Коногонка
Коногонка (она же лампа, правильное название — светильник головной) — индивидуальный осветительный прибор, используемый шахтёрами.
Название произошло от профессии коногона — рабочего, сопровождающего поезда подземной конной откатки. Именно его «несут с разбитой головой» в старинной горняцкой песне. Коногоны первыми стали носить рудничную лампу на околышке головного убора.
История[править]
На заре угледобычи шахтёры пользовались самодельными светильниками — плошка или баночка с мазутом или маслом, а в ней фитилёк. 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 прикреплён небольшой кронштейн, к которому крепился крюк для подвешивания лампы. Пламя лампы ничем не было прикрыто. Поэтому такая лампа была очень взрывоопасна. Среди шахтёров она получила название «Бог в помощь» — эти слова были написаны на каждой лампе.
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.
С увеличением добычи угля шахты становились всё глубже. В шахтах стал появляться метан. Первые вспышки рудничного газа на Донбассе датируются 1878 годом. В 1890 году адъюнкт-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.
По существовавшим тогда Правилам безопасности надзор шахты должен был привлекаться к ответственности за допущение на работу шахтёров без предварительного выжигания газа в забоях. Такая борьба с газом проводилась обычно между сменами, когда в забоях не было шахтёров. Но выжигание метана особо не спасало. Требовались светильники, которые могли работать в метановой среде.
Поэтому дальнейшая эволюция шахтёрских ламп шла по двум главным направлениям: изоляция открытого пламени и усовершенствование конструкции. Искали и более подходящие горючие материалы.
Лампа Деви и лампа Вольфа[править]
Ещё в 1815 году, спустя сто лет после первого крупного взрыва рудничного газа на шахте возле Ньюкастла, английский химик и физик Хэмфри Дэви предложил предохранительную лампу для освещения мест работы шахтёров.
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 её 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 её, 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. Но Дэви был не прав думая, что с помощью сетки он понижает температуру горения лампы. Медная сетка, в виду высокой теплопроводности меди, вполне могла привести метан к взрыву, если дело касалось бы температуры. Дело было в том, что реакции горения и взрыва метана являются цепными реакциями и к разгону которых до взрыва приводят свободные радикалы метана. При горении масляной лампы Дэви свободные радикалы метана гибли на сетке и тем самым реакция не шла дальше этой сетки. Цепные химические реакции были открыты только в 20х годах 20 века. 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, окружённым 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 даёт больше света. Однако, легко воспламеняющийся бензин не наливается в лампу в жидком виде, а резервуар лампы пополняется ватой, которая впитывает в себя бензин, и отдаёт 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.
В Германии чаще других употребляется лампа фирмы Вольф в Цвиккау; она снабжена затвором, который открывается только с помощью тяжёлого магнита, весом свыше 10 килограмм. Шахтёрская лампа Вольфом нашла широкое распространение в России. Лампу Вольфа шахтёры 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 шахтёра», применявшейся у нас для замера концентраций метана вплоть до 60-х годов ХХ века. Кроме своего прямого назначения — освещать рудники, предохранительные лампы служили ещё и для определения присутствия рудничного газа. С этой целью уменьшают пламя лампы настолько, чтобы оставался едва заметный огонёк. Затем лампу осторожно подносят к кровле выработки, где обыкновенно прежде всего скапливается газ, благодаря своему лёгкому удельному весу; если газ имеется, то вокруг пламени образуется удлинённое 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.
Ацетиленовая лампа[править]
Со временем предохранительные лампы совершенствовались, но всё ещё оставались неудобными, маломощными.
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 ёмкость для воды, которая подавалась в резервуар по особой трубке. Поступление её 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.
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. Появление ацетиленовых ламп на рубеже XIX—XX веков позволило увеличить освещённость подземных выработок. Были, однако, у них и серьёзные недостатки. Отверстие горелки часто засорялось, а прочистить его было довольно сложно; требовался постоянный контроль за подачей воды, срок горения был крайне ограничен.
Аккумуляторные лампы[править]
Пришедшие на смену пламенным лампам электрические светильники постепенно вытеснили их.
Аккумуляторные шахтёрские лампы появились в начале 1930-х годов. По форме они напоминали ставшую уже традиционной лампу Вольфа. Аккумуляторная рудничная лампа абсолютно безопасная, при падении и бросании лампочка не разбивается. Современный вид коногонки приобрели в 1952 году, когда на заводе «Свет Шахтёра» было организовано специальное конструкторское бюро. С 1960 года завод освоил выпуск новых шахтёрских ламп.
И теперь уже новая коногонка стала главным традиционным источником света для шахтёров. Со временем светильники совершенствовались, но конструкция их пока остаётся неизменной. Светильники шахтные головные индивидуальные аккумуляторные применяются как надежный источник индивидуального освещения в сложных и опасных условиях шахт, опасных по газу и пыли.
Современные лампы[править]
Современные шахтёрские светильники выполнены из ударопрочного материала и имеют два режима работы: рабочий и аварийный (с уменьшенным расходом энергии). Светильник конструктивно состоит из аккумуляторной батареи с крышкой и фары, соединённых друг с другом гибким шнуром. На корпусе блока аккумуляторов имеются скобы для закрепления его на поясном ремне, а в самом корпусе блока размещены три герметичных никель-кадмиевых аккумулятора, соединённых перемычками.
Доливные аккумуляторные батареи характеризуются низкой стоимостью, нетребовательностью к режимам заряда и эксплуатации. Их конструкция позволяет производить доливку щелочного электролита в процессе эксплуатации и исключает возможность деформации корпуса в случае перезаряда или глубокого разряда батареи.
Лампы с доливной батареей (щелочные) травмоопасны, так как вытекшая при неплотно закрученных пробках щелочь может вызвать ожог. Многие старые шахтёры имеют такие ожоги на правой ягодице. К тому же при зарядке щёлочь выделяет водород, который рвёт банки при загрубленных пробках-заглушках. На большинстве шахт от щелочных ламп давно отказались.
Лампы с герметичной аккумуляторной батареей (сухие) не требуют приготовления электролита. Быстрое и удобное подключение светильников к зарядной станции «заряд-2» обеспечивает специальное устройство, размещённое в корпусе фары.
Типовые характеристики:
- продолжительность непрерывного горения лампы в рабочем режиме, ч — не менее 10,
- световой поток, лм — не менее 30,
- номинальное напряжение, В — 3,6,
- уровень и вид взрывозащиты — РППИс,
- масса не более, кг — 2,1.
См. также[править]
Читать[править]
- П. Забаринский. Стефенсон — повесть о Дж. Стефенсоне, первом изобретателе безопасной рудничной лампы.
Примечания[править]
| Это незавершённая статья. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
Ссылки[править]
Шахтёрские лампы — коллекция Политехнического музея
