Торфяные пожары
Добровольные лесные пожарные центрального региона
Торфяные пожары
от болота до задымления городов
Торфяные пожары развиваются на торфяных почвах. Они бывают в лесах и на открытых пространствах. Эти пожары медленно распространяются, часто не тушатся дождями, переживают зиму. Дым от таких пожаров особенно опасен. Нередко от торфа повторно загораются трава и лес.Торф — полезное ископаемое.
Он образуется из болотных растений, которые не до конца разлагаются при повышенной влажности и недостатке кислорода. Торф используют как топливо и как удобрение. Торф есть на болотах и там, где они раньше были. В прошлые годы болота в России активно осушали.
Делали это чтобы добывать торф (его использовали как топливо многие электростанции), и чтобы вести сельское хозяйство на месте болот. Сейчас в России около 5 млн га осушенных торфяников. Наша страна находится на втором в мире месте по запасам торфа. Большинство осушенных болот заброшены. Эти земли не рекультивированы и фактически бесхозны.
Осушенный торфяник в Ивановской области. Хорошо заметны следы старых пожаров (ямы — прогары прошлых лет). Весной траву на торфянике снова подожгли.
Сам торф не всегда просто отличить от почвы. Он темного цвета, оставляет следы на руках, содержит много остатков растений. При некотором навыке осушенные торфяники хорошо опознаются на местности и космоснимках.
Для этих мест характерна сеть канав, иногда карьеров.
Осушенный торфяник. В таком виде торф можно увидеть только в местах, где продолжается добыча. Брошенные торфяники зарастают травой и лесом.
Если что-то подобное есть рядом с вашим населённым пунктом, скорее всего это торфяник. Похожую сеть канав имеют рисовые чеки, но они характерны всего для нескольких регионов. Для Центральной России и Северо-запада расположение осушенных болот смотрите на Лесном форуме Гринпис.
А ещё рядом с торфоразработками бывают населённые пункты с характерными названиями: «Торфяной», «Моховое». Такие названия намекают: тут были болота или велась добыча торфа. Обратите внимание и на названия типа «Остров», «Северная грива». «Гривами» называют приподнятные, более сухие части болот. Когда болота были озерами, «гривы» были островами или песчаными косами.
Часто заторфованы поймы рек.
Крупный осушенный торфяник на космоснимке Яндекс
Вопреки множеству мифов, в залежи, даже осушенной и частично выработанной, торф не загорается сам.
Случаи саморазогрева и последующего самовозгорания встречались только в штабелях (караванах) добытого фрезерного торфа с влажностью 35%, и даже там это большая редкость. Большинство торфяных пожаров возникает весной из-за поджогов травы на торфяниках и рядом с ними.
Торфяные очаги возникают также из-за костров и брошеных окурков (на торфе вообще не стоит разводить костры).
Торф загорелся из-за поджога травы
Обычно весной от травяных пожаров возникают маленькие очаги. Сперва загораются приподнятые участки. Это места, которые просыхают первыми: отвалы каналов, локальные возвышения, бывшие места складирования торфа. Часто после травяного пала начинают тлеть стенки старых торфяных прогаров.
Свежий торфяной очаг. Найти маленькие очаги непросто: часто они не дымят. Обнаруживают их по характерному запаху и повышенной температуре.
Эти очаги тлеют и разрастаются. Прирастают они наобычно на 1-2, иногда — на десятки сантиметров в день. Дыма мало, его хорошо видно только в вечернее время перед выпадением тумана, росы. Часто такие очаги медленно разрастаются до лета. Затем, когда наступает сухая погода, их площадь резко увеличивается. От торфа снова загораются трава и деревья.
Деревья падают, возникают завалы. Это усложняет доступ к очагам. Летом и осенью дыма уже много, он доходит до поселков, городов и автодорог.
Такие «подснежники» трудно тушить.
Чем опасны торфяные пожары
Торфяные пожары выделяют очень много дыма. Этот дым опасен для людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и органов дыхания. Особенно опасно находиться в задымлении долгое время — днями и неделями.
Например, в июле 2010 года, во время экстремально высоких температур и большого количества дыма от лесных и торфяных пожаров смертность в Москве увеличилась на 50,7% по сравнению с обычным уровнем.
При этом дым от крупных торфяных пожаров в опасной для здоровья концентрации распространяется на десятки и сотни километров.
