Одним из талантливых самородков, замечательных изобретателей, намного опережавших своё время, был Козьма Дмитриевич Фролов (29.06.1726-09.03.1800).

Он родился в посёлке Полевского завода в семье плавильщика меди. Прибегая к отцу на завод, любознательный мальчик наблюдал, как дробилась руда, всматривался в жаркие топки обжигательных и медеплавильных печей, подолгу простаивал около вододействующего молота. Ему всё хотелось знать, всё интересовало его.

Козьма окончил словесную и арифметическую школы при Полевском заводе. После поступил в Екатеринбургскую горнозаводскую школу. Набор в неё проводился в принудительном порядке, причём, поступившие на учёбу дети (а в ней обучались дети мастеровых, солдат и крестьян) теряли связь с родителями, становясь по прихоти горного начальства работниками завода или рудника. В училище, наряду с уроками письма, чтения, арифметики, основ геометрии, рисования, черчения, проводилась практика учеников на заводах. Изо дня в день, летом по двенадцать часов, осенью и весной по девять, а зимой по семь часов, занимались в екатеринбургской школе. Не было отдыха и в долгожданные воскресные дни. Неумолимый устав предписывал: «В дни недельные и праздничные учителям, каждому своей школы учеников всех для моления богу в церковь приводить без нетов и велеть им, ученикам, читать книги друг со другом по очереди на вечерне, утрене и притом обучаться пению согласно. А кто из них во время службы божией в церкви не будет, а зачем - правильной вины не докажет, и отпущен ни от кого никуда не был, за то оных учеников и учителей штрафовать». Штрафов было много: за отлучки без спросу, за непосещение божиих храмов, за нерадивость в науках… А жалованья ученикам причиталось по три рубля шестьдесят копеек в год. Копейка в день… Однако Козьма Фролов учился хорошо и у ребят был в почтении - выручали кулаки. На второй и на третий год начали в школе преподавать геометрию. Составлялись чертежи, делались несложные расчёты. Наконец, приступили к изучению «механических правил» о том, как машины в горном деле и на заводах употребляются. Фролов твёрдо усваивал нехитрые законы механики. В неясных мечтах его возникало желание совершенствовать машины, увеличивать их до невиданных размеров, с тем чтобы заменить их работой тяжкий труд человеческих рук. А на труд этот достаточно уже нагляделся Козьма. Случилось ему сдружиться в школе с сыном горного солдата Иваном Ползуновым. Ваня был непохож на своего друга: Козьма вырастал в плотного и крепкого парня, а Иван оставался узкогрудым и болезненным. Часто друзья спорили. «Не увеличивать размеры машин, а вовсе по-другому устраивать их нужно», - твердил Ползунов.

Шли годы. После окончания школы (1744) Фролов год проработал на Берёзовских золотых приисках «горным учеником» при плавильщике. Он выполнял все тяжёлые работы. За свой труд получал мизерную плату - за год заработал 6 рублей.

С 1746 года Фролов начал горную службу рудокопом на Гумёшевском руднике, открытом по следам старинных выработок рудознатцами Сергеем Бабиным и Козьмой Сулеевым в 1702 году. Юноша числился, как и все горнорабочие, в штате Полевского завода. Кайлами и молотками рудокопы отбивали куски медной руды, складывали в тачки и по извилистым подземным ходам, озарённым тусклым светом восковых свечей, тащили к основанию шахт. Там рудой нагружались бадьи, которые поднимались наверх при помощи ручных воротов и канатов. В суровой обстановке рудничной каторги «горный ученик» по-настоящему познал тяжесть труда «работных людей».

Горное дело на Урале развивалось. Стране требовалось много металла. Там и тут закладывались рудники, строились заводы. Усиливалась разведка полезных ископаемых. Уже недостаточно было ожидать известий от местных крестьян о сысканных ими рудах или древних «копанях». Летом 1748 года с Полевского завода к истокам реки Чусовой на поиски железных и свинцовых руд отправилась разведывательная экспедиция. В её состав входил Козьма Фролов. Нагруженные инструментами, продуктами питания разведчики пробирались в лесные дебри, удалённые от селений. Тяжело приходилось геологам, и в поисковые партии обычно отбирались физически сильные, выносливые люди. Фролов любил труд. После шахты с жестокими рудничными надсмотрщиками работа в лесу, «на воле», показалась ему до радости увлекательной. Он любил природу и после работы подолгу наблюдал, как сгущались на небе закатные краски и тихо кралась по лесу ночь. От Чусовой клочьями расползался туман, курился под деревьями, с мягким шелестом лениво колыхались в вышине сосны. В лесу геологи прожили несколько месяцев. На пути поисковой партии в течение лета встречалось немало диких зверей, которые во множестве водились в окрестностях Полевского: медведи, волки, лоси, олени, рыси, лисицы. К осени вернулись на завод.

Прилежная работа Фролова в экспедиции, его трудолюбие, живой интерес ко всему новому привлекли внимание инженера-немца, руководившего изысканиями, и по возвращении в Полевской Козьму поставили на строительство конных водоподъёмников, предназначавшихся для выкачивания воды из глубоких шахт, «недоступных к осушению ручными насосами». С участием Фролова и устанавливались первые конные подъёмники на руднике. Так 1749 год стал знаменательным годом, когда Фролов научился перекладывать в какой-то мере тяжесть труда с рабочих рук на машины. Первые водоподъёмники были весьма примитивны, часто ломались. Фролов придумывал всевозможные устройства, чтобы сделать их более надёжными, сам занимался их ремонтом.

