1876年夏秋之交，李鸿章派对办近代工业企业颇有经验的，时任上海轮船招商局总办的唐廷枢，偕技术顾问英国矿师马立师，连同一名翻译，于10月间前赴开乎进行勘察。唐氏在开平周围方圆30—40里的范围内，进行较为全面而详细的考查，初步估计全区煤的储藏量约为6千万吨，前景乐观。这是从当地一挖煤工人所说“煤层约厚七英尺”而计算出来的。实际当然远远超过此数。事实上唐廷枢对这个估计并不满足，1878年他又委托友人偕英国矿师巴尔继续勘探，发现开平镇西南约20里乔家屯地方，煤铁均旺，“虽二、三百年采之不竭”；到1882年在总工程师金达指导下，钻探深达300余米，探得13层煤，这与50年后勘采层数基本一致。
唐廷枢在初步勘察之后，接二连三地写了：《察勘开平煤铁矿务并呈条陈情形禀》、《请开采开平煤铁并兴办铁路禀》给李鸿章。文中，从开平煤矿的开采历史、机器采煤的每吨价值估算及其与洋煤价的比较、山价与运至上海等地价格及与洋煤竞争的可能，以及招集商资80万两、官督商办、开河筑路降低运输成本，均一一作了仔细和比较精确的计算，并将样品分送北京同文馆和英国伦敦矿务院化验，结果表明开平地区煤铁均甚好。唐廷枢根据化验向李鸿章报告说：“开平之煤铁身骨虽不能与英国最高之煤铁相比，但其成色既属相仿，采办应有把握。”而且必获厚利。在上述周密计算的基础上，于1878年拟订了《开平矿务设局招商章程》。《章程》共十二条，兹简叙其基本精神。（一）定名为“开平矿务局”，官督商办。（二）招股80万两，每股100柄，分为8000股；如生意兴旺，准招新股20万两，合足100万两。每年结帐一次，所得利润，先提官利一分，后提办事者花红二成，其余八成仍按股均分。（三）强调按“买卖常规”办企业的原则。《章程》指出，开平矿务局“虽系官督商办，究竟煤铁仍由商人销售，似宜仍照买卖常规，俾易遵守。”所谓“买卖常规”，实际上就是按照资本主义追求利润的原则办事。为此，在生产过程和流通过程中，最大限度地降低消耗，提高劳动生产率。因此（四）工作人员要精干，要由具有把厂事作自己的事的精神的人充任。《章程》规定：“所有各厂司事，必须于商股之中选充，方能有裨于事”；“厂内督工、司事、匠人等，均凭本人材干，……除饭食、油、烛、纸张、杂用按照实数开销公帐外，所有酬应等项，一概不认，以重公本”。（五）“股分一万两者，准派一人到局司事。……若其人不称职，或不守分，任由总理辞退”。这些规定是符合资本主义办企业原则的，它排除了官的干扰，保证局务掌握在商股及其代表——总理的手中，是防止浪费和官僚习气，保证赢利的好章程。与唐廷枢所拟轮船招商局局规相比又有了发展。无怪李鸿章对唐氏作了“熟精洋务，于开采机宜、商情市价，详稽博考，胸有成竹，当能妥慎经营，力襄厥成”的称许。
然而，《章程》虽较完美，因机器采煤这一新鲜事物，究竟是否能赢利、赢利多少？商人持观望态度。因此，集资并不顺利，1878年计划招股80万两，只完成20万两，而且主要投资者还是唐廷枢、徐润及其亲友等人。但这20万两的作用却不小，以之购置机器设备，于1879年2月开始凿井施工，工程进展顺利，在凿一、二、三口井发现了优质煤铁矿的同时，建设大型炼焦炉和洗煤机。根据工程进展速度，估计1881年可全面投入生产，因此，煤炭外运问题就被提到日程上来。唐廷枢认为，筑铁路一时很难办到，乃向李鸿章打了《拟开河运煤》的报告。由李鸿章审批借款3万两。挖河工程于1880年秋开始，次年5月完工。这条“煤河”，从胥各庄——芦台——天津，夏季水涨可以畅通无阻。在开挖“煤河”的同时，又修筑了一条从唐山煤矿至胥各庄的20里“马路”，即是单轨铁路，先用马拉车运煤。这样，通过水陆联运的办法，暂时解决了煤炭外运问题。照预计的那样，开平煤矿如期于1881年出煤，日产约在300吨左右，且不断提高。李鸿章又将“通晓西国语言文字，于矿务商务尤为熟悉”的广西候补知府吴炽昌来作开平局会办。局务更形起色。开平煤矿成功的消息传播开后，声誉大震，招股也顺手多了，到1881年底，仅从上海一地就集资达100万两。开平煤矿经过数年的艰苦创业，步入了正常的生产经营轨道。李鸿章向清廷奏报说：“从此中国兵商轮船及机器制造各局用煤，不致远购于外洋，一旦有事，庶不为敌人所把持，亦可免利源之外泄，富强之基，此为嚆矢。”
开平煤产量上升很快，从1881年日产300吨递增为1884年7月以后的900吨；年产量，从1882年36000多吨，增至1889年的247800余吨。产量迅速增长，原来由胥各庄到天津靠人力河运，加之冬季封冻，运输困难，这与煤产量增长很不适应。在李鸿章支持下，于1886年私将矿区至胥各庄铁路展筑至芦台的阎庄，延长65里。并另设“开平铁路公司”，脱离开平矿务局而独立。接着又将该公司改组为“津沽铁路公司”，自己筹资与向外国银行借款，将铁路从芦台筑至天津。1888年秋，由唐山至天津的铁路全部竣工。
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