На зорі вуглевидобутку шахтарі користувалися саморобними світильниками - каганець чи баночка з мазутом або маслом, а в ній гнотик. Пристрій без хитрості, сильно чадить, і світло дуже слабкий. На зміну таким примітивним світильників прийшли переносні масляні лампи з закритим резервуаром, які використовувалися аж до середини XIX століття. У різних країнах вони відрізнялися один від одного лише формою резервуара. Пальним служило сурепное масло, що отримується з насіння суріпиці та інших хрестоцвітих рослин. Така лампа представляла собою металевий резервуар, в який був вставлений гніт. До металевого резервуару був прикріплений невеликий кронштейн, до якого кріпився гак для підвішування лампи. Полум'я лампи нічим не був прикритий. Тому така лампа була дуже вибухонебезпечна. Серед шахтарів вона отримала назву «Бог в допомогу» - ці слова були написані на кожній лампі.
Можна уявити, яке світло від такої лампи. Скільки треба таких ламп розвісити в штреку, щоб створити хоч якийсь освітлення. Тоді з'явилася професія лампоноса. У його обов'язки входило розвішувати світильники по штреку, щоб того ж відкатчиком мало-мальськи було видно дорогу, по якій вивозили видобуте вугілля.
Зі збільшенням видобутку вугілля шахти ставали все глибше. У шахтах став з'являтися метан. Перші спалахи рудничного газу в Донбасі датуються 1878 роком. У 1890 році ад'ютант-професором Н. Д. Коцовський і академіком Н. С. Курнаковим, обстежили шахти Донбасу, було встановлено наявність значного виділення газу, незадовільний провітрювання шахт і запропоновано як захід боротьби з метаном його випалювання.
«Випалювач» одягав кожух і факелом з клоччя, навернути на палицю і змоченою в мазуті, підпалював метан, що скупчується зазвичай в тупиковому вибої. Єдиним захистом при цьому у «випалювач» від можливого вибуху був кожух.
За тодішніми Правил безпеки нагляд шахти мав бути притягнутий до відповідальності за допущення на роботу шахтарів без попереднього випалювання газу в забоях. Така боротьба з газом проводилася зазвичай між змінами, коли в забоях не було шахтарів. Але випалювання метану особливо не рятувало. Були потрібні світильники, які могли працювати в метанової середовищі.
Тому подальша еволюція шахтарських ламп йшла по двох головних напрямках: ізоляція відкритого полум'я та удосконалення конструкції. Шукали і більш підходящі горючі матеріали.
Лампа Деві і лампа Вольфа Правити
Російський варіант Лампи Вольфа до 70-х років XIX століття
Ще в 1815 році, через сто років після першого великого вибуху рудникового газу на шахті біля Ньюкестл, англійський хімік і фізик Гумфрі Деві запропонував запобіжну лампу для освітлення місць роботи шахтарів.
Деві зауважив, що якщо полум'я накрити досить частою мідною сіткою, то остання, поглинаючи значну кількість тепла, буде настільки охолоджувати газ, що горіння не поширюватиметься по іншу сторону сітки, хоча частина не згорілих (внаслідок охолодження полум'я) парів і газів і буде проникати туди крізь її отвори, так що їх можна запалити. Дія металевої сітки, що перешкоджає поширенню горіння, можна бачити і з такого досвіду, наприклад: якщо тримати сітку над відкритим газовим ріжком і запалити газ поверх її, то полум'я буде триматися над сіткою і не пошириться вниз у напрямку до ріжки. На цій властивості металевої сітки Деві і заснував пристрій своєї запобіжної лампи. Але Деві був не правий думаючи, що за допомогою сітки він знижує температуру горіння лампи. Мідна сітка, з причини високої теплопровідності міді, цілком могла привести метан до вибуху, якщо справа стосувалася б температури. Справа була в тому, що реакції горіння і вибуху метану є ланцюговими реакціями і до розгону яких до вибуху призводять вільні радикали метану. При горінні олійної лампи Деві вільні радикали метану гинули на сітці і тим самим реакція не йшла далі цієї сітки. Ланцюгові хімічні реакції були відкриті тільки в 20х роках 20 століття. Це невелика металева масляна лампа, в якій кінець світильни, а отже, і полум'я оточені циліндром з дротяної сітки. Внутрішній простір цього циліндра як для виходу з нього продуктів горіння, так і для припливу до полум'я свіжого повітря не має іншого повідомлення з навколишньою атмосферою, як за посередництвом мідної дротяної сітки. У разі внесення такої лампи в атмосферу будь-якого пального газу останній, звичайно, негайно проникне всередину сітки до полум'я і від нього загориться; але горіння його при цьому обмежиться лише внутрішнім простором лампи, оточеним сіткою, і не передасться решти масі газу.
