Способ прокладки противопожарных минерализованных полос и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2472549:
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)
Изобретение относится к области борьбы с торфяными пожарами, в частности, для предотвращения распространения подземного горения торфа. Способ прокладки противопожарных минерализованных полос включает выполнение траншеи и заполнение ее негорючим минерализованным грунтом. Траншею выполняют глубиной на 50%, превышающей толщину слоя торфа. Торф без извлечения из траншеи перемешивают с подстилающим минеральным грунтом. Заполняют поровое пространство торфяно-грунтовой смеси углекислым газом. Для реализации указанного способа используется устройство для прокладки противопожарных минерализованных полос. Устройство включает базовый трактор, активный цепной рабочий орган и бункер. Цепной орган смонтирован на тракторе. Бункер выполнен в виде состоящего из двух параллельных стенок, дна и верхней рамы сквозного короба. Внутри короба размещено перемешивающее устройство с приводом. По дну проложена перфорированная труба. Труба соединена с емкостью с углекислым газом. Предлагаемый способ позволяет повысить надежность предотвращения распространения подземного горения торфа, значительно сократив при этом стоимость и трудоемкость проводимых работ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области борьбы с торфяными пожарами и может найти применение для предотвращения распространения подземного горения торфа на торфяных землях при отсутствии водоисточников и глубоком залегании грунтовых вод.
Известен способ прокладки и реконструкции противопожарных минерализованных полос, включающий перемещение на поверхность пожароопасного слоя почвы подстилающего минерального грунта с целью формирования на ней защитного слоя из песка или глины (Патент РФ №2295371, МПК А62С 3/02, Бюл. №8, 2007).
Недостатком этого способа является его неэффективность для предотвращения распространения подземного пожара на торфяниках, так как перекрытие торфа негорючим материалом сверху не предотвращает его подземное горение.
Известен способ предотвращения возгорания и распространения подземного горения торфа, включающий выполнение щелей шириной 0,15-0,20 м до глубины залегания торфа, имеющего влажность выше критической, и заполнение их гелеобразным раствором из негорючего материала с формированием стенки - завесы (Патент РФ №2311213, МПК А62С 3/02, Бюл. №33, 2007).
Недостатком этого способа является высокая стоимость проведения работ, связанная с выполнением щели и необходимостью доставки негорючего материала. Кроме того, при температуре подземного горения торфа более 400°С и температуре возгорания торфа 200°С стенка толщиной 0,2 м недостаточна для надежной преграды продвижению подземного пожара, а увеличение ее толщины ведет к еще большему удорожанию работ.
Наиболее близким к предлагаемому является способ предотвращения подземного горения торфа, включающий выполнение двух параллельных щелей шириной 0,15-0,30 м, глубиной до подстилающего минерального грунта, заполнение их негорючим материалом, выжигание между этими щелями торфа с последующим заполнением образовавшейся траншеи минеральным грунтом. При этом формируется достаточно широкая стена из минерализованного грунта (Патент РФ №2304992, МПК А62С 3/02, БИ №24, 2007).
Недостатком этого способа является большая трудоемкость и высокая стоимость проведения работ, связанная с устройством двух защитных щелей, выжиганием торфа и завозом большого объема минерального грунта. Кроме того, выжигание торфа в траншее может привести к возникновению подземного пожара. Для реализации этого способа используется целый комплекс землеройных и транспортных механизмов, расходующих значительное количество энергоресурсов.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности предотвращения распространения подземного горения торфа при снижении трудоемкости и стоимости работ по прокладке противопожарных минерализованных полос.
Достичь поставленной цели позволяет предлагаемый способ прокладки противопожарных минерализованных полос, включающий выполнение траншеи и заполнение ее негорючим минерализованным грунтом, в котором траншею выполняют глубиной, превышающей толщину слоя торфа не менее чем на 50%, с одновременным без извлечения из траншеи перемешиванием подстилающего минерального грунта с торфом и заполнением порового пространства торфяно-грунтовой смеси углекислым газом.
Известна конструкция дреноукладчика, состоящая из базового трактора и смонтированного на нем оборудования, включающего активный цепной траншеекопатель и бункер (Авт. св. СССР №1644573, МПК E02F 5/10, БИ №15, 1991 г.). Дреноукладчик предназначен для укладки дренажных труб при строительстве глубокого дренажа. Строительство ведут на однородных по глубине разрабатываемого слоя грунтах с извлечением грунта на поверхность и его обратной засыпкой в траншею на уложенную на дно дренажную трубу.
Дреноукладчик разрабатывает траншею шириной около 0,6 м и глубиной до 3-х м, перемещая нижние слои грунта наверх. Перемешивания горизонтов грунта как такового при разработке траншеи не происходит, что не позволяет применить эту технику для реализации предлагаемого способа прокладки противопожарных минерализованных полос.