Торфяные пожары переживают дождь и снег. Потушить их, когда очаги разгорелись и заглубились, очень сложно. Летом торфяной пожар — это постоянно тлеющий фитиль. При сухой, жаркой и ветреной погоде от горящих торфяников загораются леса и поля вокруг.
Во многих регионах России осушенные торфяники и заброшенные торфяные месторождения отдавались под садово-огородные и дачные товарищества. Сейчас на бывших болотах выросли посёлки площадью во многие тысячи гектаров. Пожары в таких местах угрожают сразу многим людям.
В 2010 году сгорали целые деревни, построенные на торфяниках.
Кому сообщать о торфяном пожаре
Если вы видите горящий торфяник, сообщите о нём по телефону 112. Максимально подробно опишите размеры очагов, где они находятся и как к ним подъехать. Дождитесь приезда пожарных и отведите их к очагу.
Если горящий торф угрожает лесу или находится в лесном фонде, сообщите о нём не только по телефону 112, но и по единому телефону лесной охраны 88001009400.
Легенды и мифы о торфяных пожарах
Самовоспламенение возможно лишь в буртах («караванах») собранного и сложенного для вывоза торфа. Сейчас торфодобывающих предприятий очень мало, а большинство ранее уложенных буртов были вывезены или сгорели. Поэтому случаи самовозгорания крайне редки.
Горящий торф нельзя потушить
Когда торфяной пожар только начался, потушить его несложно. Нужно просто выкопать очаг целиком (горящий торф и прилегающие к нему слои холодного торфа), перенести в металлическом ведре или другой негорючей ёмкости к ближайшему водоёму, вывалить в воду, и перемешать до образования однородной холодной массы.
Маленький очаг можно выкопать и утопить.
Если рядом с очагом есть вода или очаг более крупный, нужно подавать воду в очаг (мотопомпой, вёдрами) и перемешивать лопатой до образования в очаге однородной холодной массы. При этом нужно срезать лопатой примыкающие к очагу участки негорящего торфа и также перемешать с водой.
Тушение торфяных очагов требует постоянного контроля температуры. Это удобно делать специальными щупами-термометрами. Если в очаге больше 40 градусов, очаг надо дотушивать.
Для глубоких торфяных пожаров, успевших развиться на большие площади тушение по всей площади часто становится невозможным.
Чтобы справиться с таким пожаром, приходится обводнять (затапливать) горящую площадь, или создавать вокруг горящих очагов глубокие (до подстилающего минерального грунта) канавы, заполненные водой.
И тушить новые очаги, образующиеся от переброса искр или горящего торфа на защищаемый участок.
Мой друг рассказывал, как приятель дедушки его знакомого провалился в горящий торф на 50 метров
Существует огромное количество легенд о том, как в 2010 или 1972-м году тяжелая техника, люди, поезда и поселки проваливались на десятки метром в горящий торф. В реальность торф редко прогорает глубже, чем на метр-полтора (на этом уровне начинаются грунтовые воды). Более глубокие очаги (до 8-10 метров) встречаются, когда горят невывезенные караваны торфа или насыпи узкоколейных железных дорог, сделанные из торфа.
Источник: http://firevolonter.ru/peat_fires
Торфяные пожары и способы их тушения
Л. Б. ХОРОШАВИН, д-р техн. наук, научный сотрудник
Уральского филиала ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), г. Екатеринбург, Россия
О. А. МЕДВЕДЕВ, аспирант, начальник Уральского филиала
ФГБУ ВНИИ ГОЧС (Фц), г. Екатеринбург, Россия
В. А. БЕЛЯКОВ, канд. техн. наук, научный сотрудник Уральского
филиала ФГБУ ВНИИ ГОЧС (Фц), г. Екатеринбург, Россия
О. В. БЕЗЗАПОННАЯ, канд. техн. наук, доцент, доцент Уральского
института ГПС МЧС РФ, г. Екатеринбург, Россия
УДК 614.841.12:614.842
ТОРФЯНЫЕ ПОЖАРЫ И СПОСОБЫ ИХ ТУШЕНИЯ
Рассмотрен механизм возгорания торфа; приведен обзор существующих способов тушения торфяных пожаров.
Предложен новый метод тушения торфяных пожаров с использованием слабощелочных растворов с добавками наночастиц в летнее время и сухих наночастиц — в зимнее.
Показано, что огнетушащий эффект основан на способности наночастиц проникать в микропоры торфа, окисляться с поглощением кислорода воздуха и теплоты, замедляя тем самым реакцию окисления углерода торфа.