Фролова использовали и на многих других работах. Несколько раз он отправлялся в Екатеринбург за продовольствием для завода. Сопровождал обозы из Полевского и Северского, гружённые медью и железом, до пристани Кунгурка. Отсюда металл отправлялся по Чусовой. Ездил с караваном в Нижний Новгород в качестве писаря. Караван барж-коломенок, гружённый железом и медью, шёл весной с Уткинской пристани по Чусовой, потом через Каму вниз по Волге. Тяжёлым был труд команды при следовании каравана, требовалось немало отваги, чтобы преодолеть крутые повороты на порожистой, бурной Чусовой в пору весеннего половодья. Писарь, помимо своих прямых обязанностей, помогал сплавщикам управлять бревном рулевого весла. Достигнув Нижнего Новгорода, караван делал остановку и там готовился к следованию вверх по Волге бичевой. Здесь менялись команды, и караван шёл дальше. К осени он успевал добраться до Твери, а на следующий год по каналам и рекам металл доставлялся в Москву и Петербург.

Наступила весна 1753 года, и Козьма Дмитриевич начал собираться в поисковую экспедицию. Горное ведомство назначило его руководителем геологической партии на Южный Урал. Фролов охотно принял назначение: им руководило настойчивое желание найти новые источники металлов и других полезных ископаемых. Ему нравилось быть следопытом природы. Пять лет назад, во время первой экспедиции, он усвоил признаки, по которым можно определить ископаемые: рельеф местности, окраска поверхности земли, наружные выходы горных пород. В книге любимого писателя и учёного М.В. Ломоносова, привезённой из Нижнего Новгорода, он прочитал наставление геологам-разведчикам: «Ныне уже любители рудных дел озарены всеотменным зрением, коим не токмо по земной поверхности, но и в недра её глубоко проникнуть можете, то есть по наружности и о внутренностях дознаться...». Геологическая партия состояла всего лишь из двух человек: сам Фролов да ещё один рудокоп. Их путь лежал через леса теперешней Челябинской области, через реки, крутые овраги и по склонам гор. Молотками на длинной рукоятке, кайлом и ломом рудоискатели отбивали куски горных пород и складывали их в мешки. Несмотря на трудности и ограниченные средства, Козьма Дмитриевич с товарищем с честью справились с заданием и привезли образцы железных и медных руд.

По возвращении на рудник Фролов продолжал заниматься строительством и ремонтом конных водоподъёмников. Каждый час, каждую минуту при проходке шахт велась борьба с водой: она стекала со стенок ствола, журчала ручейками из трещин, иногда врывалась в ствол шумными водопадами. А бороться с водой приходилось с помощью всё той же бадьи. Воду собирали в бадью или вычерпывали вёдрами из небольших углублений, специально выбитых в забое ствола. Усилия Козьмы Дмитриевича были направлены к тому, чтобы усовершенствованием водоподъёмников облегчить тяжёлый труд горнорабочих по выкачке воды. На себе испытав всю горечь шахтёрской доли, Фролов посвятил свою жизнь изобретению машин, чтобы они служили «к славе и украшению родной страны и облегчению труда горнорабочих».

Авторитет Козьмы Дмитриевича возрастал. Его работу видели приезжавшие на рудник специалисты из управления казёнными заводами Урала. О его умении облегчать ручной труд водоотливными устройствами и об успешных разведках залежей полезных ископаемых на Южном Урале стало известно и в Берг-коллегии. В 1758 году Фролову присвоили звание унтер-штейгера (горного техника), а вскоре его вызвали в Петербург и назначили руководителем геологической экспедиции в Карелию для «открытия новых руд». Тогда на берегах далёкого Онежского озера было обнаружено золото. Несколько дней Козьма Дмитриевич пробыл в столице, осмотрел многие её достопримечательности и вспоминал позднее с большим удовольствием своё первое знакомство с Петербургом.

Приехав на Войницкий рудник, молодой штейгер опытным глазом настоящего горняка быстро определил, что с золотом здесь дела обстоят иначе, чем на Урале: на руднике его было мало, добывать оказалось трудно. На Урале золотник золота обходился вначале три рубля, а потом один рубль пятьдесят копеек, а здесь двадцать рублей. Весь свой опыт Фролов перенёс на новые места. Горные работы и промывка золота производились бесперебойно. Потомственный горняк Козьма Фролов выгодно отличался от опальных, высланных на горные работы дворянских сынков. Начальство вынуждено было всё чаще отмечать его талант и сноровку.

Когда в Войницы пришло известие о находке серебра на границах империи, в Лапландии, решение о посылке туда Фролова для проверки сообщения признано было единственно возможным. Фролов выехал на север. Лапландская ночь. Огневыми кружевами полыхает полярное сияние. Белое море, закованное льдами, уходит от скалистых берегов Кольского полуострова в бесконечность. Снежным саваном прикрыта тундра: ни людей, ни леса - гиблое место. Но Фролова не пугали эти места - он с детства привык к ним. Пристальным глазом геолога-охотника за полезными ископаемыми он старался прочесть книгу природы. И помнил слова М.В. Ломоносова: «Пойдём ныне по своему отечеству; станем осматривать положение мест и разделим к произведению руд способных от неспособных; потом на способных местах поглядим примет надёжных, показывающих самые места рудные». Он на славу поработал и в Лапландии.

В результате его поездки совершенно точно определилась малая ценность вновь открытых месторождений. Разработки не пошли в ход и вскоре были забыты.

