Алтайский гидропанк, или подземелья гномов в недрах Змеиной горы

"Слоновое" водяное колесо, высотой с пятиэтажный дом, было установлено в 1784 году в огромном подземном зале, вырубленном в недрах Змеиной горы. Нет это не фэнтези про королевство гномов, а реальная история.  

В глубинах этой  горы (на Алтае) скрывались залежи серебра и золота, и в 18 веке змеиногорский рудник стал важнейшим источником драгоценных металлов для Российской империи. Однако шахты (опускавшиеся на 100 метров под землю) затопляло водой, а рабочей силы на далеком Алтае катастрофически не хватало. Направленный руководить рудником инженер и изобретатель Козьма Фролов (он учился в школе в одном классе с Ползуновым, а потом доделал и запустил ползуновский паровой двигатель), провел радикальную механизацию рудника.

Козьма Фролов начинает работу - картина из Змеиногорского музея

 Прорубленные через гору тоннели соединили реку Змиевку, с рекой Карабихой, уровень которой был на десятки метров ниже.  Текущие через подземелья потоки вращали десятки водяных колес, самое большое из которых ("слоновое" колесо) достигало в поперечнике 15 метров. Фролов планировал построить еще большее 20 метровое колесо, но этот проект остался на бумаге. Колеса, через систему передач,  приводили в действие машины которые выкачивали воду из нижнего яруса рудников, дробили и промывали породу, поднимали на поверхность бадьи с рудой, раздували меха подземных кузниц. 

Для вывоза на поверхность тележек с рудой использовались деревянные рельсы по которым вагонетку тянул водяное колесо.

Лежневые пути с тележками, приводимыми в движение от водяного колеса

Тележки (их называли «собаки») с рудой  поднимались по наклонной плоскости вверх влекомые канатной тягой  водяного колеса, затем тележка опро­кидывалась и высыпала содержимое. После этого тележка скатывалась вниз,  силой собственной тяжести.

Путешественник посетивший Алтай так описывал посещение рудника:

«Спустись через Усть-Луговую штольню с проводником и горной лампой в руках, шли мы подземным ходом во внутренность горы, сначала довольно прямым, потом извилистым коридором. В боковой стене сего тесного коридора мы встретили кузницу, устроенную здесь для правки горного инструмента. В подземном царстве Плутона беспрерывно производилась работа; огонь в горнах не угасал ни днем, ни ночью; тяжелые молоты, ударяясь в наковальни, производили глухой звук, повторяемый эхом.

Мы шли вперед, повеяло свежестью и вскоре послышался шум, подобный происходящему от мельничных колес. Закончился коридор, и мы вышли в каменный дворик; в одной стороне его мы увидели огромное колесо до 7 сажен в диаметре, служащее для отливания воды из рудника. К концу оси колеса были прикреплены членосоставные рычаги, длиною в 40 сажен, с помощью которых поднималась вода. Дальше вода выливалась в бассейн, откуда другими насосами поднималась еще выше. Несколько человек занимались перекаткой руды на тачках к Екатерининской шахте, накладывали руду в подъемные бадьи. Подъем был устроен так, что одна бадья поднималась и канат навивался на вал ворота, а другая в то время свивалась с оного и опускалась вниз. Другие рабочие осьмигранным, наподобие длинного и толстого гвоздя, инструментом буравили в крепкой, из рогового камня состоящей породе скважины (шпуры), глубиной в 12 вершков. Каждый рабочий обязан был пробить в день два шпура; по окончании буравления сделанные отверстия набивались порохом и замазывались глиной. В глину через небольшое отверстие вставлялась камышовая тростинка, набитая порохом, она зажигалась после фитилем. Происходил взрыв, и значительная часть каменной стены, разбитая в куски, отваливалась. Многие работы на руднике производились» гидравлическими машинами. Вода, действуя на колеса, служила как для выливания накапливающейся в руднике воды, так и для движения рудоподъемных колес и промывания измельченной руды».

Академик  И. М. Ренованц осматривавший рудник оставил описание подземного зала со слоновьим колесом:

«Верх  сделан сводом, все вымощено камнем, весьма пространно и широкими снабжено ступенями, вместо обыкновенно навешиваемых лестниц. Колесо имеет в поперечнике 7 сажен, т. е. 49 английских футов. Цилиндр его имеет только один крумцапфен, коего рука в один аршин длины. К сей руке приделан прут, на коем висит короб в 24 сажени длиной, лежащий на цилиндрах; сей прут 2 квадрантами, на коих висят палки, ходящие в водовыливаемой шахте, так приводится в движение, что прутья поднимают бадьи на 2 аршина 56 дюймов. Насосные трубы сделаны из чугуна, имеют 12 дюймов в диаметре и в одну минуту три раза выливают».

Для обеспечения подземных тоннелей водой, на реке Змиевка была построена плотина высотой двадцать два метра, длиной – сто двадцать метров, а шириной – восемнадцать метров. Перед плотиной образовалось озеро в шесть квадратных километров.

В 1786 году в подземельях Змеиной горы был устроен праздник для приехавшего начальства. Пока на поверхности бушевала снежная буря, в освещенных свечами и факелами подземных залах Фролов запустил свою водную машинерию под восхищенные охи и ахи присутствовавших. 

Козьму Фролова  на посту главы змеиногорского рудника сменил сын, также изобретатель инженер Петр Фролов. Фролов младший прославился строительством двухкилометровой рельсовой дороги, по которой лошади везли вагонетки с рудой. Позднее (заняв высокий пост в Петербурге) Фролов младший предложил соединить города России рельсовыми путями. Так как одна из двух главных бед России - дороги, то Фролов предлагал проложить пути из чугунных рельсов по которым будут ездить запряженные конями вагоны с грузами и рельсовые дилижансы. Но этот стимпанковый проект был отвергнут, как слишком дорогой.