Надалі лампа Деві зазнала значних удосконалень. Лампа була забезпечена циліндром з товстого скла. Замість масла в якості освітлювального матеріалу стали вживати бензин, який дає більше світла. Однак, легко займистий бензин не наливається в лампу в рідкому вигляді, а резервуар лампи поповнюється ватою, яка вбирає в себе бензин, і віддає його поступово гноті. Була придумана особлива затвор, що не дає можливості робочого відкрити лампу в руднику, якщо ж лампа випадково згасне, то вона запалюється за допомогою особливого кресала, що дає іскру всередині лампи.
У Бельгії набула великого поширення лампа Мюзелера, в якій для регулювання припливу повітря влаштована бляшана трубка всередині сітківки.
У Німеччині частіше інших вживається лампа фірми Вольф в Цвіккау; вона забезпечена затвором, який відкривається тільки за допомогою важкого магніту, вагою понад 10 кілограм. Шахтарська лампа Вольфом знайшла широке поширення в Росії. Лампу Вольфа шахтарі охрестили «благодійниця». Вона врятувала тисячі життів. Важила така лампа 1 кг, в 1914 році коштувала 2,5 рубля. Витрачала лампа 0,17 фунта бензину в зміну. Ціна пуди бензину тоді була 0,6-1,8 рубля.
Лампа Вольфа послужила прототипом запобіжної бензинової лампи «Світло шахтаря», яку застосовували у нас для виміру концентрацій метану аж до 60-х років ХХ століття. Крім свого прямого призначення - висвітлювати рудники, запобіжні лампи служили ще й для визначення присутності рудничного газу. З цією метою зменшують полум'я лампи настільки, щоб залишався ледь помітний вогник. Потім лампу обережно підносять до покрівлі виробки, де зазвичай перш за все накопичується газ, завдяки своєму легкому питомій вазі; якщо газ є, то навколо полум'я утворюється подовжене блакитнувате сяйво, зване ореолом.
Для визначення вельми незначної кількості газу служила лампа системи Пілера, влаштована за типом лампи Деві. Полум'я цієї лампи показує ореол навіть при утриманні ¼ газу в повітрі.
Ацетиленовий лампа Правити
Ацетиленовий лампа для негазових шахт. Росія, середина XX ст.
Журнал «Боротьба за техніку», 1932 рік
Згодом запобіжні лампи удосконалювалися, але все ще залишалися незручними, малопотужними.
Зразком джерел світла нового покоління є ацетиленовий лампа кінця XIX - початку XX століття. Ацетиленові лампи були винайдені в Німеччині і випускалися спочатку фабрикою «Вело» в Дрездені, а потім і фірмою «Вольф» в Цвікау. У Росії їх використовували переважно при оглядах «рудничних дворів», а в шахтах з видобутку рудних копалин застосовували аж до 1950 року.