Ключевые слова: торф; торфяные пожары; наночастицы; тушение торфяных пожаров.
Торфяные пожары наносят большой вред экономике, окружающей среде и здоровью человека.
Пожары торфяников обычно распространяются на значительно меньшие по размеру площади, чем лесные пожары, однако в результате их сгорает почти в 10 раз больше биологической массы, а также выделяется значительное количество дыма и токсичных газов (метана, углекислого и угарного газов, формальдегида, оксидов азота, ароматических углеводородов, бензапирена и др.). Наибольшую опасность представляют выработанные торфяники и сельскохозяйственные угодья на месте осушенных болот.
Тяжелые последствия торфяных пожаров требуют особого внимания к вопросам противопожарной охраны торфяников и разработки новых высокоэффективных способов их тушения. Ежегодное и круглогодичное горение торфяников свидетельствует о неэффективности применяемых методов и способов их тушения.
Механизм возгорания торфа
Торфяные пожары характерны для второй половины лета, когда в результате длительной засухи верхний слой торфа просыхает до относительной влажности 20-50 %.
При таком содержании влаги может происходить его возгорание, которое, распространяясь в нижние слои торфа, поддерживается там, несмотря на их влажность 50 %.
Причиной возгорания торфа могут быть непотушенные костры, искры, тлеющие частицы торфа, разносимые ветром на расстояние до 50 м и более. При определенных условиях может происходить и самовозгорание торфа.
Торф горит в беспламенном режиме (режиме тления). После возгорания верхних слоев торфа фронт пожара самоуглубляется в нижние слои, что обусловлено различием плотности и условиями фильтрации.
Торфяная масса содержит в порах некоторое количество воздуха, в связи с чем тление может протекать и в изолированных условиях. Чаще всего заглубление горения происходит не в одном, а в нескольких местах, что обуславливает развитие так называемых многоочаговых пожаров.
Обычно торф прогорает на всю глубину залегания до минерального слоя почвы или до уровня грунтовых вод (см. рисунок).
Уровень грунтовых вод
Схема развития беспламенного горения торфа
© Хорошавин Л. Б., Медведев О. А., Беляков В. А., Беззапонная О. В., 2012
При горении торфа его более глубокие слои выделяют большее количество теплоты, чем верхние, менее разложившиеся. Это связано с возрастанием по мере разложения содержания органического вещества в его составе.
Скорость распространения торфяных подземных пожаров составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров в сутки. При прогорании торфа формируются каверны (пещеры) глубиной до 1,5 м [1]. При этом верхний напочвенный слой может оставаться несгоревшим.
Это обстоятельство затрудняет определение границы подземного пожара и создает для людей и техники опасность при его ликвидации.
Рассмотрим более подробно механизм самовозгорания торфа. Причиной самовозгорания являются экзотермические тепловые, химические и микробиологические процессы.
По мнению авторов работы [2], начальной стадией окисления торфа является возникновение пероксидных соединений, которое происходит с низкой энергией активации, поскольку не требует разрыва кислородных связей.
Образовавшиеся пероксиды разлагаются с выделением теплоты.
Экзотермическое окисление растительного материала торфа (пектиновых, белковых и других веществ) приводит к самонагреванию торфа и изменению его состава. При температуре выше 60 °С торф в течение нескольких дней превращается в полукокс, способный энергично взаимодействовать с воздухом. Он обладает свойством поглощать (адсорбировать) пары и газы с выделением теплоты.
При низкой теплоотдаче это приводит к еще большему нагреванию торфа: температура в растительных продуктах повышается до 100-130 °С [3]. Повышение температуры интенсифицирует окисление полукокса, что ведет к новому витку повышения температуры.
Чем больше осушена торфяная залежь, тем более интенсивно, с более высокими температурами и выделением большего количества теплоты будет развиваться процесс самонагревания.
Если взять поперечный разрез каравана, то 10-15 % его сечения занимает зона полукокса. Полукокс представляет собой (по сравнению с исходным торфом) сильно обогащенную углеродом пористую массу с низкой влажностью (2-5 %). Если по трещинам, особенно во время сильного ветра, к полукоксу усиленно проникает воздух, то температура быстро поднимается, что приводит к возгоранию [3].
При температуре около 200-230 °С начинает разлагаться клетчатка, входящая в состав растительных продуктов, в результате чего образуется активированный (активный) уголь, способный интенсивно окисляться. Температура при этом достигает 350-600 °С, и наступает прогрессивное самонагревание до возникновения горения.
