Способ тушения лесных пожаров

 

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к способам тушения лесных пожаров с помощью взрывчатых веществ (ВВ), термореагирующих огнетушащих порошковых составов (ТРОПС) и газодисперсных огнетушащих составов, снаряженных в контейнеры и модули пожаротушения. Сущность способа заключается в том, что наряду с тем, что в верховой зоне пожара формируют фронт ударной волны, образующийся из одновременно сбрасываемой с шашками взрывчатого вещества или детонационным шнуром или установленных заранее контейнеров со смесью огнетушащих веществ, способной к детонации от вышеуказанных шашек взрывчатого вещества или детонационного шнура, низовой пожар тушат с помощью модулей пожаротушения, сбрасываемых с борта летательного средства или установленных заранее по фронту пожара, которые от теплового или электрического импульса осуществляют подачу огнетушащего вещества параллельно и/или под углом к поверхности нахождения через радиально расположенные на 360° сопла со скоростью потока не менее 70 м/с и с интенсивностью не менее 0,01 кг/с·м², причем подачу огнетушащего вещества через сопла ведут таким образом, чтобы соседние струи по всей огнетушащей длине не пересекались, создавая в образуемой несплошности разряжение, обеспечивающее подсос из верхней зоны пожара продуктов сгорания в вышеуказанную несплошность и образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону. Это позволяет обеспечить высокую степень надежности тушения лесных верховых и низовых пожаров. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно к способам тушения лесных (верховых и низовых) пожаров с помощью взрывчатых веществ (ВВ), термореагирующих огнетушащих порошковых составов (ТРОПС) и газодисперсных огнетушащих составов, снаряженных в контейнеры и модули пожаротушения, сбрасываемые в зону пожара с летательного средства.

Известны способы тушения лесных пожаров с использованием ВВ, детонирующих шнуров (ДТ), взрывных противопожарных устройств, подачей в зону пожара воды или перегретой воды, или водных растворов, или огнетушащих порошков, создание предварительно установленных отражающих экранов, объемно детонирующих топливно-воздушных облаков и создание перед фронтом пожара заградительных полос [1-8].

Недостатком всех вышеперечисленных способов является низкая надежность тушения одновременно верховых и низовых пожаров при высоких удельных расходах огнетушащего вещества.

Одним из близких по сути тушения очагов пожара взрывом является способ, описанный в сборнике "Крупные пожары: предупреждение и тушение".

Материалы XVI научно-практической конференции, часть 2, стр.114. статья: Н.П.Копылов, Е.А.Москвилин и др. Тушение очагов пожаров взрывом. - М., 2001 г. [9]. В данной работе эксперименты проводились для тушения лесных пожаров, твердых горючих материалов и легковоспламеняющихся жидкостей. Взрыв создавался подрывом тротиловой шашки, причем параметры воздушной волны варьировались в пределах по избыточному давлению от 0,02 до 0,15 кгс/см² и по длительности положительной фазы давления от 0,01 до 0,2 с. В результате экспериментов было установлено, что основным показателем, определяющим процесс тушения пожаров взрывом, является длительность положительной фазы давления. При этом было установлено, что обычными ВВ (за исключением ударной волны ядерного взрыва) полностью пожар потушить невозможно, т.к. после срыва пламени ударной волной через некоторое время горение возобновлялось. Как следует из описания этого взрывного способа тушения, основным его недостатком является низкая вероятность тушения верхового пожара и невозможность тушения низового пожара.

В качестве наиболее близкого аналога принят способ тушения лесных пожаров, включающий создание в зоне пожара ударной волны путем дистанционного подрыва шашек взрывчатого вещества или детонационного шнура, сбрасываемых с борта летательного аппарата или установленных заранее, при этом в верховой зоне пожара фронт ударной волны формируют из одновременно сбрасываемых с шашками взрывчатого вещества или детонационным шнуром, или установленных заранее контейнеров со смесью огнетушащих веществ, способной к детонации от вышеуказанных шашек взрывчатого вещества или детонационного шнура (патент России №2111032, кл. А 62 С 3/02, опубл. 20.05. 998).

