开平煤矿
当时，西方各国几乎同时企图染指中国的煤炭资源。英国驻华大使馆一个叫柏卓安的翻译经过一番勘察后，建议英国政府来中国用西法开采煤炭。美国大使蒲安臣劝说清廷设法开采北京西山煤矿。英国驻北京使馆参赞威妥玛建议清廷开发各省五金煤炭等资源。可清廷就是没有动静，既不说好，也不说不好，让外国人弄不清葫芦里卖的是什么药。直到中英重修《天津条约》，英国方面强烈要求在条约内写明允许英国人在中国开采煤矿一条，这才引起清廷的重视。上层官员特别是洋务派，纷纷对中国自办西法采煤发表看法。
曾国藩含蓄地表示：借用外国人的机器来为中国谋一个永远的利益，似乎是一件可行的事情。
沈葆桢务实地说：在中国开煤矿，应该首先由官方开设一个工厂，雇佣洋人的工匠，购买或者制造挖煤的机器，挖出的煤先按照平价进行交易。如果有利，再大举开办，如果没利也可就此罢手，这样我们就不致失掉主动权，而外国那些饶舌的人们也自然会闭嘴了。
李鸿章狂热地宣称：中国急需煤铁，上海、南京几个制造局制造洋枪洋炮，所用煤铁都得从洋人那里购买，轮船也是这样，每年光在购买煤炭上就花了不少钱。既然洋人都说我们广东、福建、江苏等地方有好煤，为什么我们不购买洋人的机器自己开挖呢？到时候让洋商来购买贩运我们的煤不好吗！实在不行，也可允许洋人开挖，我们趁机学习他们的技术、收他们的税，还能用挖出的煤供应军需，这岂不是一举两得的好事！
李鸿章给朝廷上了一个折子，从有利于国计民生的角度，要求兴办新式矿业。
两次鸦片战争过后，清廷最怕提钱字，不过这个钱字是花钱的钱，不是挣钱的钱。李鸿章说的是后者，一个最有魅力的话题——挣钱，增加国家财政收入。他说，西方一个小国，面积没有我们一个省大，财政收入却动辄以万万计，无非靠煤铁五金的矿藏、铁路电信的税收。中华帝国的疆域比他们广阔得多，矿产资源比他们丰富得多，为什么老是穷困不堪？就是因为没有及早开发财路，挖掘地下的宝藏。只要仿效洋人开办新式矿业，马上就可以摆脱财政困境。一方面节省购买洋煤洋铁的大量开支，一方面还可以把矿产品出口国外，改变贸易入超的不利局面。同时，开矿有利于改善小民生计生活。开了矿山，就得招募工人来挖煤，挖出来的煤，要有人运输，要有人销售。矿山附近的饭馆、旅店、客运等各行各业都可以为衣食无着的穷人提供就业机会。
1875年，清廷允准李鸿章于直隶磁州试办矿业。李鸿章派自己的亲信、江南制造总局冯焌光和天津机器局吴毓兰负责筹建；资金则由江南、天津两局垫银十万两，招商集股十万两；设备委托英国商人海德逊到英国订购，并在英国聘请工程师。但由于守旧势力处处作梗，奸商谋利欺哄，加上交通不便，磁州煤铁矿没能开办起来。直隶矿业未成，李鸿章又联合两江总督刘坤一、湖广总督李瀚章奏请在湖北兴国开办煤矿，再获清廷允准。
李鸿章委派洋务派得力干将盛宣怀为兴国煤矿矿务督办，总管湖北矿业开发之事，并从直隶练饷直接拨给二十万串钱以为资金。盛宣怀翌年即在兴国开挖煤窑四十多座，但他没有像李鸿章期望的那样购买新式机器、以西法采煤，而仍用土法，只采表层，采光了就换一个矿重新开掘，不但生产能力低——四十多座煤窑半年产煤不过20吨，不如西方国家一口矿井一星期的产煤量多，而且是对资源的极大浪费。如此陈旧落后的生产方式根本不是李鸿章所提倡的新式矿业。没过多久，李鸿章就忍痛关掉了湖北兴国煤矿。他分析失败原因，归根结底还是经费问题。没有钱就无法购进先进的采煤机器，无法聘请经验丰富的外国矿师，无法采用建矿井时即消耗巨大的西式开采方法。如果全部采用西法，当年大约需要经费六万两。从正式开掘到赢利这段时间，所有资金都得垫付。清廷允准李鸿章开办新式煤矿时只想到会增加收入，没想到也根本无法承担这些赔垫。国家、地方都拿不出钱，更不用说李鸿章个人了。
