受命開辦洋務實業
1876年11月，唐廷樞受北洋大臣李鴻章的委派，擔當了籌辦開平煤礦的重任。為解決輪船招商局和北洋艦隊的用煤問題，44歲的唐廷樞帶領英國礦師馬利師等由天津到開平，連續幾日騎毛驢或步行，在開平、古冶、鳳山、橋屯一帶，考察煤窯、鐵石情況。深入到小煤井裡觀察煤層的貯存形態，並帶回煤塊和鐵石樣品，寄給英國有名的化學師施賴禮、戴爾進行化驗。化驗結果是：開平煤鐵的質量雖不能與英國煤鐵相比，但質量很好，開採前景可觀。在全面考察論証后，將土法採煤與西法採煤的情形以及開採開平煤的價值計算、化驗結果一並稟奏李鴻章定奪。
1877年9月，唐廷樞再次向李鴻章奏報，對開平煤鐵的再次化驗數據、開採前景、機器設備、資金籌措等事宜進行了全面的闡述。在報告中強調申明：天下各礦盛衰，先問煤鐵石質之高低，次審出數之多寡，三審工料是否便利，四計運轉是否艱辛，有一不全，均費籌劃。中國“煤夫”工錢低廉，工資在採煤資本中所佔比例僅為英國煤礦的一半，開採必獲極大利潤。同時他提出煤鐵乃富國之根本，極易開採。經李鴻章批准唐廷樞籌建開平煤礦，原本打算搞官辦煤窯，但因清廷財政困難，決定開平煤礦官督商辦。
10月，唐廷樞擬定了開平礦務局招商章程十二條。章程規定：開平礦務局專營煤鐵，擬集資80萬兩。善於股份制運作的唐廷樞，以招股方式籌得白銀100萬兩，從外國購買先進設備，請來外國工程師和領工。1878年7月，開平礦務局正式成立，唐廷樞任總辦。這個煤礦從勘察礦址、擬定計劃、購買設備、招集資本到正式開採，都是唐廷樞一手經辦。在19世紀末期開平煤礦的年產量曾達到78萬噸，總資產增長五倍，成為中國第一個西法採煤煤礦。
開平煤礦開採后，煤炭主要銷往天津。唐山距離天津二百多華裡，煤炭運輸主要靠馬車從陸地運往蘆台，然后再改水路，由大沽口入海運往天津。這樣運輸能力不僅低下，運營成本也過高。如果由唐山至蘆台修建一條鐵路，用火車運煤，可減少運輸環節，大大降低成本。唐廷樞便上書李鴻章，請奏開礦、筑路同時進行，建議修筑唐山至蘆台的一百裡鐵路。李鴻章同意這一計劃，於1879年清廷奏准，派英國工程師金達督修。隻因辦礦資金不足，擬先筑唐山至胥各庄這一段。后因上海吳淞鐵路發生傷人事件，引發朝野阻路風波。借口唐山靠近東陵，鐵路奔馳會震動陵寢，清政府收回批准，筑路就此失敗。唐廷樞在鐵路不能修達天津的情況下，開始謀劃挖河運煤。
唐廷樞親自沿豐潤澗河口溯流而上，考察陡河一帶水道，並繪圖設計。同年10月，唐廷樞將挖河運煤的主張，向李鴻章稟報。他說：“為解決運煤之需，籌思再三，唯有舍路而取河運。”建議由唐山經胥各庄至閻庄開挖一條七十華裡的運煤河道，取名為“煤河”。李鴻章在接到稟呈的第二天就批准此議，並對佔地費用及挖河籌資等事宜做了明確批復。
1881年3月，煤河正式開工，河底寬一丈五尺，河面寬六丈，深一丈，建有控制水位的鐵石水閘，煤河共佔地6500畝，總造價15萬5000兩白銀。煤河在挖到胥各庄至唐山段時，由於地勢逐漸增高，原設計河道方案不合理，無法通水行船。李鴻章授意唐廷樞再次奏請修建運煤輕便鐵路，明確表示為避免震動東陵，不用機車，而用騾馬牽引，並為此在清廷中積極奔走斡旋，清政府在極度不願意的情況下同意筑路。這是我國第一條自建鐵路——唐胥鐵路。
1881年底，唐胥鐵路正式投入使用，當時因用騾馬充當火車頭，在鋼軌上拖曳煤車，被稱為“馬車鐵道”。次年，由於開平煤礦的全面投產，牽引力小、速度慢的馬車鐵道不能滿足運輸的需要，為解決這一問題，中國工人根據金達的設計，利用礦場的廢舊材料，試制成功了一台構造比較簡單的輕型蒸汽機車，牽引力隻有百余噸，時速60裡，這是中國制造的第一台蒸汽機車。（任慶海 王興業）
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