Джерелом світла тут служив палаючий газ - ацетилен, що виділявся при впливі води на карбід кальцію. Карбід містився в закритому кришкою резервуарі, розташованому в нижній частині лампи. Зверху була ємність для води, яка подавалася в резервуар з особливою трубці. Надходження її регулювалося спеціальним гвинтом. Ацетилен, получавшийся в результаті реакції, потрапляв в пальник, розташовану збоку лампи і накриту запобіжним циліндром з отворами для подачі повітря. Циліндр ізолював полум'я від навколишнього середовища, яка часом була вибухонебезпечну суміш рудничного газу з повітрям. Для збільшення сили світла використовувався круглий рефлектор, який створював направлений світловий потік.
З такими лампами гірники відчули зручність в роботі. Сподобалося те, що резервуар з карбідом і лампу можна було з'єднати гнучкою трубкою. Це дозволило лампу кріпити на касці. Тепер відпала турбота постійно перецеплять світильник з місця на місце по мірі просування при роботі. Куди не повернеш - ліхтар, закріплений на голові, висвітлює потрібний тобі ділянку. Зручніше навіть, ніж лампи Вольфа. Але у карбідних ламп було відкрите полум'я і там, де був метан, продовжували застосовувати лампи Вольфа. Поява ацетиленових ламп на рубежі XIX-XX століть дозволило збільшити освітленість підземних виробок. Були, однак, у них і серйозні недоліки. Отвір пальника часто засмічують, а прочистити його було досить складно; потрібний постійний контроль за подачею води, термін горіння був вкрай обмежений.
Акумуляторні лампи Правити
Перша акумуляторна лампа. Великобританія, Франція, Бельгія і США, кінець XIX століття
Головний шахтарський світильник заводу «Світло Шахтаря»
Ті, що прийшли на зміну полум'яним лампам електричні світильники поступово витіснили їх.
Акумуляторні шахтарські лампи з'явилися на початку 1930-х років. За формою вони нагадували стала вже традиційною лампу Вольфа. Акумуляторна копальнева лампа абсолютно безпечна, при падінні і киданні лампочка не розбивається. Сучасного вигляду коногонки придбали в 1952 році, коли на заводі «Світло Шахтаря» було організовано спеціальне конструкторське бюро. З 1960 року завод освоїв випуск нових шахтарських ламп.
І тепер уже нова коногонка стала головним традиційним джерелом світла для шахтарів. Згодом світильники удосконалювалися, але конструкція їх поки залишається незмінною. Світильники шахтні головні індивідуальні акумуляторні застосовуються як надійне джерело індивідуального освітлення в складних і небезпечних умовах шахт, небезпечних за газом та пилом.
Сучасні шахтарські світильники виконані з міцного матеріалу і мають два режими роботи: робочий і аварійний (із зменшеною витратою енергії). Світильник конструктивно складається з акумуляторної батареї з кришкою і фари, з'єднаних один з одним гнучким шнуром. На корпусі блоку акумуляторів є скоби для закріплення його на поясному ремені, а в самому корпусі блоку розміщені три герметичних нікель-кадмієвих акумулятора, з'єднаних перемичками.
Доливні акумуляторні батареї характеризуються низькою вартістю, невибагливістю до режимам заряду і експлуатації. Їх конструкція дозволяє виробляти долівку лужного електроліту в процесі експлуатації і виключає можливість деформації корпусу в разі перезарядження або глибокого розряду батареї.
Лампи з доливной батареєю (лужні) травмонебезпечні, оскільки витекла при нещільно закручених пробках луг може викликати опік. Багато старі шахтарі мають такі опіки на правій сідниці. До того ж при зарядці луг виділяє водень, який рве банки при загрубленіе пробках-заглушках. На більшості шахт від лужних ламп давно відмовилися.
Лампи з герметичною акумуляторною батареєю (сухі) не вимагають приготування електроліту. Швидке і зручне підключення світильників до зарядної станції «заряд-2» забезпечує спеціальний пристрій, розміщене в корпусі фари.
- тривалість безперервного горіння лампи в робочому режимі, ч - не менше 10,
- світловий потік, лм - не менше 30,
- номінальну напругу, В - 3,6,
- рівень і вид вибухозахисту - РППІс,
- маса не більше, кг - 2,1.