Выполнив задание Берг-коллегии, Фролов из Гумёшек «пошёл по своему отечеству». Вернувшись из Петербурга на Урал уже в чине штейгера (унтер-офицерское звание), он стал работать сначала при Берёзовском руднике (1759), затем при Уктусском заводе руководителем работ по добыче золота (1760). Его навсегда оторвали от Гумёшек. И хотя большое дарование Козьмы Дмитриевича как изобретателя вполне развернулось несколько позже, он оставил здесь о себе благодарную память талантливого мастера по строительству водоподъёмников. С Полевским он не порывал связей и в дальнейшем. Забегая вперёд, замечу, что в середине XVIII века, отчаявшись бороться с шахтными водами, гумёшевцы обратились за помощью к Н.Г. Клеопину, бывшему строителю Полевского медеплавильного завода, а ныне исполняющему делами начальника канцелярии Главного заводов правления. Он вместе с бергмейстером канцелярии Густавом-Ульрихом (он же Евстафий Викентьевич) Райзером, товарищем М.В. Ломоносова по учёбе в Германии, в апреле 1752 года ходатайствовали перед Академией наук об изготовлении модели водоподъёмной паровой машины для Гумёшевского медного рудника. Академия, похоже, отреагировала положительно, потому что состоявший тогда “при добыче медных руд” на Гумёшках К.Д. Фролов наблюдал впервые создававшиеся на Урале рудничные водоподъёмные устройства. Однако попытки Шпрингера, Келлера и других специалистов не дали желаемого результата, но их водоливные машины оказались весьма “затруднительны и многоценны”. Уже работая на Алтае, Козьма Дмитриевич в 1773-1777 годах изготовил для родного рудника несколько моделей вододействующих машин. В 1776-1777 гг. под руководством выдающегося изобретателя была сооружена гидросиловая установка (выполненная из штанг-брёвен, с турбиной и электрическим генератором на 150 лошадиных сил) протяжённостью более километра - от плотины Штангового пруда до рудника. С помощью этой установки энергия вращаемого водой колеса передавалась с помощью штанг к насосам водоотлива и барабанам подъёмных установок шахт.

В Уктусе Козьма Дмитриевич изобрёл и построил по своим чертежам машину для промывки золотоносных пород. Позднее в своей биографии он писал, что машина эта была придумана «для выгодной против прежнего... вымывки золота, по новоизобретённому собою прожекту при том же заводе золотопромышленную машину построил, которая через контр-пробы и многие опыты полезной оказалась паче тем, что способ был изыскан со уменьшением задолжения людей: золото из руд удобней извлекать и руд несравненно больше промывать». В отзыве о новой установке указывалось на ряд прекрасных её качеств. «Золотопромывалка» Фролова имела производительность более высокую, чем завезённая сюда машина Виттиха немецкой конструкции. А главное - она извлекала золото лучше, чище.

После первых успехов Козьма Дмитриевич на всю жизнь становится искателем нового. Для него было заманчиво придумывать что-нибудь необычное, интересное, чтобы в какой-то степени освободить рабочих от тяжёлого физического труда. Оттуда, из начального периода развития промышленности Каменного пояса, идёт слава об уральских умельцах - новаторах техники.

Фролов внёс предложение обжигать перед промывкой золотосодержащие кварцевые пески. «Посмотрите на золото в кварцевых песках, - рассуждал он. - Там оно блестит мельчайшими листиками, имеет поверхность более значительную, чем золотые крупинки, а потому легко уносится водою. Если мы станем пески обжигать, золотые пластинки сплавятся в маленькие капли золота, они осядут на дно, и вода не унесёт их в отвал». С обжигом кварцевых песков заметно увеличилась добыча золота. Так совершенствовал Фролов технику горных работ.

Положение, которое занимал Фролов в Екатеринбургском управлении золотых промыслов, противоречило всем служебным обычаям. Как горному технику ему платили во много раз меньше, чем даже младшим инженерам. Между тем он исполнял инженерные должности лучше, чем работавшие там инженеры, а его изобретения и усовершенствования давали казне большую прибавку золота. И хотя начальство совсем не благоволило специалистам из рабочих («подло-родным»), оно всё же возбудило вопрос о производстве талантливого мастера хотя бы в низший офицерский чин шихтмейстера (младшего горного инженера).

Козьма Дмитриевич приступил к механизации Берёзовского рудника. Составил проект штольни длиной в две версты. Подземный ход должен был насквозь пронизать Берёзовскую гору. По этому ходу вода будет стекать непосредственно в речку, и тогда, наконец, осушатся подземные работы. Вся сложнейшая проблема решалась в проекте Фролова одним ударом. Мало того, подземный ход откроет новые сотни кварцевых золотоносных жил. Правда, возникали и некоторые сомнения. Уйдет ли вода? Найдут ли новое золото? Удастся ли пробить подземный ход на два километра? Никто нигде, в России по крайней мере, таких горных работ ещё никогда не производил. Но не из тех людей был Фролов, чтобы отступить перед боязнью неизведанного. Задуманное должно быть выполнено. Ночи без сна, лихорадочные дни, - Фролов переживал тревожный и радостный творческий подъём. Тревожный - от неизвестности, радостный - от предчувствия победы. Фантастический проект был принят в обербергамте с одобрением. Трудно сказать - почему. Вернее всего - по малограмотности начальства. Знали бы горные советники больше, не пошли бы на риск. Но, в конце концов, всякий вопрос решало золото, а его становилось все меньше! Проект Фролова был утверждён. Закипела работа. Всё дальше в глубь горного массива уходила штольня. Однако не успел Фролов завершить начатое дело.