По мнению авторов работы [4], катализатором процесса экзотермического окисления растительного материала является наличие металлов (даже их следовых количеств), в частности железа низшей валентности.
Эти соединения реагируют с кислородом с выделением значительного количества теплоты в микролокальных зонах.
Эта теплота аккумулируется вследствие плохой теплопроводности торфа, что может привести к самовозгоранию торфяных пластов после мелиоративных работ в условиях пониженной влажности и повышенной температуры атмосферы [4].
Причиной самовозгорания могут стать и микробиологические процессы (жизнедеятельность бактерий и микроорганизмов), протекающие с выделением теплоты. Биологические процессы начинаются уже при температуре 8-10 °С.
Питательной средой для бактерий служат водорастворимые вещества углеводного характера (фульво- и гуминовые кислоты), образующиеся при распаде растений.
В результате жизнедеятельности бактерий и микроорганизмов происходит самонагревание внутренних слоев торфа, причем скорость этого процесса в зависимости от характера торфа и условий внешней среды может достигать 0,5-4,5 °С/сут [3].
В очень сухом и очень влажном торфе развитие микроорганизмов затруднено, поэтому и скорость самонагревания ниже. Самовозгорание происходит, когда тепла в активной зоне образуется в 3 раза больше, чем из нее отводится.
Способы предотвращения и тушения торфяных пожаров
Тушить торфяные пожары очень сложно. Обычно для их локализации и тушения используют воду, а также окапывание очага канавами шириной около 1 м и глубиной до минерального слоя или до насыщенного водой слоя торфа.
Однако применение для тушения торфяных пожаров только одной воды крайне неэффективно, так как она плохо смачивает торф из-за своего высокого поверхностного натяжения. Кроме того, для тушения торфяных пожаров требуется очень большое количество воды: на 1 м3 торфа — около 1 м3 воды.
При этом торф поглощает только «5-8 % воды и быстро высыхает, что приводит к его новому возгоранию.
Тушение торфяных пожаров осложняется тем, что при высоких температурах происходит термическое разложение торфомассы в залежи с выделением битумов и термобитумов — гидрофобных соединений, отталкивающих воду [5]. При выпадении осадков битумированные частицы торфа не намокают, влага, просачиваясь между ними, уходит в грунтовые воды, поэтому торфяная залежь может гореть годами до полного выгорания месторождения.
86
{ББИ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №11
Введение в воду поверхностно-активных веществ (ПАВ), понижающих поверхностное натяжение воды и повышающих смачивающую способность торфа, является одним из наиболее эффективных способов борьбы с торфяными пожарами.
Однако для каждого состава торфа существуют свои оптимальные составы ПАВ как в качественном, так и в количественном отношении [6-9].
В данное время в качестве ПАВ (до 0,3 %) применяют: сульфанол НП, пенообразователи ОП-7 и 0П-10.
Установлено, что смачивающая способность торфа может быть повышена в 2-3 раза при использовании для тушения 1-3 %-ных растворов карбонатов и бикарбонатов натрия [10]. Эти растворы могут применяться не только для повышения эффективности тушения торфяных пожаров, но и для их предупреждения.
Для повышения температуры воспламенения, а также для снижения скорости поверхностного распространения пламени и, соответственно, вероятности возникновения поверхностных пожаров разработаны способы ее минимизации, основанные на обработке пластов торфа растворами органических веществ и аминами различной структуры, выполняющими функции антиоксидантов [11]. Влияние этих веществ на снижение риска самовозгорания обусловлено: химическим взаимодействием с пероксидными группами, образующимися при окислении; прекращением окисления органической массы в результате более легкой окисляемости анти-оксидантов; избирательной адсорбцией на активных участках поверхности торфа, затрудняющей доступ к ним кислорода.
Другим видом обработки торфа для предотвращения его самовозгорания и возгорания является применение растворов пленкообразователей, затрудняющих доступ воздуха к его поверхности [11].
Эти функции может выполнять глинистая пульпа, образующаяся в процессе мелиорации торфяно-болот-ных экосистем.
В состав глинистой пленкообразующей композиции предложено вводить добавки хлорида кальция, ингибирующие горение торфа.
Как показали исследования [11], ингибиторами горения торфа могут выступать аминокомплексные соединения (АКС), к которым относятся продукты присоединения анилина и некоторых его производных к солям переходных металлов.
