Исторический проект НПК Шахтерская лампа

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия №12»

Шахтерская лампа

Номинация: исторический проект

Ленинск – Кузнецкий

2015

    Ленинск - Кузнецкий - город горняков. В  каждой семье есть человек, судьба которого связана с шахтёрской деятельностью. Это ламповщицы и нормировщики, машинисты подъёма, горнорабочие, электрослесари ит.д.

Каждый день мы общаемся с этими людьми и принимаем это как должное.    Многие из наших родителей работают в шахте, так  как это основное предприятие нашего региона и нам, как и нашим родителям, может быть, придется связать свою судьбу с угольными предприятиями нашего города.

        Но после того как мы сходили на экскурсию в музей шахты имени «Рубана» я стал с еще большим уважением относиться к профессии шахтера.

В музее нам открылось много интересного и примечательного: новые виды горных механизмов, познакомились с транспортными и пассажирскими лентами, впервые увидели дизелевоз, и узнали условия его эксплуатации. Познакомились с передовиками производства и кавалерами шахтёрской  славы: Митрофанов А.Н., Петухов Н.И, Антропов П,В, Баранов С.П, Кузьмин Ю.В, Сухарев А. Ф.Задержались и у экспозиции шахтёрских ламп. Мне стало интересно, как менялся облик и назначение шахтёрской лампы. В результате, у меня возникла идея исследовать историю эволюции шахтёрской лампы и её применение при работе в лаве, влияние на соблюдение правил безопасности при работе в шахте.

История появления шахтерской лампы

  Первые угольные копи   были еще неглубокими. Техника добычи угля была крайне примитивной. Шахтеры пользовались самодельными светильниками — плошка или баночка с мазутом или маслом, а в ней фитилек (рис1). 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 (рис2). 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».
                                         

  Рис 1.                                                                                         Рис 2.

Плошка для освещения                                                 Масляный светильник.

шахтных выработок.

     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. По существовавшим тогда правилам безопасности (Приложение 2) 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 для выявления в шахтах гремучего газа. Искали и более подходящие горючие материалы.

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 несгоревших (вследствие охлаждения пламени) паров и газов  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.    

Рис 3

Лампа Дэви

    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. 

Впоследствии 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 сетчатойоболочки.

    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. (Рис.3) 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 — освещатьрудники,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 обычно, прежде всего, скапливается газ, благодаря своему легкому удельному весу. 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.
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 затухали,

 следил за исправностью и был в среде шахтёров вполне  почётной фигурой!

Рис. 5.
Лампоносы шахты Бутовка.

г. Сталино ( Новокузнецк) 1965

Аккумуляторные лампы

Рис. 6.                                                                                          Рис. 7.

Первая аккумуляторная лампа.                                          Шахтёрская лампа аккумуляторная

Великобритания, Франция,

Бельгия и США, конец XIX века

Головной шахтёрский светильник завода «Свет Шахтёра»

Пришедшие на смену пламенным лампам электрические светильники постепенно вытеснили 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.

Изобретение современной лампы

Электрические аккумуляторные лампы с 1932 по 1960 год в СССР.  

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 заглубленных 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.

В старых электрических аккумуляторных лампах не было датчиков газоанализаторов, это усложняло работу шахтера непосредственно в тех местах, где нет автоматических датчиков по определению газа метана. Поэтому шахтерская индивидуальная лампа была усовершенствована.

 Современную СМГВ.1А.  В   лампе встроен датчик-газоанализатор, который работает как сигнализатор газа метана, начинает работать при содержании 1 % газа метана, мигает, а если концентрация завышена, то датчик издает предупредительный звук. Таким образом,  современная  лампа не только источник  света, но и способ безопасности, а так же лампа снабжена датчиком слежения, который позволяет на горах определить место нахождения шахтера под землей.

     Шахтерская лампа является не только обязательным, но и необходимым  атрибутом - предметом первой необходимости для работы шахтеров в лаве.  От нее зависела и зависит   жизнь и безопасность людей, работающих под землей  в особо опасных условиях.

В этой  работе представлена история изобретения современной  шахтерской лампы не только в России, но и в зарубежных странах. Из этого следует, что  наши ученые не стоят на месте, так как  государство заботится о безопасном труде шахтеров.

Данная информация может использоваться на уроках истории, краеведения. А шахтерские лампы будут экспонатами  нашего школьного музея в новой экспозиции по профориентации.

Фото 1. 

Экспонаты экспозиции « Шахтерская слава »

И вот интересный факт: лампе Вольфа, которую мы исследовали в 2015 году, исполняется 200 лет со дня ее изобретения.  И очень важно отметить, что именно ее считают символом шахтерского труда и поэтому скульптуру этой лампы поставили на новой городской площади имени  В. Мазикина.

Приложение 1

Экскурсия в музей шахты « В. Д. Рубана»

Фото 1. Музейный экспонат, отбойный молоток.

