Шахтерская лампа. История

Плошка для освещения шахтных выработок

Первые угольные копи в Донбассе были еще неглубокими. Техника добычи угля была крайне примитивной. Шахтеры пользовались самодельными светильниками — плошка или баночка с мазутом или маслом, а в ней фитилек. Устройство без хитрости, сильно чадит и свет очень слабый. На смену столь примитивным светильникам пришли переносные масляные лампы с закрытым резервуаром, которые использовались вплоть до середины XIX века. В разных странах они отличались друг от друга лишь формой резервуара. Горючим служило сурепное масло, получаемое из семян сурепки и других крестоцветных растений. Такая лампа представляла собой металлический резервуар, в который был вставлен фитиль. К металлическому резервуару был прикреплен небольшой кронштейн, к которому крепился крюк для подвешивания лампы. Пламя лампы ничем не было прикрыто. Поэтому такая лампа была очень взрывоопасна. Среди шахтеров она получила название — «Бог в помощь».

Масляный светильник

В 1914 году железные, паянные медью, лампы стоили от 90 копеек до 1 рубля, а медные — около 4 руб. Высшего качества сурепное масло для них стоило 8–9 рублей за пуд. Фитильная бумага — 16 рублей за пуд. За смену (10–11 часов) в таких лампах выгорало 0,5 фунта масла.

Можно представить, какой свет от такой лампы. Сколько надо таких ламп развесить в штреке, чтобы создать хоть какое-то освещение. Тогда появилась профессия лампоноса. В его обязанности входило развешивать светильники по штреку, чтобы тому же откатчику мало-мальски было видно дорогу, по которой вывозили добытый уголь.

Лампонос за смену не один десяток ламп переносил, по всему штреку развешивал, цепляя за огнивы, или непосредственно в забое лавы или печи. По ходу движения он их подправлял, чтобы не затухли, и за исправностью следил. Так что лампонос был в среде шахтёров вполне почётной фигурой!

Лампоносы шахты Бутовка. г. Сталино

С увеличением добычи угля шахты становились все глубже. В шахтах стал появляться метан. Первые вспышки рудничного газа в Донбассе датируются 1878 годом. В 1890 году адъютант-профессором Н.Д. Коцовским и академиком Н.С. Курнаковым, обследовавшими шахты Донбасса, было установлено наличие значительного выделения газа, неудовлетворительное проветривание шахт и предложено в качестве меры борьбы с метаном его выжигание.

«Выжигальщик» надевал кожух и факелом из пакли, навернутой на палку и смоченной в мазуте, поджигал метан, скапливающийся обычно в тупиковом забое. Единственной защитой при этом у «выжигальщика» от возможного взрыва был кожух.

Реклама шахтной предохранительной лампы в магазине К.А. Семадени, Юзовка

По существовавшим тогда Правилам безопасности надзор шахты должен был привлекаться к ответственности за допущение на работу шахтеров без предварительного выжигания газа в забоях. Такая борьба с газом проводилась обычно между сменами, когда в забоях не было шахтеров. Но выжигание метана особо не спасало. Требовались светильники, которые могли работать в метановой среде.

Поэтому дальнейшая эволюция шахтерских ламп шла по двум главным направлениям: изоляция открытого пламени и усовершенствование конструкции. Искали и более подходящие горючие материалы.

Лампы для шахт с повышенным содержанием взрывоопасных газов. Г. Дэви, 1815 г.

Еще в 1815 году, спустя сто лет после первого крупного взрыва гремучего газа на шахте возле Ньюкестля, английский химик и физик Гумфри Дэви предложил предохранительную лампу для освещения мест работы шахтеров.

