferber bányakapitány a svéd és sienai akadémia tagja, Boda (Poda) Miklós és Rupprecht Antal selmeci professzorok, Fausto d' Elhuyar az amerikai spanyol bányaművek főigazgatója és a mexikói bányászati akadémia alapítója, Johann Friedrich Wilhelm Toussaint von Charpentier freibergi professzor, az angol John Hawkins és a norvég Olaus Henkel bányamérnök hitelesítette. Az egyesület központi igazgatását átmenetileg az említett Trebra vállalta, a nemzetközi igazgatóságnak 14 tagja volt. Born és Trebra szerkesztette kiadványuk a "Bergbaukunde" két számot ért meg. Az első, 1789-es számból tudjuk, hogy az egyesült ekkor 147 tagot számlált, aki között három amerikai volt, a tagság többi része 12 európai országból származott. A szépen induló egyesület - melyben Goethe és Watt is részt vett - tevékenysége a napóleoni háborúk idején halt el.

Megalakulásának 200. évfordulóján a Bányászati Világkongresszusok Nemzetközi Szervező Bizottsága az Osztrák Tudományos Akadémián tartott ünnepi ülésén mint elődjéről emlékezett meg a "Societät"-ről.