湖北受阻，李鸿章又想在别处试试。他听说开平一带自古就有许多小煤窑，那里的人多靠挖煤为生。既然有挖煤传统，在这里兴办大型煤矿较有可能成功。他委派经验丰富的候补道员、轮船招商局总办唐廷枢协同一个叫马立师的英国技术人员，前往开平进行了周密的现场勘查。从他们的报告李鸿章得知，开平周围有凤山绵延数十里，其东北的古冶、正北的马家沟、西南的唐山，都蕴藏着丰富的煤矿资源，煤窑遍布，煤质、产量、利润等不逊于西方。开平百姓自明代始即自行挖煤，技术熟练者一天可以挖四五百斤。照当时通行的煤价计算，除去运输费用，每15吨煤即可获利七万五千两。更妙的是此地煤铁双全，凤山一带有数量可观的铁矿。可以就地采煤，再用采出来的煤炼铁，因地制宜，一举两得。不利之处是运输条件恶劣。开平附近山路崎岖不平，交通极为不便，煤铁外运主要依靠牛马畜力。民间生产数量有限，畜力尚可维持，如开办大型新式矿业，产品外运则成问题。最好的解决办法是修筑一条由开平到芦台的铁路，以动力代替畜力，增大运载量和流通速度。唐廷枢建议为开平煤矿投资八十万两，一半用来采购设备、引进先进技术，另一半作为修筑铁路的开支。
李鸿章兴奋不已。为保证万无一失，他又委托马立师矿师带着从开平采集来的煤铁标本回英国，请著名的化学师戴尔等人进一步严格化验煤铁的成分。不久，结果出来了：所验标本虽称不上世界最优等，但开采该矿应当没有任何问题。李鸿章的开矿梦想就要实现了。
在李鸿章之前，英国商人庵特生已注意到开平的煤矿资源。他前往开平实际勘察了多次，觉得开平是个值得开发的地方。他还把自己的感想写进日记，说：
此地挖煤的方法比北京西北各煤窑的方法进步得多，如果他们能够使用蒸汽机和抽水机，再挖得更深一些，这些煤矿就会很有价值。但现在他们只能挖取头层煤，把最上面的一层挖完了，这个煤窑就放弃了，再开其他的矿井挖掘。他们几乎每年都在开新井，而且当地的人告诉我，一个新井最长时间也不能挖到十年以上。大凡质量较好的煤层都蕴藏在地下深处，开平人这样挖煤既浪费，又得不到好质量的煤炭。其原因就是开采方法太落后，如果学习西方的方法、使用机器开采，效果就会截然不同。
那么，西方的先进方法究竟是怎样的呢？
19世纪，西方人采煤的方法已经很先进，他们寻找煤矿时，先观察地势，等确定煤矿的位置后就钻探一个洞来测定煤矿的虚实，如果确实有煤，而且煤质合乎开采标准，就同时开两个井口。两个井都深入到煤矿的最底层，再在两个井之间开一个横道，使两井相通，这样氧气就可以进入矿井，供矿工呼吸和点灯用，但灯必须是用玻璃密封起来的。整个矿井内用粗大的木头支撑起来，在井底还开出一条小路，路的旁边挖一道小沟，使水汇聚到小沟里，而不至于满坑乱流。从小井里放入抽水机，有水就立即抽干，既可以通风又没有发大水的危险。这是对矿井的技术处理。至于挖煤的方法，是先挖煤底和两边，用大铁锤敲击煤层，煤块自然振落下来，然后用手推车或者肩挑担运到大井底下，再用机器运出矿井。此法每天可采煤4到5吨，且采到的都是深层的好煤。而同时期中国开采方法最先进的开平人，每天拼了命地挖，也只能采到四五百斤浅层的次煤而已。