Дэви заметил, что если пламя накрыть достаточно частой медной сеткой, то последняя, поглощая значительное количество тепла, будет настолько охлаждать газ, что горение не будет распространяться по другую сторону сетки, хотя часть не сгоревших (вследствие охлаждения пламени) паров и газов и будет проникать туда сквозь ее отверстия, так что их можно зажечь. Действие металлической сетки, препятствующее распространению горения, можно видеть и из такого опыта, например: если держать сетку над открытым газовым рожком и зажечь газ поверх ее, то пламя будет держаться над сеткой и не распространится вниз по направлению к рожку. На этом свойстве металлической сетки Дэви и основал устройство своей предохранительной лампы. Это небольшая металлическая масляная лампа, в которой конец светильни, а следовательно, и пламя окружены цилиндром из проволочной сетки. Внутреннее пространство этого цилиндра как для выхода из него продуктов горения, так и для притока к пламени свежего воздуха не имеет иного сообщения с окружающей атмосферой, как через посредство медной проволочной сетки. В случае внесения такой лампы в атмосферу какого-либо горючего газа последний, конечно, тотчас проникнет внутрь сетки к пламени и от него воспламенится; но горение его при этом ограничится лишь внутренним пространством лампы, окруженным сеткой, и не передастся всей остальной массе газа.

В последствии лампа Дэви подверглась значительным усовершенствованиям. Лампа была снабжена цилиндром из толстого стекла. Вместо масла в качестве осветительного материала стали употреблять бензин, который дает больше света. Однако, легко воспламеняющийся бензин не наливается в лампу в жидком виде, а резервуар лампы пополняется ватой, которая впитывает в себя бензин, и отдает его постепенно фитилю. Был придуман особый затвор, не дающим возможности рабочему открыть лампу в руднике, если же лампа случайно потухнет, то она зажигается с помощью особого огнива, дающего искру внутри лампы.

В Бельгии получила большое распространение лампа Мюзелера, в которой для регулирования притока воздуха устроена жестяная трубка внутри сетчатой оболочки.

Российский вариант Лампы Вольфа до 70-х годов XIX века

В Германии чаще других употребляется лампа фирмы Вольф в Цвиккау; она снабжена затвором, который открывается только с помощью тяжелого магнита, весом свыше 10 килограмм. Шахтерская лампа Вольфом нашла широкое распространение в России. Лампу Вольфа шахтеры окрестили «Благодетельница». Она спасла тысячи жизней. Весила такая лампа 1 кг, в 1914 году стоила 2,5 рубля. Расходовала лампа 0,17 фунта бензина в смену. Цена пуда бензина тогда была 0,6 — 1,8 рубля.

Лампа Вольфа послужила прототипом предохранительной бензиновой лампы «Свет шахтера», применявшейся у нас для замера концентраций метана вплоть до 60-х годов ХХ века. Кроме своего прямого назначения — освещать рудники, предохранительные лампы служили еще и для определения присутствия рудничного газа. С этой целью уменьшают пламя лампы настолько, чтобы оставался едва заметный огонек. Затем лампу осторожно подносят к кровле выработки, где обыкновенно прежде всего скапливается газ, благодаря своему легкому удельному весу; если газ имеется, то вокруг пламени образуется удлиненное голубоватое сияние, называемое ореолом.

Для определения весьма незначительного количества газа служила лампа системы Пилера, устроенная по типу лампы Дэви. Пламя этой лампы показывает ореол даже при содержании ¼ газа в воздухе.

Свод Уставов Горных

по изданию VII свода законов

1893 г.

Правила для ведения горныхъ работъ, въ видахъ ихъ безопасности.

I. По устройству входовъ въ выработки. (Прил. къ § 30 инструкции по надзору за частн. горн. пром.)

VII. По предупреждению несчастных случаевъ отъ взрывовъ гремучаго газа. § 42. Въ предупреждение несчастныхъ случаевъ отъ взрывовъ газовъ въ техъ рудникахъ и копяхъ, где можно предполагать появление ихъ следуеть после праздниковъ и другихъ простоевъ опускать рабочихъ въ выработки съ большою осторожностью, испытывая предварительно воздухъ не только на содержание въ немъ удушливыхъ газовъ согласно § 40, но и на присутствие гремучаго газа.

§ 43. Въ техъ рудникахъ и угольныхъ копяхъ, где известно отделение гремучаго газа, иди где онъ начинаетъ только проявляться, что узнается по более яркому горению и удлинению пламени обыкновенныхъ рудничныхъ лампъ, необходимо, чтобы заведывающие копями определяли степень опасности отъ этого газа помощью указательной спиртовой лампы Пилера (Pieler), или соответствующими ея показаниямъ явлениями въ простой лампе Деви (Davy); причемъ на конце красновато-желтаго пламени светильни, въ обоихъ лампахъ, является голубоватый отблескъ, на подобие ореола, который увеличивается по мере опасности взрывчатой смеси отъ примеси гремучаго газа.