АКС хорошо диффундируют в глубь торфа, повышают его пожаро-стойкость, уменьшают его склонность к саморазогреву и самовозгоранию при понижении влажности торфа ниже критического значения [11].
Начало разложения АКС происходит в диапазоне температур 160-225 °С с выделением азота, что тормозит загорание торфа. Авторами работы также предложена новая технология, объектами утилизации ко-
торой являются смолистые отходы предприятий химической промышленности по производству ароматических и алифатических аминов и их производных, а также отходы предприятий металлургической промышленности — хлориды и сульфаты меди, цинка и других металлов [11]. Данная технология позволяет использовать эти отходы для синтеза нетоксичных АКС многоцелевого назначения.
При отсутствии воды или невозможности ее использования для тушения горящего торфа в глубоких слоях предложен способ, суть которого заключается в тушении его с помощью дыма и углекислого газа [12]. Для тушения необходимо пробить отверстия в местах горения и закачать туда дым от дымовых шашек.
Дым, постепенно проникая во все поры торфяной массы, где имеется кислород для горения, разбавляет его до концентраций (менее 5 % от всего объема воздуха), при которых горение становится невозможным.
После этого из углекислот-ных огнетушителей специальными торфяными стволами подается находящийся под высоким давлением углекислый газ, который при выходе наружу охлаждается до температуры минус 72 °С. Поскольку торф имеет плохую смачиваемость, в случае тушения его водой последняя, обладая также плохой проницаемостью в торфе, распространяется вокруг насадки ствола в торфе на небольшое расстояние.
В отличие от воды углекислый газ лишен этого отрицательного фактора. Поэтому при выбросе порциями углекислого газа в нижние слои горящего торфа газ, хорошо распространяясь в его внутреннем слое, охлаждает торф до температуры ниже температуры его самовозгорания и тем самым локализует очаг горения.
Близким по своей сути способом тушения горящего торфа с помощью углекислого газа является способ, предложенный коллективом авторов под руководством Б. А. Зеленова [13].
Он заключается в прицельном метании брикетов твердого диоксида углерода («сухого льда») из ствольной пневматической пушки, что позволяет реализовать массированную подачу газа в очаг возгорания.
В окрестности падения брикетов возникает зона, заполненная охлажденным углекислым газом, в которой прекращается доступ кислорода воздуха к горящим предметам одновременно с их эффективным охлаждением [13].
Для тушения торфяных пожаров применяют специальные торфяные стволы, пожарные автомобили, насосные станции, поливные магистральные трубопроводы и пр. При проведении земляных работ широко используется специальная техника: канавокопатели, экскаваторы, бульдозеры, грейдеры и другие машины, пригодные для этой работы. К сожалению, новая техника, предназначенная для ту-
шения торфяных пожаров путем насыщения торфа дисперсными частицами (цементовозы, передвижные бетонные и химические установки), используется в настоящее время недостаточно.
Для предотвращения и ликвидации возгорания торфяников авторами настоящей работы предложен способ оптимального насыщения торфа негорючими минеральными наночастицами, препятствующими реакции окисления углерода и поглощающими кислород вследствие эндотермических реакций окисления [14,15].
Плотность наночастиц в 2-3 раза больше плотности льда и воды, поэтому они сразу же будут оседать в низинном торфе.
Эффективность тушения зависит от свойств наночастиц, основными из которых являются: чрезвычайно высокая химическая активность, обусловленная их высокой удельной площадью поверхности; высокая адгезионная способность, обеспечивающая хорошее прилипание к любой поверхности; высокая способность к проникновению в микропоры и клетки растений. Использование этих свойств наночастиц позволило получить широкий спектр материалов и изделий с очень высокими показателями указанных выше свойств [16, 17].
Легирование клеток растений наночастицами по прототипу легирования металлов позволит эффективно предупреждать и ликвидировать торфяные пожары. Для каждого вида торфа существуют
свои дифференцированные наночастицы как по химической природе, так и по их дисперсности. Основной задачей является выбор оптимальных нано-частиц.
Применение водных растворов слабощелочного состава с добавками наночастиц с использованием пожарной техники в летнее время, а в зимнее время — распыление сухих наночастиц над торфяными полями позволит предотвратить и ликвидировать загорания торфяников.
Выводы
Из-за неэффективности тушения торфяных пожаров водой необходима разработка новых, альтернативных способов, а также внедрение в практику пожаротушения уже существующих эффективных методов тушения торфяных пожаров.