办事快捷、讲究效率的唐廷枢向李鸿章提交了具体的开矿计划。在这份计划里他着重指出中西劳动力价格差问题。在开平开设煤铁矿，除了以前所提到的优势外，中国矿工和英国矿工的工资收入也有很大差距。具体地说，就是在每吨煤的单位构成中，中国矿工工资所占比例仅为英国矿工工资所占比例的一半。炼铁也是一样。而在实际执行过程中可能比这个预算还要省。因此，劳动力价格的低廉必然使开矿大获其利！
这一计算让李鸿章彻底解除了顾虑，他派人抓紧时间订购钻机、聘请煤铁专家。负责人方面，唐廷枢自然是最佳人选；经营方式采用官督商办，具体集资章程由唐即刻拟订。李鸿章还特意交代：所请的专家必须有真才实学，如不精通本行，立即开除重聘。
唐廷枢草拟的《开平矿务招商章程》，尽量体现“官督”和“商办”两个特色，兼顾官商双方的利益。李鸿章对这一章程表示满意，但还是从官方立场对商人做了一些限制。如规定商人所投资金，只能用于办矿，不准移作他用等。
开平矿务局原计划第一期招商集股八十万两，每股一百两，分八千股，到1879年6月之前招齐。生意兴旺之后，再招第二期二十万两，总计招商一百万两，分为一万股。可官僚与买办的结合在当时毕竟属于新生事物，国内中小商人大都持观望态度，不肯轻易把自己的身家性命赌在上面。矿务局费尽力气才集得二十万两银子。这二十万两还主要是唐廷枢等人的投资。不管资金够不够，开平矿务局以最初的二十万两订购机器、买地造房，热热闹闹开张了。
1879年，也就是开平煤矿开张的第二年，原定八千股资金才招到七千股，煤铁的挖掘工作很难全面展开。针对这种情况，李鸿章当机立断，认为煤矿与铁矿兼开会导致两者不成，只有放弃成本较高、需求又较缓的铁矿，集中精力专开煤矿，才能取得初步胜利。只要成功迈出第一步，将新式矿业在中国推广，以后再开发开平铁矿也为时不晚。
资金集中在单一的煤矿上，自然宽裕了许多。开平煤的产量迅速提高。按照唐廷枢的设想，应当立即修一条铁路，将挖出的煤及时运出，以免产品积压，资金周转不灵。用铁路运输煤炭，不仅运输量大，运速快，比牛马运输节省许多人力，而且开平所生产的煤可以解决火车的燃料问题，二者是相得益彰的事。但当时无论在资金方面还是在社会舆论方面，修造一条铁路都不大可行。开平煤矿刚刚出煤，还没有进入赢利阶段，拿不出修建铁路所需要的大笔费用，头脑灵活的唐廷枢建议在离矿井两里远的地方开挖一条小运河，将芦台和胥各庄联系起来，从水上把煤运出。小运河不需要太深，只要在河上建个闸，水多时把水积蓄起来保证河水不泛滥，水少时开闸放水，保证航运，就可以免去牛背马拉这些最笨的运煤办法了。
不久，这条小运河挖成，全长七十里，每天可行船12个小时，虽然河水比较浅，但也初步解决了煤炭的运出问题。在唐芦铁路筑成之前，这条小河一直承担着主要的运输任务。
1881年初，开平煤矿正式开钻出煤。当时的权威媒体《申报》对此进行了报道：
中国第一座现代化煤矿——开平煤矿已经开钻出煤。在技术上，它采用国外先进钻探机器、雇用西方有经验的技师做指导；在体制上，采取官商合办、公开招股的形式，是脱离、不依靠外国的完全由中国人自办的企业；在开采方法上，也采用了当今世界上最先进的同时开两井的方式，一口小井深三十丈，用来抽水灌风，保证井下的安全，新式的抽水机每分钟可抽水千斤；另一口大井深六十丈，是专门向外提煤的井口，机器提煤每天可达到百万斤（实际日产量只有300吨）。