Примечание. Производство изследований при помощи лампъ Пилера и Дева следуеть доверять лицу, вполне знакомому съ характеромъ ихъ показаний.

§ 44. Для испытания воздуха въ выработкахъ на содержание гремучихъ газовъ, необходимо на каждый такой копи иметь, по меньшей мере, две предохранительныя лампы, съ которыми опытные люди должны опускаться въ копь, прежде общаго спуска людей и делать наблюдения надъ изменениями пламени въ разныхъ частяхъ копи.

§ 45. Въ техъ рудникахъ и угольныхъ копяхъ, въ которыхъ при изследовании лампами Пилера и Деви оказывается удлинение пламени и хотя бы незначительный голубоватый ореолъ надъ пламенемъ светильни, а также въ выработкахъ и около забоев, где осаждается въ изобилии тонкая сухая угольная пыль, насыщающая также воздухъ, запрещается при дальнейшихъ работахъ: а) иметь при себе какия-либо зажигагельныя средства, кроме огнива и трута, курение табаку, всякое проявление накаливания и горения вне предохранительныхъ сосудовъ, употребление лампы Пилера, а равно лампъ Деви, Стифенсона и имъ подобныхъ предохранительныхъ, старыхъ конструкци, и б) употребление при работахъ обыкновеннаго и прессованнаго чернаго пороха и иныхъ взрывчатыхъ веществъ, исключая ниже поименованныхъ.

§ 46. Въ техъ копяхъ, где присутствие гремучаго газа было замечено, вентиляционныя устройства должны быть усилены и рабочие должны быть снабжены, для освещения работъ, исключительно предохранительными лампами. Вь указанныхъ копяхъ рабочие должны быть снабжены также необходимыми для работы въ удушливомъ воздухе приборами (респираторами). Примечание. Съ разрешения Горнаго Управления въ шахтахъ, камерахъ и квершлагахъ, по которымъ въ рудники и угольныя копи притекаетъ свежий воздухъ, могутъ быть употребляемы обыкновенные лампы при условии, чтобы течение воздушной струи не принимало обратнаго направления, чтобы лампы не могли быть снимаемы рабочими, и чтобы для надзора за вентиляцией имелось особое лицо. Ламповыя отделения могутъ быть устраиваемы какъ на поверхности, такъ и внутри копей, въ техъ местахъ, где очевидной опасности отъ взрыва не имеется (вблизи шахтъ, вводящихъ свежий воздухъ).

§ 47. На копяхъ, въ которыхъ гремучий газъ былъ замеченъ въ выработкахъ, должны быть учреждены ламповыя отделения: чистка лампъ, наполнение ихъ масломъ и зажигание должно быть поручено благонадежнымъ людямъ, которымъ однимъ должно быть предоставлено право отмыкать металлическия сетки отъ лампъ и зажигать фитили.

§ 48. Не дозволяется употреблять предохранительныя лампы безъ наружнаго стекляннаго цилиндра и те, въ которыхъ выходъ продуктовъ горения не огражденъ, по крайней меръ двумя рядами проволочныхъ сетокъ. Къ лучшимъ лампамъ въ настоящее время относятся слъдующия: Клани (во Фраяции она называется лампой Боти), Марсо, Эванъ Томаса, нормальная лампа Мюзелера, Мориссона, Фюма и близкая къ ней лампа Грэя (Gray).

§ 49. Рабочимъ копи должно быть поставлено въ обязанность следующее: если пламя въ лампахъ будетъ, увеличиваться и наполнитъ пространство подъ сеткой, то они должны лампы потушить теми крючьями, которыми поправляютъ фитили, или опусканиемъ лампъ въ воду, отнюдь не задувая огонь и не размахивая лампой, и затемъ въ потьмахъ удалиться изъ копи.

Со временем предохранительные лампы совершенствовались, но всё ещё оставались неудобными, маломощными.

Ацетиленовая лампа для негазовых шахт. Россия, середина XX в.