Применение водных растворов слабощелочного состава с добавками наночастиц с использованием пожарной техники в летнее время, а в зимнее время — распыление сухих наночастиц над торфяными полями позволит предотвратить и ликвидировать загорания торфяников. Огнетушащий эффект основан на способности наночастиц проникать в микропоры торфа, окисляться с поглощением кислорода воздуха и теплоты, замедляя тем самым реакцию окисления углерода торфа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Марков В. Ф., Маскаева Л. Н., Миронов М. П., Пазникова С. Н. Физико-химические основы развития и тушения пожаров. — Екатеринбург : УрО РАН, 2009. — 274 с.
2. Пелех М. Т., Крейтор В. П. Прогнозирование торфяных пожаров // Проблемы управления рисками в техносфере. — 2009. — № 4. — С. 36-41.
3. Демидов П. Г., СаушевВ. С. Горение и свойства горючих веществ. — М. : ВИПТШ МВД СССР, 1975.—279 с.
4. Крейтор В. П., Потеряев Ю. К. Моделирование процессов горения торфа при развитии торфяных пожаров // Проблемы управления рисками в техносфере. — 2009. — № 4. — С. 56-63.
5. Мисников О. С. Физико-химические основы гидрофобизации // Теоретические основы химической технологии. — 2006. — Т. 40, № 4. — С. 455-464.
6. Казаков М. В. Применение поверхностно-активных добавок для тушения пожаров. — М. : Стройиздат, 1977. — 80 с.
7. Лиштван И. И. Исследование возможности использования полимеров и ПАВ как структурооб-разователей торфяных почв. Новые процессы и продукты переработки торфа: сб. статей. — М.: Наука и техника, 1982. — С. 15-19.
8. Соловьев С. В. Выбор огнетушащих составов с учетом особенностей связи воды в торфе // Вестник ГПС. — 2004. — № 2. — С. 61-66.
9. Никитин Ю. А. Предупреждение и тушение пожаров в лесах и на торфяниках. — М.: Россельхоз-издат, 1986. — 96 с.
10. Соловьев С. В. Экологические последствия лесных и торфяных пожаров : дис. … канд. техн. наук. — М., 2006. — 222 с.
11. Чернодедов А. С., Хорошилов О. А. Технологические методы замедления процесса горения торфа // Проблемы управления рисками в техносфере. — 2009. — № 4. — С. 53-55.
88
!ББМ 0869-7493 ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТЬ 2012 ТОМ 21 №11
12. Природоохранные технологии. URL : http://www.prioteh.ru (дата обращения: 17.02.2012 г.).
Источник: https://cyberleninka.ru/article/n/torfyanye-pozhary-i-sposoby-ih-tusheniya
Устройство для тушения пожаров на торфяниках и особо сложных лесных пожаров
Полезная модель относится к устройствам и может быть использована для тушения пожаров на торфяниках и особо сложных лесных пожаров.
Техническим результатом полезной модели является снижение трудоемкости тушения подземных торфяных пожаров при повышении эффективности тушения, обеспечивается резкое снижение расхода огнегасящих смесей, исключается контакт личного состава пожарного расчета с вредными продуктами горения.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для тушения пожаров на торфяниках и особо сложных лесных пожаров, состоящее из боевой части, предназначенной для тушения подземных пожаров на различных глубинах от 0,1 метра до 2,0 метров и различных площадях, содержащее средства обеспечения, представляющие собой устройства для приготовления огнегасящей жидкости, средств доставки компонентов огнегасящей жидкости к очагу пожара, средств передвижения и перевозки, отличающееся тем, что боевая часть выполнена в виде стрелы с возможностью заглубления в толщу грунта на требуемую глубину и с возможностью подачи огнегасящей смеси непосредственно к очагу возгорания.
Область применения
Полезная модель относится к устройствам и может быть использована для тушения пожаров на торфяниках и особо сложных лесных пожаров.
Уровень техники
Пожары на торфяниках возникают в результате сложнейших биохимических реакций разложения твердой органической составляющей в жидкую и газообразную [1, 2].
При этом выделяется большое количество метана, аммиака, водорода, сероводорода и кислорода с очень небольшим содержанием азота и углекислого газа (обычно в сумме не более 3-5%), являющихся в обычных условиях природными огнегасящими веществами.
Процесс разложения твердой компоненты происходите выделением большого количества тепла. При снижении влажности торфа, например, при осушении болот, этого тепла может хватить для самопроизвольного воспламенения выделяемых газов и поджига твердой компоненты.
