Способ и устройство для локализации торфяных пожаров

Способ и устройство для локализации торфяных пожаров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к охране лесов от пожаров, в частности к локализации торфяных пожаров.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и закладку в нее негорючего материала, в качестве которого используют огнестойкую пену (а.с. СССР №1573104, кл. E02F 5/08, 1988).

Недостатком способа является большой расход огнестойкой пены, которой заполняют весь объем траншеи. Способ дорогостоящий и трудоемкий, не позволяющий исключить перелет тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц через заградительную полосу.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и закладку в нее негорючего материала, в качестве которого используют огнестойкую пену, пузырьки которой вместо воздуха содержат выхлопные газы двигателя пожарного агрегата (а.с. СССР №368869, кл. А62С 27/30, 1970).

Данный способ обладает теми же недостатками, что и приведенный выше способ.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и закладку в нее увлажненной торфяной крошки (Патент РФ №2190441, кл. А62С 3/02, 2001).

Недостатком известного способа является его недолговечность, так как очаг торфяного пожара, приблизившись к траншее с увлажненной торфяной крошкой, при температуре беспламенного горения торфа 600-700°С достаточно быстро осушит последнюю, а высокая насыщенность увлажненной массы торфяной крошки кислородом в результате ее предварительного измельчения и перемешивания интенсифицирует процесс горения торфяной крошки в траншее. Кроме того, траншея с увлажненной торфяной крошкой не является препятствием для перелета горящих растительных частиц и тлеющей торфяной крошки по поверхности через заградительную полосу. Способ, как и все предыдущие, не позволяет использовать многократно негорючий материал на других пожароопасных участках.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и закладку в нее негорючего материала, в качестве которого используют смесь торфа и подстилающего минерального грунта, извлекаемого из траншеи, выполненной на глубину, превышающую толщу торфа на 50%. Смесь торфа с минеральным грунтом насыщают углекислым газом (Патент РФ №2472549, кл. А62С 3/02, 2011).

Основным недостатком этого способа является неспособность такой заградительной полосы противостоять переброске через нее тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц. Способ не позволяет использовать многократно негорючий материал на других пожароопасных участках. Способ трудоемок.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и закладку в нее негорючего материала, в качестве которого используют минеральный грунт (а.с. СССР №869779, кл. А62С 2/00, 1979).

Недостатком данного способа является низкая эффективность предотвращения распространения очага торфяного пожара за заградительную полосу из-за сохранения возможности переноса через нее тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц. Кроме этого, способ трудоемок, так как требует, помимо прокладки траншеи, подвоза и закладки в траншею большого количества дорогостоящего минерального грунта, использования для этого специальной строительной и транспортной техники; способ исключает возможность многократного использования негорючего материала, закладываемого в траншею, на других пожароопасных участках.

Известен способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий сооружение траншеи на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и формирование в ней заградительной пространственной преграды в виде стены или сборных элементов из железобетонных плит, высота которых превышает высоту траншеи, а места контакта плит изолируют и заполняют полученную емкость жидким огнетушащим агентом (Патент RU 2213598 С1, кл. А62С 3/02, 2002).

Основными отличиями этого способа от заявленного являются:

- сооружение траншеи в данном способе осуществляется по прямолинейной траектории согласно технологии установки в траншею преграды из железобетонных плит. Железобетонные плиты не позволяют огибать препятствия, т.к. не могут укладываться в траншею, проложенную по криволинейной траектории;

- способ включает применение жидкого огнетушащего агента, находящегося во взаимосвязи с преградой из плит. Жидкий огнетушащий агент, например вода, выполняет основную функцию пожаротушения и защитную - предохраняет плиту из железобетона от перегрева и разрушения. Применение жидкого огнетушащего агента в заявленном изобретении не требуется;

- в данном способе не предусмотрено технологически необходимое формирование теплоизолирующего воздушного зазора между ближней стенкой траншеи и заградительным барьером, тепловоздушный зазор, который образуется при помещении плит в траншею, неодинаков по всей глубине траншеи или отсутствует и соответственно не выполняет необходимой теплоизолирующей функции, как в предлагаемом способе, где используется воздушный зазор одинаковый по всей площади подземной части огнезащитного экрана, а экран опускается вдоль дальней от пожара стенки траншеи. Кроме того, заградительный барьер из железобетонных плит касается ближней стенки траншеи;

- в данном способе не указана минимально необходимая высота превышения ж/б плит над траншеей. Если эта высота окажется недостаточной, то тлеющая торфяная крошка и другие горящие частицы будут перелетать через траншею и станут причиной дальнейшего распространения торфяного пожара;

- способ дорогостоящий, подразумевает строительство дороги к месту торфяного пожара, разрушение препятствий, выкорчевывание деревьев, установку железобетонных плит автокранами и другой тяжелой спецтехникой, что не всегда возможно и небезопасно. Высота железобетонных плит неизвестна и может оказаться меньше высоты слоя торфа или недостаточной для минимально необходимой высоты превышения преграды над траншеей. В этом случае возможно дальнейшее распространение торфяного пожара. Способ можно применять многократно, но при этом требуется применение тяжелой спецтехники еще и для извлечения и перемещения железобетонных плит в зоне торфяного пожара, что сопряжено не только с расходами, но и с большим риском.

