Комбинированный способ локализации и тушения низовых лесных и степных пожаров

Авторы патента:

Зима Владислав Павлович (RU)

Гришин Анатолий Михайлович (RU)

A62C3/02 - при возгораниях на больших площадях, например лесных или подземных пожаров

Владельцы патента RU 2458716:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) (RU)

Способ осуществляют с помощью накладного шлангового заряда. На безопасном для операторов-пожарных расстоянии от фронта пожара устанавливают реперную вешку. По интенсивности пожара оценивают высоту факела и располагают заряд за вешкой на расстоянии Δ по направлению движения пожара. Расстояние Δ определяют по соотношению:

где T₁ - температура пламени;

Т* - температура разрушения оболочки заряда;

Т₀- температура окружающей среды;

Н - высота пламени;

Т' - температура зоны пиролиза.

При подходе кромки пожара к реперной вешке заряд подрывают. Отдельные очаги пламени дотушивают дезинтегратором. Комбинированный способ позволяет повысить эффективность пожаротушения и обеспечивает безопасность работ. 4 ил.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к способам тушения лесных низовых и степных пожаров.

Известен способ локализации низовых лесных и степных пожаров, заключающийся в том, что перед фронтом пожара размещают на почве накладной шланговый заряд, затем его подрывают и создают таким образом минерализованную заградительную полосу [1].

Недостатком способа является его использование в «пассивном» (выжидательном) режиме, так как минерализованная полоса создается заранее, до прихода фронта лесного или степного пожара. При этом не учитываются условия, влияющие на распространение пожара. Так, неожиданное усиление ветра или изменение его направления может, в свою очередь, изменить направление распространения пожара независимо от расположения природных горючих материалов (ПГМ), рельефа местности и других факторов. Кроме того, «пассивный» способ локализации способствует дополнительному разрушению лесных и степных экосистем, поскольку сжигается определенное количество ПГМ на части лесной либо степной территории.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комбинированный способ локализации и тушения с использованием штатных накладных шланговых зарядов [2].

В этом способе шланговый заряд взрывчатого вещества (ВВ) размещают в непосредственной близости от фронта пожара, подрывают его на передней кромке движущегося фронта так, чтобы ударная волна воздействовала на зону пиролиза и взрывала ее. За счет резкого повышения давления (фиг.1) срывают факел пламени и разрушают фронт горения. Оставшиеся мелкие очаги горения и тления дотушивают водой. Способ выбран за прототип.

Недостатком способа-прототипа является подрыв заряда непосредственно на передней кромке фронта пожара. В этом случае тепло от факела пламени, действуя на материал оболочки заряда, может разрушить его и вызвать несанкционированный взрыв заряда. При этом самая уязвимая часть факела - зона пиролиза - может оказаться вне зоны действия ударной волны. Подрыв заряда на кромке фронта пожара создает предпосылки переброса горящих частиц через минерализованную полосу на новые участки покрова ПГМ, и пожар может продолжаться. При несанкционированном взрыве заряда ВВ возникает угроза поражения операторов, оказавшихся в зоне действия ударной волны.

Кроме того, дотушивание оставшихся очагов горения обычно производят с помощью ранцевых лесных огнетушителей (РЛО), использование которых в условиях лесных массивов и степей крайне затруднено из-за отсутствия водоемов. РЛО также малопроизводительны и в снаряженном состоянии имеют значительный вес. Для непрерывного нагнетания воздуха в емкость затрачивается мускульная сила оператора, что приводит к его физической усталости. Поэтому эффективность и безопасность работ по локализации и тушению пожара снижается.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и безопасности локализации и тушения низовых лесных и степных пожаров.

Задача решается тем, что шланговый заряд подрывают при достижении фронтом горения реперной вешки, которую устанавливают на пути фронта горения, причем заряд размещают за реперной вешкой на расстоянии А, которое определяют из соотношения

где Н - высота факела пламени; T₁ - температура пламени; Т' - температура зоны пиролиза; T* - температура разрушения оболочки заряда; T₀ - температура окружающей среды. Кроме того, оставшиеся очаги горения дотушивают дезинтегратором.

Сущность способа поясняется схемами. На фиг.1 приводится график зависимости давления Р от времени t при отсутствии горения (сплошная линия) и при горении ПГМ (штриховая линия)

На фиг.2 приведена схема размещения заряда ВВ при тушении пожара.

На фиг.3 приводится схема локализации ВВ относительно зоны пиролиза.

Фиг.4 иллюстрирует дотушивание оставшихся очагов горения с помощью дезинтеграторов [5].