Начальник алтайских Колывано-Воскресенских заводов генерал-майор А.И. Порошин, сочувственно относившийся к техническому новаторству, в 1762 году вытребовал к себе Фролова для введения там золотопромышленных устройств. Самого Козьму Дмитриевича не спрашивали, хочет или нет он туда ехать. Своё мнение ему иметь не разрешалось: работай, где велят. Фролова отправили на Алтай, но Екатеринбургская канцелярия горных заводов не желала терять такого ценного работника и обжаловала в Петербург действия Порошина. Сохранилось архивное дело Берг-коллегии, посвящённое тяжбе за штейгера Фролова. Вопрос перенесли в высшие правительственные инстанции. Из Екатеринбурга писали, что Фролова надо оставить на Урале, так как он здесь уже принёс огромную пользу «нужнонадобными знатными при тех золотых производствах исправлениями и установкой по ево искусству» золотопромывательных механизмов, а поэтому во избежание больших убытков для казны Фролова с Урала «отлучить неможно». Порошину обещали, что когда Фролов будет возвращён, «тогда вместо ево иметь быть отослан на Колывано-Воскресенские заводы по ево, Фролова, аттестату (то есть по его рекомендации) кого он в том за способного и достаточного признает». Но алтайское горное начальство ни за что не хотело отпускать Фролова, и в конце концов Порошин добился успеха. Последовал приказ из Петербурга, в котором сообщалось, что «ея императорское величество указать соизволила послать из сената в берг-коллегию указ: «Дабы оная о штейгере Фролове затруднений не чинила, а оставила б ево при Колывано-Воскресенских заводах, ибо польза интересная тех заводов несравненная с Екатеринбургскими». Волей императрицы Екатерины Второй Фролов был оставлен до конца своей жизни на Алтае, на заводах, считавшихся собственностью «ея императорского величества».

Деятельность Козьмы Дмитриевича на уральских заводах закончилась. Но 18-летний период его работы на Урале имел важное значение для всей дальнейшей жизни изобретателя. Долгие годы проработав на Урале, он хорошо узнал тяжесть горняцкого труда. Он стоял у плавильных печей, орудуя раздувальными мехами, отбивал руду в сырых подземных выработках на Гумёшках, помогал сплавщикам водить суда с металлом по бурной Чусовой, сам разведывал руды в глухих безлюдных местах. Урал стал для Фролова школой трудовой жизни, здесь он начал путь изобретателя, рационализатора производства.

Фролов и его семья ехали на Алтай. В Барнауле, который был тогда ещё совсем маленьким посёлком, помещалась канцелярия Колывано-Воскресенских заводов. Здесь Фролов получил назначение в Змеиногорск. В Барнауле же он встретил своего старого товарища Ползунова. Школьный друг был захвачен идеей «огнедействующей машины». Друзья, как и в прежние времена, много спорили. Фролов твёрдо стоял на своём. На Алтае воды много; задача в том, чтобы совершенствовать водяные колеса, увеличивая их размеры, а огневые машины - роскошь и дело опасное. Каждый думал о своём, у каждого были свои пути.

Фролов простился с Ползуновым и отправился в Змеиногорск. С первыми лучами солнца завертелись колёса немазаных телег; маленькие, обросшие густой шерстью, алтайские лошадки потянулись по дороге. Оставив Колыванское озеро в левой стороне, путники выехали на просёлочную дорогу. Длинными обозами плелись по ней рудовозы. Крестьяне в высоких войлочных шапках погоняли своих кляч. В корытообразных телегах везли они руду, а угольщики в коробах тянули уголь. Обозы следовали на Змеиногорский завод. Навстречу шли пустые подводы. На узкой дороге, особенно возле мостов, случались заторы. Приходилось иной раз ждать более получаса, пока встречные обозы разъедутся. Ругань висела в чистом горном воздухе. Возчики ругали друг друга, но больше всего государыню императрицу и горное начальство. Иные крестьяне из приписанных к рудникам должны были приезжать сюда из своих деревень, которые находились за пятьсот и больше вёрст от Змеиногорска. Время стояло горячее, летнее, в полях пропадало добро, а завод наступал ногой на горло. Ругались долго и зло, обнажая в бранных словах корень тяжкой крестьянской обиды. Всё это слышал Фролов и на Урале и на Онеге. Но здесь другие места, дикие и опасные. Каково будет на руднике работать? С одной стороны - начальство, с другой - эти люди. А самому Фролову придётся, пожалуй, быть чем-то вроде куска красного железа между молотом и наковальней.

Внешний вид Змеиногорского рудника

На Алтае К.Д. Фролова назначили на Змеиногорский рудник, открытый в 1736 году. Невысокие горы, покрытые лесом, окружали рудник. На самой же Змеиной горе, из недр которой добывались руды, никаких признаков растительности не было. Лишь кое-где сиротливо выглядывала тощая, высохшая трава. Геолог, шутя, сказал бы, что природа всё свое внимание обратила здесь на царство минералов, а скудная растительность понадобилась ей только для того, чтобы придать больше блеска этому миру камня. В самом деле, в ту пору Змеиногорск был богатейшим серебряным рудником. Несколько больших деревянных строений и множество малых составляли заводской посёлок. Возле него высоко поднималась Караульная сопка, господствуя над Змеиной и другими соседними горами. Более чем до половины она была покрыта кустарником, а на вершине её торчали голые гранитные камни. Караульная сопка в то время оправдывала своё название. С поста, установленного на ней, солдаты зорко наблюдали за передвижением кочевников и давали знать об опасности гарнизону Змеиногорской крепости. Про Змеиногорку наслышался Фролов ещё в Гумёшках. Об этом руднике шла молва как о месте большого скопления змей. А раз много змей - значит, много там и природных богатств. В рассказах старых людей в Полевском Хозяйка Медной горы выступала в образе то ящерки, то змеи. Упоминался и главный начальник над всеми змеями и ящерицами - змей змеев - Полоз. Среди подчинённых Полозу назывались его дочери - Змеевки. Между прочим, и тогдашние научные пособия по горному делу связывали змей с присутствием в земных недрах богатых месторождений золота, серебра, меди.