Наиболее близким к изобретению техническим решением (прототипом) по способу является способ борьбы с пожарами на торфяниках, включающий создание заградительной полосы в виде узкой щели (шириной до 0,8 м) на глубину залежи торфа или до уровня грунтовых вод и заполнение ее выхлопными газами двигателя пожарного агрегата. Огнестойкую быстро твердеющую пену наносят на поверхность торфяного пласта в виде валика, закрывающего верхнюю часть щели (Патент РФ №2191052, кл. А62С 3/02, 2001).

Недостатком этого способа является значительный расход дорогостоящей огнестойкой твердеющей пены. Способ трудоемок. Охлажденные выхлопные газы в полой щели, будучи тяжелее воздуха, опускаются к ее дну, диффундируя за ее пределы, а в образовавшееся пространство в верхней части щели инфильтруется из почвы богатый кислородом воздух, поддерживающий горение торфа. Кроме того, валик из огнестойкой пены не является препятствием для перелета тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц через заградительную полосу. Способ не позволяет использовать многократно дорогостоящую огнестойкую пену на других пожароопасных участках.

Известны устройства - торфяные стволы ТС-1 и ТС-2, перфорированные отверстиями, которые позволяют с помощью мотопомпы нагнетать воду со смачивателем равномерно на всю глубину слоя торфа (ТС-1 до 1 м, ТС-2 до 2 м). Для остановки торфяного пожара необходимо обработать полосу шириной 0,7-0,8 м, прилегающую к кромке очага. Для этого создают 2 ряда заглубленных торфяных стволов, на расстоянии 0,3-0,4 м друг от друга (Рекомендации по обнаружению и тушению лесных пожаров // Сборник организационно-распорядительных документов по охране лесов от пожаров. - М.: Федеральная служба лесного хозяйства России, 1997. - 119 с.).

Недостатками данного устройства является низкая эффективность в связи с тем, что требуется большой расход воды со смачивателем (40 л/мин на каждый ствол). При этом часть подаваемой воды уходит на глубину. Практически невозможно организовать подачу воды на всем периметре очагов торфяного пожара, учитывая обычный дефицит воды на торфяных пожарах, трудоемкость установки стволов и необходимость большого количества мотопомп.

Известно устройство - траншеекопатель для создания узких щелей в грунте, имеющий съемное оборудование для закрытия траншеи пластом почвы с дерниной (а.с. СССР 111628, кл. E02F 5/06, 1957).

Недостатком известного устройства является возможность осыпания торфа со стенок траншеи и переход горения через траншею. Устройство не позволяет также исключить перелет тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц через траншею сверху.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) по устройству является лесной противопожарный экран для локализации лесного пожара (секционная противопожарная стена) с вертикальными стойками, имеющими наконечники, все элементы которого выполнены из огнеупорного материала, характеризующийся высотой в зависимости от окружающих деревьев (Патент CN 202289267 U, 2012).

Основным отличием данного устройства от заявленного устройства по п. 3 является то, что его конструкция не имеет подземной части и оно предназначено только для локализации низовых (напочвенных) лесных пожаров, а не торфяных, не включает в свой состав траншею глубиной до 1,2 м (глубина обусловлена типовыми параметрами траншеекопателей), отсутствует теплоизолирующий воздушный зазор. Кроме того, противопоставленное устройство представляет собой лесной противопожарный экран, состоящий из 3 основных элементов - стойки из огнеупорного материала; огнезащитная часть, причем не уточняется, какой именно материал используется, характеризующаяся сегментами, соединенными (внахлест) вместе и зависимостью высоты от окружающих деревьев; наконечники для заглубления в землю. При этом высота (ширина полотна экрана) устройства характеризуется зависимостью от высоты окружающих деревьев, а в заявленном изобретении общая ширина полотна экрана определяется глубиной траншеи в совокупности с шириной возвышающейся части минимум 0,4 м.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для предотвращении распространения кромки торфяного пожара перед ней создается противопожарный барьер, состоящий из узкой траншеи, проложенной по любой криволинейной траектории на глубину залегания торфа до минерального слоя или до уровня грунтовых вод, огнезащитного экрана из кремнеземной ткани с подземной и надземной частью и теплоизолирующего воздушного зазора постоянной толщины между ближней стенкой траншеи и огнезащитным экраном.