Цифрами обозначены: 1 - заряд ВВ; 2 - факел пламени; 3 - покров ПГМ; 4 - зона пиролиза; 5 - участок сгоревшего ПГМ; 6 - ударная волна; 7 - оставшиеся очаги пламени; 8 - дезинтегратор.

Способ реализуется следующим образом.

В зоне лесного пожара операторы-пожарные определяют его интенсивность и классифицируют по типу: слабый, средней силы, сильный [3]. После этого оценивают высоту факела и на безопасном от огня расстоянии перед фронтом [4] на напочвенном покрове устанавливают реперную вешку (фиг.2). В качестве реперной ветки может быть шест с флажком. Затем на напочвенном покрове 3 размещают накладной шланговый заряд 1 на расстоянии Δ от вешки. Расстояние Δ определяют таким образом, чтобы исключить разрушение материала оболочки заряда от воздействия тепловой волны, предотвратить несанкционированный подрыв заряда и обеспечить эффективное действие ударной волны на зону пиролиза.

Ориентировочно расстояние Δ от передней кромки пожара до места размещения накладного шлангового заряда определяют из приведенного выше соотношения. При достижении передней кромки фронта реперной вешки заряд подрывают с помощью электродетонатора. Подрыв заряда 1 и взрыв зоны пиролиза 4 ударной волной 6 приводит к срыву факела пламени и разрушению фронта пожара (фиг.3).

Оставшиеся малые очаги горения 7 дотушивают с помощью дезинтеграторов 8 (фиг.4).

Таким образом, в дополнение к основным признакам способа-прототипа параллельно фронту пожара устанавливают вешки, по интенсивности пожара определяют высоту факела пламени, затем рассчитывают расстояние, на котором тепловая волна не разрушает материал оболочки заряда ВВ, где и прокладывают шланговый заряд. В отличие от прототипа дотушивание оставшихся после подрыва заряда очагов пламени 7 выполняют с помощью дезинтеграторов 8, формирующих ударную волну, способную сбить пламя [5].

Пример реализации способа. По прибытии к месту проведения работ операторы-пожарные определяют интенсивность пожара и высоту пламени Н. Оценим значение Δ. Пусть пожар будет малой, средней силы, сильный, тогда Н равно соответственно 0,5 м; 1,5 м и 2,5 м [4]. Известно, что шланговые заряды ВВ имеют оболочку из капрона либо картона. Для капрона температура вспышки 632 К, а для картона - 686 К [6, 7]. По соотношению, приведенному выше, определяется расстояние Δ с учетом того, что зона пиролиза имеет температуру порядка 753 К [2]. Расчеты показывают, что для картона Δ может меняться в следующих пределах: для слабого низового пожара (Н=0,5 м) 0,30≤Δ<0,3 6 м; для низового пожара средней силы (Н=1,5 м) 0,9≤Δ<1,1 м; для сильного низового пожара (Н≥2,5 м) 1,5≤Δ<1,8 м. Для капроновой оболочки заряда, соответственно, при для Н=0,5 м получим 0,33 м ≤Δ<0,36 м; для Н=1,5 м 0,98 м ≤Δ<1,1 м и при Н≥=2,5 м получим 1,62 м ≤Δ<1,8 м.

Из приведенных данных видно, что для оболочек, выполненных из картона либо капрона, безопасные расстояния Δ практически одинаковы. Расчеты проведены без учета длительности воздействия теплового потока на материал оболочек.

Если сравнить эффективность дотушивания, например, с помощью известного устройства ОРП-А [8] и с помощью дезинтегратора [5], то следует отметить, что один оператор с помощью ОРП-А за 10 минут может обработать кромку пожара длиной до 30 м, причем вес снаряженного ОРП-А составляет 20 кг. Оценки показывают, что с помощью дезинтегратора оператор за 4,5 мин обрабатывает до 40 м кромки пожара при весе устройства 4 кг.

Из примера видно, что данный комбинированный способ локализации и тушения можно реализовать на практике, что говорит о соответствии изобретения критерию промышленная применимость. Техническим результатом является повышение эффективности пожаротушения и обеспечение безопасности работ.

Источники информации

1. Курбатский Н.П., Валендик Э.Н. Локализация лесных пожаров накладными шнуровыми зарядами // Вопросы лесной пирологии. Красноярск: Изд-во «Красноярский рабочий», 1970. С.320-340.

2. Гришин A.M. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск: Наука. 1994. С.194-197.

3. Гришин A.M. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994. 218 с.

4. Венский С.М., Сперанский В.Н. Оценка эффективности лесных огнетушителей // Лесные пожары и технические средства борьбы с ними / Сб. научн. трудов. Л.: ЛенНИИЛХ, вып.19, 1974. 181 с.