Положение усугубляется тем, что расширяющийся пожар на торфяниках вызывает обугливание корней растущих на нем деревьев, что приводит к увеличению горящей массы. Кроме того, пожар на торфяниках распространяется достаточно глубоко под землей (до 2.
0 метров), что делает борьбу с ним чрезвычайно трудным, сводимым, как правило, к механическим способам (окапыванию). При заглубившемся горении торфа образующуюся корку разбивают мощными струями воды.
В связи с большим расходом воды этот способ требует наличия вблизи пожара водоисточников с достаточным дебетом.
Часто для тушения пожаров на торфяниках применяются торфяные стволы ТС-1 и ТС-2 [3, 4, 5, 6], которые представляют собой полую латунную трубку с внутренним диаметром 16 мм, наконечника и крана-ручки с накидной гайкой. В нижней части имеет 40 отверстий диаметром до 3 мм. Вода со смачивателем поступает от мотопомпы в ствол под давлением 3-4 атм через отверстия в почву, для полной ликвидации очага пожара
необходимо обработать полосу шириной 0.7…0.8 м, прилегающую к кромке очага. Для создания такой полосы скважины следует располагать в два ряда. Первый ряд прокладывают на расстоянии 0.1…0.
2 м от видимой кромки, а второй — на 0.3…0.4 м от первого. Скважины в каждом ряду создают на расстоянии 0.3…0.4 м друг от друга. При нагнетании в стволы воды под давлением 3…4 атм. (30…40 м вод. ст.
) расход воды со смачивателем составляет от 35…42 л/мин.
Основными недостатками торфяных стволов является их крайняя небезопасность в работе, поскольку пожарный находится непосредственно над очагом возгорания, он подвергается активному воздействию продуктами горения (дым, высокие температуры, грязь). Кроме того, торфяной ствол очень дорог, почти в 5 раза дороже обычного пожарного ствола типа PC-25 и почти в 12 раз дороже ствола типа PC-50.
Для тушения лесных пожаров используются различные химические составы [7]. Они подразделяются на смачивающие, огнезадерживающие (ретарданты) и огнегасящие. Из смачивающих химикатов наиболее известен сульфанол. Это легкий желтый порошок, быстрорастворимый в воде. Его добавка в количестве 30 г на ведро воды (0.
3% по весу к воде или другим растворам) повышает смачивающие свойства. В качестве поверхностно активных веществ (ПАВ) рекомендуют также моющие средства типа «Прогресс», «Дон», «Астра», а также смачиватели группы ОП-7, ОП-10 и др.
Водные растворы сульфанола и другие смачиватели показали высокую эффективность в борьбе с устойчивыми почвенными пожарами, особенно с торфяными, они способны быстро проникать в толстые слои торфа и лесные подстилки.
Все эти химические вещества крайне экологически вредные, особенно при их массовом применении (обычная норма использования -до 3 кг на 1 квадратный метр пожара) и крайне дорогостоящие. При их хранении, транспортировке и использовании необходимо также строго соблюдать санитарно-гигиенические требования.
Лица, работающие с химсоставами, обеспечиваются комплектом спецодежды. При приготовлении рабочих растворов исполнителей необходимо снабжать очками и респираторами. Емкости, резервуары и РЛО, предназначенные для работы с химрастворами, должны иметь яркую надпись «Для растворов ХВ».
После окончания работы с химикатами необходимо снимать одежду, тщательно мыть руки, лицо, прополаскивать рот и горло.
Естественно, при тушении пожаров такими веществами биоценоз места пожара будет восстанавливаться очень долго, причем, нет никаких гарантий, что пожар не возобновится в любое время, особенно, если нет обильных осадков.
Техническим результатом полезной модели является снижение трудоемкости тушения подземных торфяных пожаров при повышении эффективности тушения, обеспечивается резкое снижение расхода огнегасящих смесей, исключается контакт личного состава пожарного расчета с вредными продуктами горения.
Осуществление полезной модели
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для тушения пожаров на торфяниках и особо сложных лесных пожаров, состоящее из боевой части, предназначенной для тушения подземных пожаров на различных глубинах от 0,1 метра до 2,0 метров и различных площадях, содержащее средства обеспечения, представляющие собой устройства для приготовления огнегасящей жидкости, средств доставки компонентов огнегасящей жидкости к очагу пожара, средств передвижения и перевозки, отличающееся тем, что боевая часть выполнена в виде стрелы с возможностью заглубления в толщу грунта на требуемую глубину и с возможностью подачи огнегасящей смеси непосредственно к очагу возгорания.
