Контрминными подземными работами на 4-м бастионе руководил капитан Мельников, которого моряки-артиллеристы в шутку прозвали «обер-крот». Он целые сутки проводил под землей, руководя работами.

Контрминную борьбу, которая велась в осажденном Севастополе под 4-м бастионом, можно считать эталонной в истории крепостных войн. Прежде всего поражает ее размах и высокая инженерная мысль.

Сама идея контрминной системы русских выражалась здесь в том, чтобы под землей наступать на осаждающего, подрывать его галереи и отбрасывать его назад. Эта идея была заслугой прежде всего Эдуарда Ивановича Тотлебена, награжденного за оборону Севастополя орденом Св. Георгия 3-й степени. В его наградном листе говорилось:

«В воздаяние примерных трудов по возведению Севастопольских укреплений, составляющих образец инженерного искусства, и в награду блистательной храбрости и мужественного хладнокровия, оказанных 6 июня при отражении неприятельского штурма».

Бдительно наблюдая и прислушиваясь к работам вражеских минеров, соблюдая осторожность в своих работах, русские 30 января 1855 года впервые услышали под землей работу противной стороны. Подпустив французов на близкое расстояние, русские 3 февраля взорвали 192 килограмма пороха и совершенно разрушили переднюю часть французской минной галереи, находившейся уже всего в 43 метрах от бастиона.

Всего эта галерея имела длину в 110 метров. Французы были сильно озадачены внезапностью нанесенного им под землей удара и неожиданным появлением контрминеров у русских. Тогда их саперы отступили на 30 метров от передней части своей галереи назад и перегородили ее взрывом небольшого заряда пороха. Они опасались, как бы русские минеры не прорвались в их подземный ход открытой силой.

Когда под землей прогремел первый взрыв, защитники 4-го бастиона захватили образовавшуюся перед укреплением огромную воронку. Саперы проникли в оставленную французами минную галерею и «утвердились» в ней. Отсюда они вывели несколько рукавов (подземных ходов) в обе стороны и стали «прослушивать» ход последующих минных работ неприятеля.

Этот первый подземный бой под 4-м бастионом положил начало минной войне, получившей в ходе обороны Севастополя значительное развитие. Велась минная война до самого конца осады.

Не сразу придя в себя, французы в течение двух месяцев вели работы очень вяло. Они произвели подрывы только двух очень небольших зарядов. Один русские даже не заметили.

Но затем французские саперы стали подкапываться под бастион весьма энергично. Они вели свои минные галереи на глубине 5,4 метров. Русские, начав ответную работу, натолкнулись на глубине 4,8 метра на крепкий скалистый пласт, под которым при помощи пробных колодцев был обнаружен слой желтой глины толщиной в 1,2—1,5 метра. В этом слое и стали вести галереи, так как глубже снова залегала скала.

Об опасности контрминных работ русских саперов говорит следующее. Подземные галереи велись большей частью без обшивки ее деревом. Сами галереи имели высоту в 0,9 метра и ширину в 0,74 метра. Часто происходили приливы грунтовых вод и обвалы, что на некоторое время останавливало подземные работы. Не обходилось и без гибели, увечий людей.

Всевозможные трудности, разумеется, не могли остановить ход контрминных работ. Они велись энергично, но с большими предосторожностями. На слух определялось направление работ французов и расстояние до них. Прослушивание было организовано настолько эффективно, что не было ни одного случая, чтобы свои работы на соседних участках были приняты за неприятельские.

Землеройные работы велись в основном в глинистом грунте, ближайшем к поверхности. Однако русские, чтобы достигнуть превосходства над французами, все время стремились к тому, чтобы быть глубже их. Это достигалось следующим образом.

По указанию Тотлебена были проведены специальные исследования, то есть рытье пробных колодцев. На глубине около 12 метров был найден второй глинистый слой толщиной в один-два метра. В этом слое русские саперы выкопали нижний ярус своих контрминных галерей.

Такая инициативная находка давала многое. Теперь французы лишались возможности подрывать галереи противника с верхнего яруса. Тогда как русские получали возможность проникать всегда «под вражеские ноги» и уничтожать пороховыми минами его работы.

Саперам Тотлебена, солдатам-пехотинцам, приходилось трудиться в чрезвычайно тяжелых условиях. У русских имелось всего два кустарно сделанных вентилятора, которые к тому же часто портились. Буравов для сверления скважин не было вовсе. То есть техническая оснащенность работ под землей оставляла желать много лучшего.

Из-за недостатка свежего воздуха приходилось ограничивать число работающих в галереях. В верхнем их ярусе восковые свечи затухали из-за недостатка кислорода уже в 25—30 метрах от выходов. В нижнем ярусе (и дальше 30 метров в верхнем) работали в кромешной тьме, по сути дела, на ощупь.

Вентиляция контрминных галерей достигалась почти исключительно устройством между ними и рукавами соединительных ходов. Их длина была значительна и составляла около 15 процентов общей длины галерей.

Французские минеры работали в гораздо лучших условиях, будучи технически оснащены по последнему слову шахтного оборудования. Вдоль своих галерей они укладывали деревянные рельсы для тележек и чугунные трубы, по которым вентиляторы нагнетали свежий воздух. Всюду горел свет.

На техническом уровне контрминных работ русских сказалось то, что самое необходимое и сложное оборудование для этого возилось в «осадном парке» полевой действующей армии. А он в Крым с началом войны не попал, оказавшись в Бендерах. Несмотря на все запросы Тотлебена, разного рода принадлежности для подземных минных работ в Севастополь так и не доставили.

Главный инженер был, пожалуй, во всем доволен работой капитана Мельникова и его подчиненных. Саперы и землекопы-пехотинцы показывали завидное рвение, мужество и необыкновенную сметливость в подземных трудах.

Поразителен следующий факт подземных событий на 4-м бастионе. После семимесячной подземной войны французы, при всем огромном объеме проделанных работ, по существу, оставались на том же месте, где были раньше.

В направлении контрэскарпа 4-го бастиона французам оставалось пройти всего 50 метров. Но с какой бы стороны они ни вели свои подкопы, они всюду оказывались взорванными подведенными минами русских. Так защитники бастиона отразили все вражеские попытки взорвать себя.

То, что французы проиграли минную войну против 4-го бастиона, как считается, имело два немаловажных последствия. В течение всего лета 1855 года те же французы так и не рискнули пойти на штурм этого крепостного укрепления осажденного Севастополя. И второе — этот проигрыш в войне под землей стал одной из причин переноса тяжести борьбы на левый фланг русской оборонительной линии — на Малахов курган и 2-й бастион.

Один из отечественных исследователей крепостных войн, В.В. Яковлев, отмечал в истории обороны Севастополя следующее:

«Иностранные авторы изумлялись русским минным работам, ставили их выше французских, указывали, что велись они "с самой непреклонной силой воли и самым неутомимым трудолюбием", соединенным со знанием дела.