5. Гришин A.M., Зима В.П. Свидетельство ПМ №10582 "Дезинтегратор фронта низового лесного пожара с огнегасящим патроном". Приоритет полезной модели от 02.11.1998. Зарегистрировано в реестре полезных моделей 16.08.1998 г. Бюллетень №8, 1998.

6. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения: Справочник изд. В 2-х книгах, кн. 1 / А.Н.Баратов, А.Я.Корольченко, Г.Н.Кравчук и др. М.: Химия. 1990. 496 с.

7. А.Е.Заболотный, М.М.Заболотная, Ю.А.Заболотная и др. Определение зоны безопасности применения твердотопливных генераторов пожаротушащих аэрозолей / Вопр. спец. маш. Вып.7-8, 1995. С.15-22.

8. Курбатский Н.П., Красавина Н.Н. Тушение лесных пожаров химическими веществами. Л.: ЦНИИЛХ. 1954. 22 с.

Комбинированный способ локализации и тушения низовых лесных и степных пожаров, включающий размещение и подрыв на пути фронта горения накладного шлангового заряда и дотушивание оставшихся очагов горения водой, отличающийся тем, что шланговый заряд подрывают при достижении фронтом горения реперной вешки, которую устанавливают на пути фронта горения, причем заряд размещают за реперной вешкой на расстоянии Δ, которое определяют из соотношения
,
где T₁ - температура пламени;
Т* - температура разрушения оболочки заряда;
Т₀- температура окружающей среды;
Н - высота пламени;
Т' - температура зоны пиролиза,
после чего оставшиеся очаги горения дотушивают дезинтегратором.

Способ предотвращения распространения пожара на торфяниках // 2457876

Способ автоматического установления местоположения лесного пожара // 2457875

Изобретение относится к области лесного хозяйства, а конкретней к способам автоматического установления местоположения лесного пожара преимущественно на торфяниках.

Устройство для тушения лесного пожара // 2455041

Изобретение относится к средствам пожаротушения и может быть использовано для тушения верховых лесных пожаров, особенно в районах, где отсутствует достаточное количество воды.

Способ тушения очагов возгорания на торфяниках (вариант русской логики) // 2452541

Изобретение относится к технологии тушения очагов возгорания на торфяниках путем сброса воды с авиационного транспорта на очаги возгорания. .

Система противопожарной защиты // 2448749

Изобретение относится к средствам противопожарной защиты объектов, расположенных в непосредственной близости от лесных массивов. .

Способ тушения и предотвращения возгорания торфяников и полигонов отходов // 2446847

Изобретение относится к способам тушения пожаров на торфяниках и полигонах горючих материалов, обеспечивающим предотвращение их повторного возгорания. .

Ствольное метательное устройство // 2445138

Изобретение относится к огнестрельным устройствам, используемым в чрезвычайных ситуациях, связанных с пожарами, техногенными и природными катаклизмами и для военных целей.

Способ тушения локальных очагов глубинного горения торфа // 2444390

Изобретение относится к области борьбы с пожарами и может найти применение при тушении локальных очагов глубинного горения торфа. .

Способ тушения лесных пожаров и водосливное устройство // 2444389

Изобретение относится к способам пожаротушения крупных лесных пожаров, а также тушения пожаров в труднодоступных местах при помощи вертолетов. .

Способ создания дополнительных запасов воды при восстановлении торфяных болот // 2461401

Изобретение относится к обводнению выработанных торфяников при восстановлении торфяных болот

Способ тушения пожаров // 2471521

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к области пожаротушения, в частности к способам тушения пожаров на базах и арсеналах хранения взрывчатых материалов и боеприпасов, и позволяет повысить эффективность тушения пожара при одновременном уменьшении вероятности взрыва боеприпасов, их разлета и поражения их мест хранения путем накрытия участка хранения грунтом

Способ прокладки противопожарных минерализованных полос и устройство для его осуществления // 2472549

Изобретение относится к области борьбы с торфяными пожарами, в частности, для предотвращения распространения подземного горения торфа

Способ установления местоположения лесного пожара // 2474450

Генератор огнетушащего аэрозоля // 2481872

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к устройствам, генерирующим газо-аэрозольные ингибиторы горения, при использовании для этого пиротехнический состав сгорающей шашки, выбрасываемые в защищаемый объем

Способ тушения лесных пожаров // 2492888

Способ тушения лесных пожаров путем образования встречного искусственного фронта верхового пожара при помощи факела горючей жидкости, который направляют по шлангам через смеситель, расположенный под летательным аппаратом. Техническим результатом изобретения является эффективный способ тушения лесных пожаров встречным палом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Накладной шнуровой заряд для локализации низовых лесных и степных пожаров // 2496539