Фото 2.Лампа Вольфа.

Фото3. Музейный экспонат лампа Вольфа (подлинник).

Фото4. Работа в шахте с использованием шахтовой лампы Вольфа.

Фото5. Музейная коллекция датчиков определения метана.

Фото 6. Шахтовая лампа Вольфа, музейный экспонат школьного музея.

 Фото7.     Шахтеры перед спуском в шахту.

Шахта имени  Бутовка. г. Сталино. 1965 г.

Фото 8. Транспортный штрек. Подъём угля по  транспортной ленте.

Приложение 2

Правила техники безопасности для шахт 1893 года.

Свод Уставов Горных  по изданию VII свода законов  1893 г.

Правила для ведения горныхъработъ, въвидахъихъ безопасности.

• I. По устройству входовъвъ выработки. (Прил. къ § 30 инструкции по надзору за частн. горн.пром.)
• VII. По предупреждению несчастных случаевъотъвзрывовъгремучаго газа.
• § 42. Въ предупреждение несчастныхъслучаевъотъвзрывовъгазовъвътехърудникахъ и копяхъ, где можно предполагать появление ихъследуеть после праздниковъ и другихъпростоевъ опускать рабочихъвъ выработки съ большою осторожностью, испытывая предварительно воздухъ не только на содержание вънемъудушливыхъгазовъ согласно,  но и на присутствие гремучаго газа.
• § 43. Вътехърудникахъ и угольныхъкопяхъ, где известно отделение гремучаго газа, иди где онъначинаетъ только проявляться, что узнается по более яркому горению и удлинению пламени обыкновенныхърудничныхълампъ, необходимо, чтобы заведывающие копями определяли степень опасности отъ этого газа помощью указательной спиртовой лампы Пилера (Pieler), или соответствующими еяпоказаниямъ явлениями въ простой лампе Деви (Davy); причемъ на конце красновато-желтаго пламени светильни, въобоихълампахъ, является голубоватый отблескъ, на подобие ореола, который увеличивается по мере опасности взрывчатой смеси отъ примеси гремучаго газа.
• Примечание. Производство изследований при помощи лампъПилера и Дева следуеть доверять лицу, вполне знакомому съхарактеромъихъ показаний.
• § 44. Для испытания воздуха въвыработкахъ на содержание гремучихъгазовъ, 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 въразныхъчастяхъ копи.
• § 45. Вътехърудникахъ и угольныхъкопяхъ, въкоторыхъ при изследовании лампами Пилера и Деви оказывается удлинение пламени и хотя бы незначительный голубоватый ореолънадъпламенемъ светильни, а также въвыработкахъ и около забоев, где осаждается въ изобилии тонкая сухая угольная пыль, насыщающая также воздухъ, запрещается при дальнейшихъработахъ: а) иметь при себе какия-либо зажигагельныя средства, кроме огнива и трута, курение табаку, всякое проявление накаливания и горения вне предохранительныхъсосудовъ, употребление лампы Пилера, а равно лампъДеви, Стифенсона и имъподобныхъпредохранительныхъ, старыхъконструкци, и б) употребление при работахъобыкновеннаго и прессованнагочернагопороха и иныхъвзрывчатыхъвеществъ, исключая ниже поименованныхъ.
• § 46. Вътехъкопяхъ, где присутствие гремучаго газа было замечено, вентиляционныя устройства должны быть усилены и рабочие должны быть снабжены, для освещения работъ, исключительно предохранительными лампами. Вьуказанныхъкопяхъ рабочие должны быть снабжены также необходимыми для работы въудушливомъвоздухе приборами (респираторами). Примечание. Съ разрешения Горнаго Управления въшахтахъ, камерахъ и квершлагахъ, по которымъвъ рудники и угольныя копи притекаетъсвежийвоздухъ, 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, вътехъместахъ, где очевидной опасности отъ взрыва не имеется (вблизи шахтъ, вводящихъсвежийвоздухъ).
• § 47. На копяхъ, въкоторыхъгремучийгазъбылъзамеченъвъвыработкахъ, должны быть учреждены ламповыя отделения: чистка лампъ, наполнение ихъмасломъ и зажигание должно быть поручено благонадежнымълюдямъ, которымъоднимъ должно быть предоставлено право отмыкать металлическия сетки отълампъ и зажигать фитили.
• § 48. Не дозволяется употреблять предохранительныя лампы безънаружнагостекляннаго цилиндра и те, въкоторыхъвыходъпродуктовъ горения не огражденъ, по крайней меръ двумя рядами проволочныхъсетокъ. Кълучшимълампамъвъ 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 вълампахъбудетъ, увеличиваться и наполнитъ пространство подъ сеткой, то они должны лампы потушить теми крючьями, которыми поправляютъ фитили, или опусканиемълампъвъ воду, отнюдь не задувая огонь и не размахивая лампой, и затемъвъпотьмахъ удалиться изъ копи.