20 февраля 1852 г. в сопровождении нивха Позвейна Николай Константинович вышел из Петровского поста и, следуя на двух нартах собак по льду Амурского лимана, через неделю оказался в селении Погоби на Сахалине. Бошняк произвел первую перепись населения в этих местах.
В марте 1852 г. он исследовал сахалинский берег от Погоби до Дуэ. Здесь в районе селений Мгачи, Арка и Дуэ были обнаружены выходы каменного угля.
Г.И. Невельской сообщил об открытии Бошняка командованию российскими военно-морскими силами на Тихом океане. После этого на Сахалин была направлена винтовая шхуна «Восток», моряки которой в 1854 г. произвели обследование и заготовку угля в районе Дуэ. С этого момента русские паровые суда постоянно грузились углем в районе Дуэ, где во многих местах уголь выходил прямо на поверхность.
Этот мыс назван в честь лейтенанта Н.К. Бошняка, открывшего в 1852 г. каменноугольные месторождения в районе Дуэ.
23 мая 1853 г. в 180 верстах к югу от Де-Кастри Бошняк обнаружил глубокую, закрытую бухту. Собрав на мысу местных орочей, Бошняк объявил о присоединении этих мест к России, поднял русский флаг и назвал залив Императорской гаванью (Советская гавань). Казаки поставили крест с надписью: «Гавань императора Николая открыта и глазомерно описана лейтенантом Бошняком 23 мая 1853 г.».
Начальником поста в Императорской гавани на период зимовки 1853–1854 гг. был назначен Н.К. Бошняк. Он вместе с 10 подчиненными подготовился здесь к суровым холодам. Но из-за интриг в управлении Русско-американской компании 10 января неожиданно для Н.К. Бошняка в Де-Кастри уже по льду еле пробился транспорт «Иртыш», для которого была подготовлена зимовка на Сахалине в бухте Томари-Анива. Вместо 10 человек в Императорской гавани собралось на зимовку 90 человек. Начались цинга и голод. Люди исхудали, ходили, как тени, с лицами желтыми, как воск. Помощь пришла только весной. В эту зиму на посту в Императорской гавани умерло 29 человек. Николай Константинович Бошняк взял ответственность на себя в эту трагическую зиму. Здоровье его было подорвано. В 1855 г. он переведен на Балтийский флот. В 1856 г. на корвете «Оливуца» под командой В.А. Римского-Корсакова вокруг мыса Доброй Надежды Н.К. Бошняк вернулся в Кронштадт. В 1858 г. Бошняк был награжден за участие в Амурской экспедиции.
С 1858 по 1860 г. он служит на фрегате «Илья Муромец» на Балтийском и Средиземном морях.
В 1865 г. в чине капитана 2-го ранга был уволен со службы по состоянию здоровья. Умер 15 (27) декабря 1899 г. в городе Монца (Италия), куда уехал для лечения.
