Русский гидротехник, строитель циклопических гидротехнических сооружений

Козьма Дмитриевич Фролов, сын полевого рабочего, является по сути основателем современной российской техники, без которой уже не представляется жизнь как города, так и села. Им были созданы так называемые циклопические гидротехнические сооружения, многие из которых используются и поныне практически в неизмененном виде. Судьба этого изобретателя была решена, казалось, в самый момент его рождения: на свет он появился в здании Полевского завода, сооруженного крестьянами С. Бабиным и К. Сулей на месте, где в 1720 году они обнаружили выход месторождения железной руды.

Водосборные механизмы, механизмы для перекачивания воды, приспособления для выделки руды и последующей обработки механизмов заменили Фролову игрушки. Поэтому устройство сложных механизмов он знал уже в семилетнем возрасте. Вскоре после того как мальчику исполнилось 8 лет, отец стал разрешать ему помогать в починке и уходе за сложными механизмами. Уже в юном возрасте Козьма выполнял работу подмастерья или цехового ученика.

Заметив в мальчике явный инженерский талант, отец отдал его на обучение в Татищевскую горнозаводскую школу, после окончания которой в 1744 году Фролов приступил к профессиональной практической деятельности. В частности, ему пришлось работать на Березовских золотых промыслах, работа на которых была настолько мучительной и тяжелой, что часто на нее направлялись заключенные. Подобный труд считался тяжелым наказанием, однако Фролов отнесся к этому распределению с пониманием: именно он мог облегчить своими сооружениями такую каторжную работу.

В 1757 году Козьма Фролов стал штейгером — горным техником высокого класса, после чего был послан в Олонецкий край. Такое резкое повышение по службе в официальных документах объяснялось его достижениями в области промывки золота.

После успешного выполнения ряда поставленных перед ним задач Фролов снова вернулся на Березовские рудники, чтобы установить «по собственному своему изобретению промывальную машину, на которой вымывка производилась гораздо успешнее с уменьшением против прежнего более двух третей рабочих и сбережением расходов до 3400 рублей» — огромной по тем временам суммы. Эта машина принесла своему изобретателю и конструктору славу и почет. Фролова перевели в ранг бергмейстера всех Екатеринбургских золотых приисков.

Фролову удавалось вносить что-то новое практически во все области, с которыми он соприкасался. Для того чтобы выбираемая драгоценная порода была чище и тоньше, Фролов разработал и ввел в производство инновационную технологию добычи, а чтобы быстрее добираться до скрытых глубоко в недрах земли драгоценных рудных жил, конструктор-изобретатель выдвинул на рассмотрение проект огромной штольни. Длина штольни по плану должна была составлять две версты (2,130 км) и служить не только допуском до руды, но и собирать по всей длине сточные воды. Все его проекты внедрялись в эксплуатацию и приносили Фролову известность. Вскоре слухи о талантливом уральском изобретателе дошли сначала до Алтая, а затем, перейдя Урал, дотянулись и до Москвы.

Заслуга Фролова не только в том, что он изобретал и конструировал сложные приборы, существенно облегчающие тяжелый физический труд, но и в том, что он самолично воплощал свои замыслы в жизнь.

В 1765 году начальник Колывано-Воскресенских заводов, на которых в то время трудился Фролов, А. И. Порошин выслал в Петербург отчет, в котором не преминул упомянуть и роль Фролова в достижениях завода. В частности, он написал о том, что благодаря установкам Козьмы Фролова рабочие меньше устают, а производительность, напротив, возрастает. Кроме того, существенно экономится время на получение и промывку драгоценного металла.

 

В золотодобывающей промышленности изобретения Фролова оценили по достоинству неслучайно. Ведь за один только 1766 год благодаря бурильным и промывочным установкам Корбалихинские рудники принесли около Ют серебра и свыше 300 кг золота!

 

Правительство оценило рвение техника-изобретателя и выслало крупное денежное вознаграждение, ставшее, по сути, инвестицией в дальнейшие разработки.

Однако все механические и технические новшества, оказавшиеся передовыми даже для просвещенной Европы, меркнут в сравнении с так называемыми циклопическими гидротехническими сооружениями (80-е годы XVIII века).

 

Глубоко под землей, в недрах Змеиной горы на Алтае до сих пор сохранились остатки гигантского каменного колеса. Видны места для креплений веревок и крюков. Они были раньше единой системой, приводящей колесо в движение. Огромная, даже по современным размерам, гидросиловая установка, предназначенная для откачки больших объемов воды из низко залегающих пластов драгоценной породы, строилась на протяжении 20 лет, и, как и при создании машин меньшего размера, автор изобретения лично принимал участие в строительстве. Найденные чертежи и руководства, непосредственно относящиеся к гигантской подгорной водооткачивающей установке, исчисляются квадратными километрами. Их сопровождают письменные инструкции и указания, количество которых измеряется сотнями. Но этот материал признается важным и ценным не только современниками изобретателя, но и инструкторами и техниками наших дней. Несмотря на впечатляющие размеры деталей, машина была спроектирована с небывалой точностью, составные части механизма подогнаны друг к другу так точно и смело, что подобная работа сделала бы честь любому инженеру. Плотина, созданная Фроловым специально для своей установки более 150 лет назад, до сих пор признается одним из совершеннейших сооружений подобного рода. Качество ее изготовления доказывает хотя бы тот факт, что ее работа по прежнему безукоризненна: плотина еще ни разу не нуждалась в серьезном ремонте. К сожалению, в то время большей известностью обладало другое подобное сооружение, располагающееся в Марли, во Франции. Это водотехническая установка, сооруженная примерно в то же время, что и установка Фролова, предназначенная для питания водой дворцовых фонтанов.

Многие европейские современники Фролова не догадываясь о существовании установки в Змеиных горах, признавали водонапорный механизм в Марли наиболее совершенным техническим достижением XVIII века. Однако независимый анализ и сравнение двух установок утверждает обратное: гидросиловая установка, созданная Фроловым, не только массивнее (верхнее напорное колесо французской машины составляет 12 м в диаметре, ее алтайский аналог — 17 м), но и изящнее: особенно заметна разница в решении ключевых узлов, Фролову удалось избавить их от лишних деталей, сохранив при этом функциональность.

 

Термин «циклопический» появился еще в средневековье и обозначал огромные сооружения, выполненные из каменных плит. Такие строения получили свое название неслучайно. Циклопами в древнегреческой мифологии назывались существа колоссальных размеров, способные двигать горы. Циклопическими сооружениями называют пирамиды, Стоунхендж, мегалиты. Относят к ним и потрясающий памятник человеческого мастерства, созданный острым умом мастера горных дел Фролова.

 

Остальные характеристики также работают не на пользу европейскому аналогу. Механизм в Марли работал при солнечном свете, Змеиногорский предназначался для работы в темноте. Европейский вариант предназначался для перекачки 5 тыс. м3 воды в сутки, однако на практике выдавал в лучшие свои годы не более 2,5 тыс. м3, часто снижая уровень подачи до отметки в 800 м3. Русская же установка ни разу не вызвала нарекания по поводу своей работы, исправно очищая глубокие шахты от холодных подземных вод.

Плоды технических достижений, созданные руками Фролова, во многом явились инновационными не только для России, но и для западных стран. Большая часть созданных им механизмов бесценна, так как имеет огромное значение и по сей день, некоторые из изобретений Фролова, как например циклопическое сооружение в Змеиногорске, являются бесценными так и неоцененными до конца.