Задачей данного изобретения является разработка (создание) способа с высокой степенью надежности тушения лесных верховых и низовых пожаров.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе тушения лесных пожаров, включающем создание в верховой зоне пожара ударной волны, образующейся из одновременно сбрасываемых с шашками взрывчатого вещества, или с детонационным шнуром, или установленных заранее контейнеров со смесью огнетушащих веществ, способной к детонации от вышеуказанных шашек взрывчатого вещества или детонационного шнура, согласно изобретению, в низовой зоне пожар тушат с помощью модулей пожаротушения, сбрасываемых с борта летательного средства или установленных заранее по фронту пожара, которые от теплового или электрического импульса осуществляют подачу огнетушащего вещества параллельно и/или под углом к поверхности нахождения через радиально расположенные на 360° сопла со скоростью потока не менее 70 м/с и с интенсивностью не менее 0,01 кг/с·м², причем подачу огнетушащего вещества через сопла ведут таким образом, чтобы соседние струи по всей огнетушащей длине не пересекались, создавая в образуемой несплошности разряжение, обеспечивающее подсос из верхней зоны пожара продуктов сгорания в вышеуказанную несплошность, и образуя тем самым сплошную круговую огнетушащую зону.

При этом в качестве смеси огнетушащего вещества используют термореагирующие огнетушащие порошковые составы на основе комплексных азотнофосфорных "NP" и/или азотнофосфорнокалийных удобрений "NPK" при соотношении азота, фосфора и калия в пересчете на N:P₂О₅:K₂O для азотнофосфорных удобрений от (12-35) по азоту до (12-52) по P ₂O₅, для азотнофосфорнокалийных удобрений как (15-30):(10-50):(20-30).

Далее в качестве огнетушащего вещества в модулях пожаротушения используют газодисперсный состав, включающий высокодисперсную добавку, целевую добавку для текучести, гидрофобизирующую кремнеорганическую жидкость, порошкообразное комплексное азотнофосфорное и/или азотнофосфорнокалийное удобрение, сжиженный и/или газообразный флегматизатор, и/или сжиженный, и/или газообразный ингибитор горения. При этом термореагирующие огнетушащие порошковые составы используют в виде порошкового или гранулированного и/или спрессованного заряда и/или раствора в полярном и/или неполярном растворителе, причем диаметр и массу заряда берут больше критической, а отношение массы взрывчатого вещества и термореагирующего огнетушащего порошкового состава, подаваемых для тушения пожаров, в верховой зоне берут в пределах от 0,003:1 до 1:1, а соотношение масс огнетушащего вещества, подаваемых в верховую и низовую зоны пожара, берут в пределах от 1:1 до 1:50.

Изобретение осуществляется с помощью всех перечисленных признаков и поясняется чертежом, где отражена подача огнетушащего вещества на 360° из модуля пожаротушения через радиально расположенные сопла. Для наглядности модуль расположен не перпендикулярно, а параллельно поверхности земли.

Пример реализации способа. Методика проведения эксперимента описана в способе-прототипе [9]. В качестве контейнеров для ТРОПС использовались многослойные бумажные мешки с полиэтиленовым вкладышем. В мешок засыпался ТРОПС на основе комплексного удобрения "NPK" 28:15:0 или смесь "NPK" 28:7:12 или смесь этих удобрений в соотношении 1:1, что равнозначно смеси 28:11:6. Внутрь мешка с составом массой 30 кг помещали заряд из тротиловой шашки массой 200 г с электродетонатором и контейнер герметизировали.

Изготовленный таким образом контейнер устанавливали в воздушно-ударной трубе размером сечения 2,5 м×2,5 м.

По направлению ударной волны расставляли на разном расстоянии очаги из древесины площадью 1 м². Очаги поджигали и после выдержки 7±1 мин подрывали контейнер. Тушение очагов на расстоянии до 20 м от места подрыва происходило на 100% без возгорании.

Для имитации тушения низовых лесных пожаров был использован модуль порошкового пожаротушения МПП "BiZone-200" вместимостью 200 кг газодисперсного состава [11] и обеспечивающего на 360° через 36 сопел распыление всего газодисперсного состава в течение 3-4 с. На различных расстояниях от МПП-200 были вкопаны стволы хвойных деревьев диаметром 20-30 см и высотой 2,5-3 м. После поджига древесины и по истечении времени разгорания, составляющего 7±1 мин, от электрического импульса запускали МПП "BiZone-200". Тушение без повторного возгорания наблюдалось в 100% случаев на площади радиусом до 15 м. При установке на место МПП-200 контейнера с 30 кг ТРОПС и проведении испытаний на той же площадке тушение без повторного возгорания в 100% случаев проходило на площади и в объеме радиусом ~6 м, т.е. на площади S≈113 м² и объеме ≈800 м³. Таким образом 7 контейнеров с общей массой ОТВ ≈210 кг обеспечит тушение на площади ≈800 м². МПП "BiZone-200" с массой ОТВ 200 кг обеспечивают тушение на площади 700 м², т.е. совместное применение 7 контейнеров и одного модуля по предлагаемому способу обеспечит тушение лесного (верхового и низового) пожара высотой до 15 м на площади 700-800 м². Удельный расход составляет ≈0,5-0,6 кг/м². Для сравнения гидросамолет Ве-200 с загрузкой воды массой 12 тонн обеспечивает тушение лесного пожара на площади от 1000 до 5000 м², т.е. с удельным расходом ≈2,4-12 кг/м² [12].