Рассматривается накладной шнуровой заряд, предназначенный для локализации низовых лесных и степных пожаров. Эффективность использования энергии взрыва взрывчатых веществ достигается за счет того, что в оплетке заряда по всей ее длине выполнен разрез, ширина которого выбирается в диапазоне: (0,3-0,5)r, где r - радиус заряда, что позволяет дополнительно формировать отраженную ударную волну. Прочность конструкции заряда сохраняется за счет наложения дополнительной негорючей эластичной оболочки на его оплетку. При подрыве ударная волна через разрез устремляется в сторону фронта горения и воздействует на факел пламени, а отраженная от поверхности ударная волна дополнительно усиливает эффект тушения. 4 ил.

Установка пожаротушения спринклерная // 2502535

Изобретение относится к противопожарной технике. При этом установка пожаротушения спринклерная состоит из источника водоснабжения, сети магистральных и распределительных трубопроводов со спринклерными головками, она дополнительно содержит основной водопитатель с фильтром, опущенным в источник и соединенный с магистральным трубопроводом, и систему подпитки, установленную параллельно линии основного водопитателя и включающей в себя трубопровод подпитки вспомогательного водопитателя и вспомогательный (автоматический) водопитатель, а контрольно-сигнальная система включает в себя контрольно-сигнальный клапан и сигнальный прибор, например в виде звуковой сирены. При этом магистральный трубопровод соединен с сетью распределительных трубопроводов, в которых смонтированы спринклерные головки. Причем корпус спринклерной головки выполнен в виде штуцера со сквозным отверстием и резьбовой частью, причем в сквозном отверстии штуцера размещается втулка с закрепленной на ней фильтровальной сеткой, при этом резьбовой штуцер посредством осесимметричного кронштейна, при этом состоящего из двух вертикальных объемных ребер жесткости и жестко связанных с ними двух наклонных призматических ребер, жестко соединен с полой цилиндрической втулкой с внутренней резьбой, взаимодействующей с зажимным винтом, который через упругую прокладку поджимает стеклянную колбу к тарельчатому клапану, при этом стеклянная колба опирается на клапан через упругую прокладку, причем закрепленную на внешней торцевой поверхности клапана, который посредством цепочки связан с одним из объемных ребер жесткости, а с другой стороны к втулке перпендикулярно ее оси крепится с помощью винтов распылительное устройство в виде розетки с центральным отверстием и лепестками, расположенными друг относительно друга с зазором. Заявленное изобретение направлено на повышение эффективности пожаротушения за счет введения быстродействующих элементов в общей цепи автоматической системы пожаротушения. 2 ил.

Способ предотвращения распространения лесного пожара // 2508141

Изобретение относится к способам тушения лесных низовых пожаров. Способ предотвращения распространения лесного пожара заключается в том, что на кромку пожара либо на напочвенные горючие материалы предварительно воздействуют воздушной ударной волной, образованной путем электрического взрыва проводников, установленных в системе электродов и закрепленных с ними надежным электрическим контактом, размещенными в полости параболического профиля разрядных камер с щелевидным продольным соплом, установленных на боковых бортах шасси рамного типа с тягово-сцепным устройством. При этом нанесение огнетушащей смеси, в качестве которой используют противопожарную жидкость, осуществляют горизонтально расположенным распылителем, представляющим собой блок из соединенных между собой параллельных трубок, снабженных форсунками, расположенными в одной плоскости. При этом блок горизонтально установлен на шасси с возможностью перпендикулярного смещения по обе стороны относительно шасси и перемещения за пределы рамы шасси, а также с возможностью поворота во взаимно перпендикулярных плоскостях. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа пожаротушения, качества обработки объекта и эффективности действия противопожарной жидкости. 3 ил., 3 пр.

Способ защиты от пожара на торфяниках // 2526671

Способ защиты от пожара на торфяниках заключается в создании сплошной заградительной перемычки в грунте на глубину залежи торфа. Заградительная перемычка образуется путем устройства в залежи торфа вертикальных свай в гибкой тканой оболочке с заполнением оболочки приготовленным минеральным грунтом с содержанием природного глинистого минерала, имеющего свойство разбухать при гидратации, например бентонита. Для гидратации используют атмосферные осадки, а также воду от таяния снегов на торфяниках. Диаметр гибкой тканой оболочки выбирают из расчета увеличения объема бентонита после гидратации. Расстояние между сваями и их взаимное расположение выбирают таким образом, чтобы при разбухании бентонита гибкие тканые оболочки вертикальных свай соприкасались друг с другом и образовывали сплошную перемычку. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.