На Змеиногорском руднике несколько раньше Фролова обучался горному делу другой знаменитый самородок - сын солдата горной роты Екатеринбургского завода, а впоследствии изобретатель универсального теплового двигателя Иван Иванович Ползунов. Великого теплотехника Ползунова многое сближает с его замечательным современником Козьмой Фроловым. В 1764-1766 годах они одновременно приступили к строительству: Ползунов - первого в мире теплового двигателя, Фролов - заводов-автоматов с использованием воды как двигательной силы. Девизом жизни обоих были слова: «Облегчить труд по нас грядущим».

Успев испытать свой двигатель в действии без построенных ещё мехов, И.И. Ползунов заболел чахоткой и 27 мая 1766 года скончался в возрасте 38 лет. Спустя неделю после смерти изобретателя начались испытания его двигателя, уже полностью собранного. Двигатель работал с перебоями. Управляющий Колывано-Воскресенских заводов созвал горных офицеров, но как они ни бились - не смогли наладить ползуновский двигатель. Было решено «к лучшему и общему рассуждению в Змеиногорскую контору послать повеление о присылке сюда находящегося там обер-штейгера Фролова». Прибывший по вызову Фролов в течение нескольких дней устранил неполадки, и двигатель заработал на полный ход. Было так: Ползунов изобрёл универсальный тепловой двигатель, а Фролов положил начало его применению в производстве. Выходцы из народа стали революционерами техники, далеко обогнавшими свою эпоху.

Используя силу падающей воды, Фролов создал на Змеиногорском руднике систему вододействующих колёс, приводивших в движение разнообразные механизмы, поднимавших на поверхность руду, откачивавших воду из шахт. Впервые в мире совершенно по-новому он использовал гидросиловые установки.

Рудообогатительное заведение Змеиногорского рудника с механизацией производственных процессов, устроенное К.Д. Фроловым

В те годы на западноевропейских шахтах руду и уголь выносили на поверхность в корзинках, под землю там обычно посылали осужденных преступников, широко применяли ручной труд женщин и детей. По барабанному бою затемно подымались они на работу. Поздно вечером тот же барабан оповещал конец тяжёлого, многочасового подземного рабочего дня. Малейшая провинность влекла за собой военный суд, жесточайшие телесные наказания и даже смертную казнь. Весь персонал алтайских государственных предприятий выносил на своей спине двойную тяжесть рабского труда и военной кабалы. Что же удивительного в том, что на Алтае так часты были волнения подневольных людей. Побеги во времена Фролова приобрели настолько массовый характер, что рудники почти оголились от рабочей силы. Никто и не думал об облегчении труда шахтёров. А русский новатор в это время вплотную подходил к механизации трудоёмких горных работ.

Одним потоком воды Фролов привёл в движение три последовательно расположенные группы водяных колёс. От центрального двигателя - мощного водяного колеса - автоматически приводились в действие рудотолчейные и рудопромывные устройства, а также внутризаводской транспорт. Изобретатель шёл к цели, преодолевая большие трудности. Вот он задумал механизировать «водозаливную» пожарной службы. Сделал все расчёты, составил проект. В распределитель большой мощности предполагалось подавать воду двумя насосами с водяным приводом. От распределителя направить её потоки по трубам к заводским и рудничным сооружениям и домам рабочего посёлка. На строительство установки требовалась небольшая сумма денег. «Не дадим», - сказал управляющий рудником немец Лейбе и высмеял предложение изобретателя как ненужную затею. В 1769 году управляющий пытался даже отдать Козьму Дмитриевича под суд. Велось следствие, в ходе которого за Фроловым нашли ряд «проступков против указов»: он не отмечал в журнале начало и конец работы, разрешал своим ученикам уходить домой до конца смены. Когда «следствие» закончилось, Лейбе объявил Фролову в присутствии собрания горных офицеров рудника «крепкой выговор» и запретил проводить опыты с водоналивным колесом.

Стационарная установка водяного пожаротушения конструкции К.Д. Фролова

Бывший мастеровой оставался чужим среди инженеров - дворян-крепостников и иностранцев, считавших недостойным для себя общаться с «подлородным». Им не нравилась его простота в обращении с рабочими, его прямота и резкость в отношениях с начальством. Да и его не тянуло в компанию чванливых дворянских выкормышей, коротавших свободные от работы часы в попойках и картёжных играх.

Фролов хорошо выполнял своё дело старшего на похверках, рудопромывательные установки все увеличивали выдачу серебра и золота. Сам он жил скромно, занимая небольшую избушку вместе с семьёй. Начальство пробовало задобрить Фролова - в 1779 году ему присвоили звание берг-мейстера (старшего мастера), давшее увеличение заработка. Расчёт был простой: будет Фролов больше получать, скорее угомонится со своими изобретениями. Но Фролов не угомонился. Им руководила не жажда обогащения. Русская земля и тогда, в тёмной ночи рабского труда, была богата людьми, видевшими своё счастье в творческом созидательном труде.