Устройство состоит из сменных боевых частей и средств обеспечения.
Сменные боевые части предназначены для тушения различных видов огня: подземный на торфяниках (различной глубины и мощности возгорания), надземный низовой и верховой, а также на больших площадях или располагаемых на большом удалении от пожарного расчета при отсутствии возможности приблизиться.
Средства обеспечения предназначены для подвода компонентов огнегасящей смеси, обеспечения работы устройства и предохранения личного состава пожарного расчета от воздействия продуктов горения.
Сменные боевые части и средства обеспечения могут быть как переносными, так и установленными на транспорт или стационарными.
Принцип работы устройства следующий (см. Фиг.1).
На безопасное место грунта (18), не охваченное пожаром, подводят машину (10) или прицеп с закрепленным устройством тушения.
Из цистерны (1) по подводу (7), а из емкости (2) известковая мука ссыпаются в смеситель (3), в котором осуществляется приготовление огнегасящей жидкости. В качестве смесителя может использоваться лопастные или шнековые смесители. При этом добиваются повышения однородности смеси, т.е. процентного соответствия компонентов
заданному их содержанию в любом минимальном объеме смеси. Для чего подачу воды и смеси дозируют.
Огнегасящая жидкость насосом (4) закачивается в пожарную магистраль (5) и подается к боевой части (6).
С помощью подвижного выдвижного устройства (стрелы) (15) боевая часть направляется непосредственно к очагу пожара и заглубляется на необходимую глубину (от 0,1 метра до 2,0 метров).
Подвижность стрелы по вертикали может быть реализована, например, на основе того, что с помощью троса (8), перекинутого через опорный ролик (12) и наматывающегося на моток (13) осуществляют подтягивание или опускания боевой части вверх или вниз.
Смещение боевой части относительно каркаса автомобиля, на котором она закреплена, может осуществляться, например, посредством того, что стрела крепится к каркасу машины посредством шарниров (16).
Опорный ролик (12) и моток (13) вместе с приводом (9), вращающим моток (13) размещают на опорной станине (11), которая жестко или с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси крепится на автомобиле (10).
Боевая часть (6) может уходить в грунт под действием тяжести груза (14) боевой части (как показано на Фиг.1) или под давлением.
По команде оператора в очаг пожара (17) подается огнегасящая жидкость и тушит огонь.
При необходимости (при обширном возгорании) операция повторяется вновь до полного тушения пожара.
Подача воды непосредственно гасит пожар, а подача карбоната кальция в виде известковой муки разрушает биохимические реакции, приводящие к выделению огнеопасных газов и высокой температуры. Тем самым достигается длительный эффект в борьбе с пожарами на торфяниках.
При необходимости сменные боевые части можно заменять в зависимости от глубины пожара, от площади возгорания, а также применять для тушения низовых и верховых лесных пожаров, а также для тушения строений, располагаемых в лесной зоне.
Подвод огнегасящей смеси непосредственно к очагу возгорания, исключением испарения с поверхности разогретого до очень высоких температур торфяника (как правило, во время сильного пожара покрытого плотной и прочной коркой из спекшихся продуктов горения) обеспечивает резкое снижение расхода огнегасящих смесей. Благодаря этому также исключается контакт личного состава пожарного расчета с вредными продуктами горения.
Использование в качестве компонентов огнегасящих смесей только экологически чистых веществ (вода и известковая мука), помимо непосредственного тушения пожара, обеспечивают еще и длительный (до нескольких лет) противопожарный эффект за счет прекращения биохимических реакций с выделением тепла и горючих газов (метана, водорода, сероводорода и кислорода) в толще торфяника.
Источники информации:
1. Козлов В.А. Шатурские торфяники: (Очерки истории Шатур. торфопредприятия) / В.А.Козлов. — Шатура: Книжник, 2001. — 197, [1] с., [22] л. ил., к., портр.: табл.; 20 см.
2. Никитин Ю.А. Предупреждение и тушение пожаров в лесах и на торфяниках / Ю.А.Никитин, В.Ф.Рубцов. — М.: Россельхозиздат, 1986. — 95,[1] с.: ил.; 20 см.
Источник: https://poleznayamodel.ru/model/8/83013.html
Загрузка...
