En 1851, il incorpore l'expédition sur l'Amour de Guennadi Nevelskoï[2]. Il y est immédiatement nommé chef du poste militaire de Nikolaïevsk. En février 1852, Nevelskoï le charge d'explorer Sakhaline. Il parcourt ainsi la côte ouest de Sakhaline, depuis la partie la plus étroite du détroit de Tatarie jusqu'à la rivière Due, où il découvre un gisement de charbon. Sur la côte est, il rencontre la rivière Tym, qu'il suit[3]. D'avril à juin 1852, il explore le bas Amour et jusqu'à la fin de 1852 le bassin de l'Amgoun jusqu'au cours supérieur de l'Amgoun. Il découvre les monts Bureya et, sur le chemin du retour, les lacs Kizi[4], Chukchagir et Evoron[2]. Lorsqu'il parcourt la côte ouest du détroit de Tatarie en bateau à partir de mars 1853, il découvre une baie que les Orotches appellent Baie de Khadji et que Bochniak nomme Gawan (port) pour désigner un port naturel favorable. Le nom de la ville qui émerge plus tard sur la rive sud de la baie est d'abord Gawan imperatora Nikolaja (en hommage à Nicolas Ier), puis Imperatorskaya Gawan et, après la Révolution d'Octobre, Sovetskaïa Gavan. En juin, il retourne à Nikolaïevsk en bateau.
Nevelskoï apprécie beaucoup les résultats de Bochniak car ils corrigent les erreurs de la carte de Krusenstern et prouvent l'existence d'un port naturel. Il est également important d'observer que les Orotches qui y vivent ne veulent pas appartenir à l'Empire chinois.
Il prend sa retraite en 1865 en tant que capitaine de deuxième rang pour des raisons de santé[2]. Sur la recommandation du gouverneur général de la Sibérie orientale, il reçoit une pension à vie de 350 roubles par an pour son travail spécial et ses sacrifices[1]. Il se rend à Monza pour se faire soigner, entre dans un hôpital psychiatrique où il finit sa vie[2].
Hommages
Le village de Bochniak sur Sakhaline à 80 km au nord d'Ouglegorsk, la baie de Bochniak et le cap Bochniak sur le détroit de Tatarie près d'Aleksandrovsk-Sakhalinski et une rue de Sovetskaïa Gavan et de Nikolaïevsk sur l'Amour portent son nom[5].
Depuis le 23 octobre 2008, le petit navire hydrographique GS-404 du projet 872 de la flotte du Pacifique porte le nom de Nikolaï Bochniak.