Образцом источников света нового поколения является ацетиленовая лампа конца XIX — начала XX века. Ацетиленовые лампы были изобретены в Германии и выпускались сначала фабрикой «Вело» в Дрездене, а затем и фирмой «Вольф» в Цвикау. В России их использовали преимущественно при осмотрах «рудничных дворов», а в шахтах по добыче рудных ископаемых применяли вплоть до 1950 года.

Источником света здесь служил горящий газ — ацетилен, выделявшийся при воздействии воды на карбид кальция. Карбид помещался в закрытом крышкой резервуаре, находившемся в нижней части лампы. Сверху имелась емкость для воды, которая подавалась в резервуар по особой трубке. Поступление ее регулировалось специальным винтом. Ацетилен, получавшийся в результате реакции, попадал в горелку, расположенную сбоку лампы и накрытую предохранительным цилиндром с отверстиями для подачи воздуха. Цилиндр изолировал пламя от окружающей среды, которая подчас представляла собой взрывоопасную смесь рудничного газа с воздухом. Для увеличения силы света использовался круглый рефлектор, создававший направленный световой поток.

Журнал «Борьба за технику», 1932 год

Первая аккумуляторная лампа. Великобритания, Франция, Бельгия и США, конец XIX века

С такими лампами горняки почувствовали удобство в работе. Понравилось то, что резервуар с карбидом и лампу можно было соединить гибкой трубкой. Это позволило лампу крепить на каске. Теперь отпала забота постоянно перецеплять светильник с места на место по мере продвижения при работе. Куда ни повернёшься — фонарь, закреплённый на голове, освещает нужный тебе участок. Удобнее даже, чем лампы Вольфа. Но у карбидных ламп было открытое пламя и там, где был метан, продолжали применять лампы Вольфа Особо оценили карбидные лампы коногоны — рабочие, сопровождающие поезда подземной конной откатки. Они первыми стали носить рудничную лампу на околышке головного убора. Именно этот факт послужил тому, что аккумуляторные шахтерские светильники в последствии стали называться коногонками. Появление ацетиленовых ламп на рубеже XIX—XX веков позволило увеличить освещенность подземных выработок. Были, однако, у них и серьезные недостатки. Отверстие горелки часто засорялось, а прочистить его было довольно сложно; требовался постоянный контроль за подачей воды, срок горения был крайне ограничен.

Шахтерсая лампа Аккумуляторная

Пришедшие на смену пламенным лампам электрические светильники постепенно вытеснили их.

Электрические аккумуляторные лампы. C 1932 по 1960 год, СССР

Аккумуляторные шахтерские лампы появились в начале 1930-х годов. По форме они напоминали ставшую уже традиционной лампу Вульфа. Аккумуляторная рудничная лампа абсолютно безопасная, при падении и бросании лампочка не разбивается. Современный вид коногонки приобрели в 1952 году, когда на заводе «Свет Шахтера» было организовано специальное конструкторское бюро. С 1960 года завод освоил выпуск новых шахтерских ламп.

И теперь уже новая коногонка стала главным традиционна источником света для шахтеров. Со временем светильники совершенствовались, но конструкция их пока остается неизменной. Светильники шахтные головные индивидуальные аккумуляторные применяются как надежный источник индивидуального освещения в сложных и опасных условиях шахт, опасных по газу и пыли.

Головной шахтерский светильник завода Свет шахтера

Типовые характеристики: продолжительность непрерывного горения лампы в рабочем режиме — не менее 10 часов, световой поток 20 лм, номинальное напряжение 3,6 В, источник света — лампа РЗ, 75–1+0,5.

Материал подготовил

Член Украинского общества краеведов

Владимир Мартыненко

Email: gerb.sv.ua@rambler.ru

Литература:

• Профф. Трептов Э. Добыча и обработка полезных ископаемых. С. — Петербургская электропечатня, С. — Петербург 1902.
• Энциклопедия Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. (1890 — 1916 гг.).
• Степкин В.П. Иллюстрированная история Юзовки. Донецк, 2004 г.
• Трякина Н.П. Ацетиленовая шахтерская лампа.
• Фотоальбом «Донецк 1962», Донецкое книжное издательство, Донецк 1962.Фотографии для статьи взяты на сайте:
• http://www.rosugol.ru/museum/lamp.php