Для локализации торфяного пожара траншеекопателем прокладывают в слое торфа узкую траншею (шириной до 80 см). Два рабочих разматывают и опускают в траншею вдоль дальней ее стенки утяжеленную снизу нижнюю (подземную) часть огнезащитного экрана, третий рабочий закрепляет вдоль края траншеи выступающую над поверхность почвы (надземную) часть огнезащитного экрана высотой не менее 0,4 м в вертикальном положении с помощью заранее вшитых в экран негорючими нитками заостренных негорючих стоек.

На чертеже представлена схема локализации торфяного пожара огнезащитным экраном. Огнезащитный экран 1 с утяжелителем 7 в его нижней части 6 закреплен стойками 2 в торфе и опущен в траншею или щель 5, отделяющую горящую часть торфа 3 от негорящей его части 8, до уровня грунтовых вод или минерального слоя почвы 4.

Температура беспламенного горения (тления) торфа обычно не превышает 700°С. При этом огнезащитный экран долговременно выдерживает температуру 1000°С и поэтому может применяться многократно.

Огнезащитный экран представляет собой полотно из однослойной кремнеземной ткани, при этом в нижний край полотна экрана вшивают утяжеляющий шнур для достижения полного и быстрого опускания нижней части огнезащитного экрана на дно траншеи, а верхняя его часть выполняется с возможностью вставки в него заостренных негорючих стоек для закрепления вертикально к поверхности почвы и возвышения над ней, например, с простроченными с двух сторон, складками для вставки в них стоек.

Принимая во внимание то, что глубина траншеи может варьироваться в зависимости от глубины залежи торфа, ширина полотна экрана, опущенная до дна траншеи, также варьируется. В связи с этим стойки должны иметь соответствующий запас длины. Например, если экран будет рассчитан на максимальную глубину траншеи, равную 1,2 м (типовой максимум для траншеекопателей), и при этом будет возвышаться над траншеей на 0,4 м, то при глубине траншеи 0,6 м он будет возвышаться на 1 м. Тогда минимальная длина стойки с учетом того, что она должна на 0,2 м входить в торф, составит 1,2 м. Для ускорения развертывания огнезащитного экрана и опускания его в щель нижнюю его часть утяжеляют, вшитым в негорючую ткань утяжеляющим шнуром, применяемым, например, при изготовлении рыболовных сетей для их быстрого погружения в воду.

Огнезащитный экран и равномерный воздушный зазор в траншее изолируют находящийся за ними слой торфа от непосредственного воздействия огня, передачи тепла конвекцией и излучением. Также огнезащитный экран исключает перенос тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц за траншею.

Установка огнезащитного экрана по любой криволинейной траектории производится в 5-10 раз быстрее, чем заполнение траншеи другими негорючими материалами.

Учитывая незначительную массу и прочность огнезащитного экрана, его установка может осуществляться двумя-тремя неподготовленными рабочими вручную.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяют осуществлять заблаговременную установку огнезащитного экрана на пути распространения торфяного пожара, а также после локализации очага горения многократную его переброску и установку на других пожароопасных участках торфяников. При этом не требуется ввод личного состава и спецтехники пожаротушения непосредственно в зону торфяного пожара для его ликвидации.

Простота, удобство, долгосрочность, дешевизна и безопасность хранения огнезащитного экрана являются дополнительными преимуществами его использования для борьбы с торфяными пожарами.

1. Способ локализации торфяных пожаров, заключающийся в том, что перед распространяющейся кромкой торфяного пожара устанавливается устройство, состоящее из узкой траншеи, проложенной на глубину залегания торфа до минерального слоя или до уровня грунтовых вод и огнезащитного экрана, отличающийся тем, что экран выполнен из кремнеземной ткани, с подземной и надземной частью, при этом его подземная часть опускается в траншею вдоль дальней стенки, обеспечивая формирование теплоизолирующего воздушного зазора между ближней стенкой траншеи и огнезащитным экраном, и для изоляции находящегося за устройством слоя торфа от непосредственного воздействия огня, передачи тепла конвекцией и излучением, а надземная часть возвышается над поверхностью почвы, обеспечивая предотвращение переноса через устройство тлеющей торфяной крошки и других горящих растительных частиц.

2. Устройство для локализации торфяных пожаров включает в свой состав траншею, огнезащитный экран, отличающееся тем, что экран выполнен из кремнеземной ткани, выдерживающей температуру не менее 1000°С, при этом нижняя часть полотна экрана шириной, определяемой толщиной слоя торфа, опускается в траншею вдоль дальней ее стенки до дна таким образом, что образующийся воздушный зазор выполняет теплоизолирующую функцию, а верхняя его часть возвышается над поверхностью траншеи с помощью негорючих стоек на высоту не менее чем 0,4 м.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что для достижения полного и быстрого опускания нижней части огнезащитного экрана на дно траншеи ее утяжеляют, например, вшитым в нижнюю часть экрана утяжеляющим шнуром.