До второй половины 19 века техника устройств печей как в России, так и за границей ограничивалась применением печей примитивной конструкции. Коренные изменения в теории и практике XIX века, неразрывно связаны с именем русского архитектора И. И. Свиязева. Огромный опыт и знания, полученные И. И. Свиязевым в течение более чем 50-летней практической деятельности в области отопительной техники, позволили ему внести ряд коренных изменений в конструкцию отопительных печей, которые с успехом применяются и до настоящего времени, причем не только в печах, но и котельной практике. Наблюдая и изучая явления теплопередачи, происходящие в дымовых каналах отопительных печей с восходящим и нисходящим движением продуктов горения, И. И. Свиязев первый пришел к выводу, что каналы с нисходящим движением дымовых газов при прочих равных условиях прогреваются быстрее и равномернее, чем такие же каналы с восходящим движением газов. И. И. Свиязев первый применил в комнатных печах кирпичную насадку в целях предупреждения чрезмерного перегрева стенок подъемного газохода и сохранения в печи запаса тепла по прекращении топки печи, значение и важность насадок для отопительной техники долгое время не были понятны и оценены должным образом. В целях улучшения условий сжигания топлива за счет уменьшения избытка воздуха, поступающего в топку для горения, Свиязев заменил обычную топочную дверцу герметичной откидной дверцей оригинальной конструкции, позволяющей регулировать количество притекающего воздуха и изменять угол направления воздушного факела.
Замечательно то обстоятельство, что уже тогда И.И. Свиязев совершенно правильно оценил исключительно важное значение печей длительного горения и особенно печей с полугазовым процессом горения и практиковал их применение не только как самостоятельных приборов, но и как приставных топок и даже вставных топливников к печам большой теплоемкости различных конструкций. Придавая огромное значение всей важности применения для целей отопления печей длительного горения с полугазовым процессом, И. И. Свиязев писал: «Зная, однакож, что горючий материал окончательнее сгорает в газообразном, чем в твердом виде, я сделал себе вопрос: не может ли и употребительное топливо, в одном и том же приборе, предварительно превращаться в газы и в этом состоянии, соединяясь с кислородом воздуха, сгорать? Я остаюсь убежденным в осуществлении этой идеи « Идеи и приемы Свиязева были приняты на вооружение многими печниками и теплотехниками своего времени. Особое внимание было обращено к так называемому «полугазовому» принципу сжигания.
В начале 20-го века , в кругу теплотехников и котлостроителей особенно выделялся выдающийся профессор Московского Высшего Технического Училища Кирш Карл Васильевич...
Во время первой мировой войны, после экономической блокады Англии — крупнейшего поставщика каменного угля в Россию, остро возникла необходимость перестройки котлов на местное топливо, и дрова естественным образом заняли первое место. Но как использовать дрова в непрерывном отоплении зданий? Профессор Кирш изобретает топку, с так называемым вертикальным зеркалом горения, которая и стала прототипом для всех шахтных котлов…
В шахтном котле Холмова впервые была выполнена попытка реализации принципов вертикального зеркала горения, но из за отсутсвия приборной оснастки, газового анализа и производственной базы, автор не довел конструкцию до уровней чистого сжигания древесины. Отсутствие керамики, несовершенный колосник, чрезмерная подача вторичного воздуха, привели к значительному снижению кПд котла.