В 1781 году, после смерти Лейбе, К.Д. Фролова назначали управляющим Змеиногорского рудника. Согласившись на эту должность, Фролов поставил главным условием: не мешать ему в устройстве подземной установки с водоналивным колесом. И он приступил к осуществлению своих замыслов, которые были обдуманы до мельчайших подробностей в течение нескольких лет. Его новое изобретение продолжало его «похверки», но оно было другим, грандиозным для того времени новаторством в гидротехнике. Фролов затратил два года, чтобы воздвигнуть сооружения для автоматизации процесса подачи воды из реки Змеевки в шахты рудника: Екатерининскую, Вознесенскую и Крестительскую.

Часть проекта вододействующей машины, составленного К.Д. Фроловым в 1783 г.

Это была первая в мире подземная установка с гигантскими водоналивными колёсами. К.Д. Фролов перегородил реку плотиной. От плотины воду направили по подземной штольне к открытому каналу до пильной мельницы, где вода вращала колёса лесопильной установки. Дальше из пильной мельницы вода шла под землёй к рудоподъёмной машине Екатерининской шахты, где тот же водяной поток приводил в движение двойное наливное колесо диаметром в 4,3 метра. От Екатерининского подъёмника всё та же вода текла под землёю, и устремившись к водоподъёмной машине, поворачивала огромное её колесо диаметром 17 метров. Оттуда водяной поток шёл (тоже под землёй) к рудо- и водоподъёмным установкам Вознесенской шахты и крутил там колесо диаметром в 16 метров. Приведя в действие Вознесенский водо- и рудоподъём, вода продолжала свой стремительный бег ещё свыше километра по Крестительской штольне, по которой сбрасывались также воды, поднятые насосами из нижних горизонтов рудника. Через устье в конце Крестительской штольни вода вытекала в речку Змеевку ниже плотины. В общей сложности вода проходила по искусственным каналам 2200 метров. Колёса-гиганты явились первенцами уникального гидрокаскада и были самыми большими водоналивными колёсами, действовавшими тогда в России. Машины поднимали воду с глубины 63 метров, и водой же они приводились в действие. Вдоль шахт ступенями располагались водоподъёмные насосы, поршни которых двигались, получая энергию от штанг и рычагов («крымз»), соединённых с валом водоналивного колеса.

«Изучение западноевропейских рудничных установок, в частности шведских, - отмечает профессор В.В. Данилевский, - доказывает, что Фролов создал подлинное чудо того времени. ...Это был прообраз самого совершенного из современных предприятий - завода-автомата». Зарубежные исследователи того века, не знавшие о существовании Змеиногорской установки К.Д. Фролова единогласно признавали установку в Марли самым совершенным инженерным сооружением XVIII в. Сопоставление показывает, что Фролов создал неизмеримо более совершенное инженерное сооружение, чем установка в Марли. Вся громоздкая механическая система в Марли не выдерживает никакого сравнения с тем, что просто и изящно выполнил К.Д. Фролов на огромнейшем пространстве. Установка в Марли поднимала только воду, у Фролова были и рудоподъём, и водоподъём. Строители установки в Марли работали при солнечном свете, Фролов монтировал машину глубоко под землёй. Установка в Марли, рассчитанная на подачу в сутки 5000 кубических метров воды, прокачивала в лучшие годы не более 2500 м3, часто снижая подачу до 800 м3. Очень часто из-за неполадок установка в Марли стояла, и следствием этого было то, что дворцовые фонтаны переставали работать. Установка К.Д. Фролова, обслуживающая рудник, непрерывно действовала долгое время.

Это было колоссальное сооружение! Стоит только представить себе водоподъёмные кругляши из дерева диаметром 16 и 17 метров. И это в далёком Алтае, в пору отсталой промышленной техники! Гидросооружение сделало бессмертным имя Козьмы Фролова.

В 1786 году К.Д. Фролов ввёл в эксплуатацию первую очередь сооружения в названных выше трёх шахтах. В последующем водоналивные колёса-великаны были построены и в других штольнях. Он построил в Змеиногорске шесть фабрик для промывки золотых руд. Оба отделения этих фабрик - толчейное для измельчения руд и промывательное для извлечения золота - приводились в движение силой воды. Путь воды на руднике не кончался, - речка Корбалиха вращала водяные колеса фабрик. Гений Фролова заставил воду до конца служить человеку. Рудник, золотопромывательные фабрики и, наконец, воздушные насосы плавильных печей также приводились в движение силой воды. Змеевский сереброплавильный завод в то время помещался в большом каменном двухэтажном доме. Первый этаж заключал в себе десять плавильных печей, извлекательный горн и отделительные печи (трейбофен), из которых выходило чистое серебро. На втором этаже разместились фроловские красавцы - водяные колёса, дававшие жизнь всему заводу. С помощью валов и железных рычагов колёса сообщали движение смазанным поршням двух огромных цилиндрических насосов, которые втягивали воздух, а потом нагнетали его в трубы к плавильным печам для раздува углей… Огонь и вода, две непримиримые стихии, соединяясь, покорно предлагали человеку свои услуги.

Чертёж Змеиногорской гидросиловой системы Фролова, 1787 г.

