铜绿山矿床地形图(引自《湖北铜绿山古铜矿》)
经现代考古发掘所知,春秋时代铜绿山的矿井深度已达40-50米。井巷的组合,大致是围绕着几口竖井,开拓出为数较多的横巷,作扇面形展开,横巷下面又开拓出若干盲井。从残存的遗迹可以看出,竖井和横巷都有木构的方形支架,竖井支架长宽各约六十厘米,横巷支架高约一百厘米,宽约八十厘米。在竖井与横巷相接之处,有马头门,高度和宽度一如横巷。矿井中有良好的通风和排水系统。照明靠燃点竹签,是最原始的方法。采矿用斧形铜凿,已知最大的一件重达16公斤。采出的矿石装在竹篓中,经竖井提升到井外,选矿用船形木斗装矿土在水中淘洗,可得上等冶炼铜料。[1]
经当地工人开采和考古发掘,春秋战国时代的炼炉已发现多座,都是竖炉,外观为圆台状,由炉基、炉缸、炉身三部分组成,除炉基内有石块外,其余都用黏土垒筑。炉缸侧壁筑有金门,在炉缸的内壁和金门的内口,加衬了以青膏泥和石英砂为主的耐火材料。炉缸截面为椭圆形或长方形,炉缸内径,长轴约七十厘米,短轴约四十厘米,缸深约三十厘米。从地层和出土物推定,古炉的时代均属春秋时期。为了验证古炉性能和所具备的条件,以及冶炼水平等,中国社科院考古研究所铜绿山工作队在山中筑了两座仿古炼铜竖炉,做了两次炼铜模拟实验。结果证明,铜绿山炼铜竖炉的冶炼工艺是铜的氧化矿的还原熔炼,只要有足够的风压和风量,使炉内木炭燃烧充分,就能进行正常的冶炼。只要炼炉熔化带中有足够的温度,矿石不论品位高低,不论是块矿、粉矿,都可以炼出红铜。使用这样的竖炉,可以连续投料,连续排渣,间断放铜,持续冶炼,不是只用一次就要破炉取铜。一座炼炉,如果投入物料三千公斤,矿石平均含铜量为12%,在正常情况下,一天一炉可炼出红铜约三百公斤。