Список использованных источников.

1. Авторское свидетельство SU №1266549, А 62 С 19/00 от 06.05.85 г. Устройство для тушения лесных пожаров взрывом.

2. Авторское свидетельство SU №1614811 А 1, А 62 С 2/00. Способ тушения пожаров.

3. Авторское свидетельство SU №1789232 А 1, А 62 С 2/00 от 16.08.89 г. Способ локализации и тушения лесных пожаров.

4. Авторское свидетельство SU №1834667 А 3, А 62 С 2/00 от 23.05.91 г.

5. Авторское свидетельство SU №1405848 А 1, А 62 С 3/02. Способ локализации и тушения лесных пожаров.

6. Авторское свидетельство SU №1651199 А 1, А 62 С 3/02 от 03.01.89 г. Способ тушения лесных пожаров.

7. Авторское свидетельство SU №1644976, кл. А 62 С 3/02, 1988 г.

8. Ю.Н.Сенчихин, В.А.Гузенко. Тушение лесных пожаров направленными взрывами //Сб. Крупные пожары: предупреждение и тушение. - Материалы XVI научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО, 2001, с.112-114.

9. Н.П.Копылов, Г.А.Москвилин. Тушение очагов пожаров взрывом. //Сб. Крупные пожары: предупреждение и тушение. - Материалы XVI научно-практической конференции. - М.: ВНИИПО, 2001, с.112-114.

10. Заявка на патент РФ №2003104350/12 от 14.02.2003 г.

Огнетушащий порошковый состав.

11.Заявка на патент РФ №2003124360 от 07.08.2003 г.

Огнетушащий состав.

12. PROCEEDINGS. WORLD LAND & FOREST FIRE HAZARDS/ Malaysia, 2002.

Формула изобретения

1. Способ тушения лесных пожаров, включающий создание в верховой зоне пожара ударной волны, образующейся из одновременно сбрасываемых с шашками взрывчатого вещества, или с детонационным шнуром, или установленных заранее контейнеров со смесью огнетушащих веществ, способной к детонации от вышеуказанных шашек взрывчатого вещества или детонационного шнура, отличающийся тем, что в низовой зоне пожар тушат с помощью модулей пожаротушения, сбрасываемых с борта летательного средства или установленных заранее по фронту пожара, которые от теплового или электрического импульса осуществляют подачу огнетушащего вещества параллельно и/или под углом к поверхности нахождения через радиально расположенные на 360° сопла со скоростью потока не менее 70 м/с и с интенсивностью не менее 0,01 кг/с·м², причем подачу огнетушащего вещества через сопла ведут таким образом, чтобы соседние струи по всей длине не пересекались, при этом в качестве смеси огнетушащего вещества в контейнерах используют термореагирующие огнетушащие порошковые составы на основе комплексных азотнофосфорных и/или азотнофосфорнокалийных удобрений при соотношении азота, фосфора и калия в пересчете на N:P₂O₅:K₂ O для азотнофосфорных удобрений от (12÷35) по азоту до (12÷52) по P₂O₅, для азотнофосфорнокалийных удобрений как (15÷30):(10÷50):(20÷30).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве огнетушащего вещества в модулях пожаротушения используют газодисперсный состав, включающий высокодисперсную добавку, целевую добавку для текучести, гидрофобизирующую кремнеорганическую жидкость, порошкообразное комплексное азотнофосфорное и/или азотнофосфорнокалийное удобрение, сжиженный и/или газообразный флегматизатор и/или сжиженный и/или газообразный ингибитор горения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что термореагирующие огнетушащие порошковые составы используют в виде порошкового или гранулированного и/или спрессованного заряда и/или раствора в полярном и/или неполярном растворителе, причем диаметр и массу заряда берут больше критической.

4. Способ тушения лесных пожаров по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что отношение массы взрывчатого вещества и термореагирующего огнетушащего порошкового состава, подаваемых для тушения пожаров в верховой зоне, берут в пределах от 0,003:1 до 1:1, а соотношение масс огнетушащего вещества, подаваемых в верховую и низовую зоны пожара, берут в пределах от 1:1 до 1:50.

РИСУНКИ