Изобретение Козьмы Дмитриевича дало колоссальную выгоду. С помощью машин, установленных Фроловым, уже за первые пять лет (1785-1790) в Змеиногорске переработали тысячи тонн руды. Его наградили орденом Святого Владимира 4-й степени.

Всю жизнь Козьма Дмитриевич думал прежде всего об облегчении подневольного труда крепостного люда. Сын полевского рабочего, бывший гумёшевский рудокоп, он всегда оставался другом простых людей. С искренним сочувствием писал он в 1789 году о рабочих при ручных насосах на Акимовском руднике: «И по человечеству без сожаления на них смотреть не можно, до чего приходят в совершенное бессилие».

В проекте устройства каскада гидросиловых машин Фролов подчёркивал, что его усилия направлены «к сохранению государственного интереса... к славе и украшению» родной страны и к облегчению труда горнорабочих машинами, находящимися в глубине трейб-шахт (то есть эксплуатационных шахт), к замене машинами ручного труда.

Понятна поэтому большая популярность Фролова среди рабочих. «Наш Козьма Митрич», - ласково называли они его. Люди, знавшие Фролова лично, отмечают в воспоминаниях его душевность, скромность и отзывчивость.

Дослужившись к 1797 году до чина берг-гауптмана VI класса (это соответствовало званию полковника), управляя свыше десятка лет Змеиногорским рудником, он сохранил до конца дней простоту и чуткость в обращении с рабочими.

В дальнейшем К.Д. Фролов внёс ряд улучшений в свою гидросиловую систему. В последние годы жизни ему оказывали в этом большую помощь его сыновья Павел (1770-1815) и Пётр (1775-1839), получившие инженерное образование в Петербургском горном кадетском корпусе (на базе его позднее был создан Петербургский горный институт). У Козьмы Дмитриевича были три сына и три дочери.

Павел начал трудиться на Змеиногорском руднике (1790), заведовал работами по Петровскому, Черепановскому, Семёновскому, Гольцовскому, Лазурскому, Восьмому (1792-93) и Бухтарминским рудникам (1795). За семь лет практической деятельности под руководством отца Павел Фролов приобрёл квалификацию опытного горного инженера. Затем он с группой выпускников едет на Урал. Здесь он участвует в составлении описаний Камских, Пермских, Гороблагодатских и партикулярных (к последним относились и предприятия Сысертского горного округа) заводов и рудников, а также Берёзовских золотых промыслов. Затем служит в Сибири, но в августе 1797 года возвращается на Урал и в составах 1-й и 2-й Екатеринбургских поисковых партий два года занимается «разведкой земных сокровищ» вдоль Уральского хребта, в районах рек Чусовой, Исети, Пышмы, в том числе и в окрестностях Полевского и Северского заводов. В результате чего под его руководством в 1798 году была составлена, в сущности, первая геологическая карта Урала. В 1798-м, уже маркшейдером, Павел занимался осмотром и описанием Пермских заводов и рудников, а, исполняя обязанности берг-мейстера (горного мастера) Туринских рудников, в июле 1798 года помогал английскому механику Джозефу Хиллю (Осипу Гиллю) привести в действие на Гумёшевском медном руднике первую на Урале паровую машину для подъёма воды из шахт. Поводом для поездки Павла Фролова в Гумёшки послужило следующее. Наследница Турчанинова, в отличие от первого владельца Полевского завода и рудника, больше полагавшаяся на иностранных, а не на русских специалистов, вызвала в Гумёшки англичанина Д. Хилла, который в 1794 году подписал контракт на постройку при руднике «для отливки воды огнём действующей машины ценою за двенадцать тысяч рублей». Англичанин надул Турчанинову. Деньги он получал аккуратно, что-то строил, но на все запросы заводчицы отписывался: «Хотя и построил, но в действие по многократным испытаниям пустить не можно». Четыре года спустя Турчанинова писала в канцелярию Главного правления уральских заводов: «Работающие же при той машине мастеровые люди жалуются, что Хилл каждую работу переделывает раза по три и четыре и тем только продолжает (тянет) время». Начальник уральских заводов Аникита Сергеевич Ярцов решил: «для освидетельствования устройства англичанином огненной машины, и может ли она, и когда в желаемое действие (быть) пущена... отправить на счёт заводчицы, господина маркшейдера Фролова и велеть ему обо всём обстоятельно канцелярии рапортовать». Погрозившись поступить с англичанином «по всей строгости закона», Ярцов посоветовал Турчаниновой построить ещё одну конную машину. Последнюю, по его мнению, надо всегда иметь в резерве и при наличии паровой машины «в рассуждении иногда случающейся таковой непредвидимой в огненной машине остановки, что не скоро в ней... и лутший мастер внутреннее повреждение... отыскать и исправить может». Гумёшки имели в те годы важное значение для Русского государства, и потому не только Ярцов, но и Петербургская берг-коллегия были озабочены скорейшей установкой на руднике паровой машины. Президент берг-коллегии М.Ф. Соймонов писал А.С. Ярцову: «По рапорту сей канцелярии от 4 июня под № 4786, буду ждать уведомления её, в каком положении по свидетельству маркшейдера Фролова найдётся огненная машина, в заводах Турчаниновых делаемая: рекомендуя сей канцелярии делать со своей стороны сильнейшие настояния об умножении действия во всех заводах её ведомства». В конце 1790-х годов Павел Козьмич был членом Гороблагодатского горного начальства, членом присутствия банковского Богословского заводоначальства, помощником командира банковских Златоустовских заводов. В 1800-м он добился того, что по указу Берг-коллегии, его в этом же году перевели служить на Колывано-Воскресенские заводы.

В отличие от старшего брата, Пётр Козьмич на Урале не работал, но плоды изобретательства талантливого горного инженера и администратора были применены и на родине его отца. Сначала он был занят на Змеиногорском руднике по организации подземных и поверхностных работ, потом выполнял маркшейдерские обязанности, трудился на Сузуновском заводе, руководил поставкой свинца с Нерчинских заводов в Колыванские, сопровождал в Петербург партию серебра, участвовал в составлении карты Иртыша и его притоков, на Колывано-Воскресенских заводах внёс предложения о постройке конных рельсовых путей заводского назначения обшей длиной 150 км, а также о сети водных путей сообщения, являлся инспектором в заводском училище, получил чин старшего инженера. Современники по праву назвали его «пионером домового транспорта» в России. Позже, как начальник Колывано-Воскресенских заводов, как гражданский губернатор Томской губернии, как истинный интеллигент, Пётр Козьмич очень много сделал для развития промышленности, культуры и искусства в Сибири и на Алтае, для облегчения труда горнозаводских мастеровых.

Третий сын - Гаврила Козьмич (1782-?) дослужился до унтер-офицера, нёс службу по охране Колывано-Воскресенских заводов и приисков.

Перестройка отдельных частей Змеиногорской системы производилась и после смерти её создателя. Но в целом творение К.Д. Фролова намного пережило его и успешно работало ещё долгое время.

Надвигалась глубокая старость, сил становилось мало, и Фролов подал прошение об отставке. Не только работать, но передвигаться ему было уже трудно. Сказалась, наконец, тяжёлая, более чем полувековая жизнь горняка; мрачные подземелья, страшный труд на рудниках высосали жизненные силы Фролова. Ребёнком пришёл Козьма Дмитриевич на рудник. Глубоким стариком хотел он теперь уйти с него, чтобы освободиться от обязанностей «главного горнорабочего». В 1798 Козьма Дмитриевич подал прошение об отставке. Его просьбу удовлетворили, оговорив, что он должен помогать советом «в установлении машин».

В марте 1800 года по требованию начальника Колывано-Воскресенских заводов В.С. Чулкова К.Д. Фролов, почти лишённый зрения, тяжело больной поехал на заседание Горного совета в Барнаул. Без него там обойтись не могли. Умиравшего Фролова трясли по горным дорогам. Из «расторопного» служаки выбивали последние крохи когда-то могучих сил. Вероятно, припомнилось Фролову, как много лет назад подъезжал он к этому городу, вызванный на помощь из Змеиногорска генералом Порошиным. Тогда пускали огнедействующую машину Ползунова и хоронили её изобретателя. В последний раз смотрел Фролов на высохшее от чахотки лицо своего школьного друга, на безучастные и опухшие от водки физиономии начальников. И хоть пути змеиногорского и барнаульского механиков были разные, с какой любовью, с каким старанием Фролов налаживал тогда «огненную машину» Ивана Ползунова! Никто не верил, что машина пойдёт, но она пошла. Долг перед другом Фролов выполнил безукоризненно.

Многое вспоминалось Козьме Дмитриевичу. Плыли в тумане люди-призраки, о чём-то говорили, спорили. Горный совет заседал, как всегда, долго и бестолково. Через несколько дней Фролова не стало. На барнаульском Нагорном кладбище Пётр Кузьмич установил гранитный памятник отцу с надписью, заканчивающейся стихотворными строками:

Не вечно всё. Прохожий сам тому свидетель,
Нетленны лишь одни заслуги, добродетель...

Строитель и механик Козьма Дмитриевич Фролов заслужил право на славу. И слава эта должна быть увековечена в городе Полевском памятником одному из крупнейших русских изобретателей! Эскиз такого памятника был разработан нашим скульптором Игорем Николаевичем Лобановым и одобрен администрацией ещё в 2011 году.

Эскиз памятника К.Д. Фролову, выполненный И.Н. Лобановым в 2011 г.

Памятник должен был стоять напротив машзавода, на пересечении улиц Осипенко и Ильича. Но власти посчитали лучшим воздвигнуть на этом месте мемориал труженикам тыла, что и было сделано в 2016 году. А про Фролова забыли.

В 2014 году в Полевском была названа гора высотой 567 метров в честь выдающегося изобретателя. Она возвышается рядом с горой Берёзовой, в 140-м лесном квартале.

Вид с горы Фролова, фото Карпова Станислава, август 2016 г.

Использованные источники:
- Артёмов В.В. Русские учёные и изобретатели. - М.: Росмэн-Пресс, 2003. - 336 с.
- Виргинский В.С. Замечательные русские изобретатели Фроловы. - М.: Машгиз, 1950. - 164 с.
- Карпинский А.П. Биографические известие о жизни К.Д. Фролова // Горный журнал, кн. VII, 1827.
- Кожевников А.Н. Пусть ведают потомки… - Екб.: Изд-во Урал. ун-та, 2008. - 384 с.
- Мастера крепостной России / Гард Э., Сафонов В.А., Голубов С.Н. и др. - М.: Молодая гвардия, 1938. - 200 с.
- Романов В.Я. У Думной горы. - Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во, 1968. - 188 с.
- Савельев Н.Я. Козьма Дмитриевич Фролов: жизнь и деятельность замечательного русского изобретателя. - Свердловск: Свердлгиз, 1950. - 94 с.
- Чуманов А.Н. и др. Малахитовая провинция: Культурно-исторические очерки. - Екб.: Сократ, 2001. - 368 с.