Устранить указанный недостаток позволяет предлагаемое устройство для прокладки противопожарных минерализованных полос, включающее базовый трактор и смонтированные на нем активный цепной рабочий орган и бункер, при этом бункер выполнен в виде состоящего из двух параллельных стенок, дна и верхней рамы сквозного короба, внутри которого размещено перемешивающее устройство, снабженное приводом, а по дну проложена перфорированная труба, подключенная к емкости с углекислым газом.
Новый технический результат от использования предлагаемого изобретения состоит в том, что разработка траншеи на глубину, превышающую толщину слоя торфа не менее чем на 50% с одновременным перемешиванием подстилающего грунта с торфом без извлечения из траншеи позволяет получить однородную смесь, состоящую приблизительно из 70% торфа и 30% минерального грунта, что в сочетании с заполнением порового пространства смеси углекислым газом позволяет повысить надежность противопожарных минерализованных полос в предотвращении распространения подземного горения торфа и значительно снизить трудоемкость и энергозатраты.
Сущность предложения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для прокладки противопожарных минерализованных полос в рабочем положении, на фиг.2 - вид рабочего органа и бункера в разрезе, на фиг.3 - вид бункера сзади.
Устройство включает базовый трактор 1, на гидравлической подвеске 2 которого навешен цепной рабочий орган 3, оборудованный рыхлителями 4, бункер 5, размещенный непосредственно за рабочим органом 3 и выполненный в виде сквозного короба, состоящего из двух параллельных стенок 6, дна 7 и верхней рамы 8. Внутри бункера 5 установлены перемешивающие устройства 9, например, пара шнеков с приводом 10, смонтированным на раме 8. В нижней части бункера 5 параллельно дну 7 размещена труба 11 с перфорацией 12, которая шлангом 13 через вентиль 14 соединена с емкостью 15, заполненной углекислым газом.
При прокладке траншеи устройство активным цепным рабочим органом 3 разрабатывает торфяной слой 16 на полную глубину и подстилающий его грунт 17 не менее чем на половину толщины слоя торфа. В результате реализации способа образуется минерализованная полоса в виде траншеи 18, заполненной торфяно-минеральной смесью, поровое пространство которой заполнено углекислым газом.
Предлагаемый способ прокладки противопожарных минерализованных полос с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом:
Благодаря использованию активного рабочего органа устройство позволяет производить разработку грунта на глубину более 3-х метров. Это дает возможность осуществлять формирование минерализованных противопожарных полос на массивах с мощностью торфяного слоя до 2-х метров.
Прокладку противопожарных минерализованных полос производят при наиболее благоприятных для работы базового трактора условиях, например в начале морозного периода или при понижении грунтовых вод до уровня, обеспечивающего возможность работы трактора. Для проведения работы предварительно производят расчистку трассы с удалением деревьев, пней и других препятствий. В начале намеченной трассы устраивают заходной шурф.
Перед началом движения базового трактора 1 по трассе с помощью гидравлического оборудования 2 рабочий орган 3 устанавливают на заданную глубину разработки траншеи 18. Эта глубина складывается из мощности торфяного слоя 16 и заглубления рабочего органа 3 в подстилающий минерализованный слой 17 на 50% от мощности торфяного слоя. В рассматриваемом примере мощность торфяного слоя 16 составляет 2 м, соответственно рабочий орган 3 заглубляют в подстилающий грунт 17 на 1 м, обеспечивая общую глубину разработки 3 м. Цепь рабочего органа 3 перемещается сверху вниз, разрыхляя и увлекая торф рыхлителями в глубину подстилающего грунта 17. При движении восходящей ветви цепи рабочего органа 3 рыхлители 4 извлекают часть разрыхленного торфа и подстилающего грунта на поверхность и выгружают его в бункер 5 между стенками 6, где активные перемешивающие устройства 9, вращаемые приводом 10, производят равномерное перемешивание грунта с торфом. Стенки 6 ограничивают возможность поступления извне дополнительного количества торфа в торфяно-грунтовую смесь, формируемую в бункере. Одновременно с разработкой и перемешиванием грунта в бункер из емкости 15 через вентиль 14, шланг 13 и перфорацию 12 трубы 11 подают углекислый газ, заполняя поровое пространство разработанной смеси грунта и торфа, которая из сквозного бункера поступает в траншею. Смесь торфа и грунта, содержащая более 30% подстилающего минерального грунта, не подвержена горению. Углекислый газ, имеющий плотность выше плотности воздуха, вытесняет его, и, заполнив поровый объем траншеи, повышает надежность предотвращения горения торфо-грунтовой смеси даже в местах локального недостаточно равномерного перемешивания грунта с торфом.
Таким образом, предлагаемый способ создания противопожарных минерализованных полос, осуществляемый с помощью предлагаемого устройства путем формирования смеси из 70% торфа и 30% минерального грунта в сочетании с заполнением траншеи углекислым газом, позволяет повысить надежность предотвращения распространения подземного горения торфа, значительно сократив при этом стоимость и трудоемкость проводимых работ.
1. Способ прокладки противопожарных минерализованных полос, включающий выполнение траншеи и заполнение ее негорючим минерализованным грунтом, отличающийся тем, что траншею выполняют глубиной, превышающей толщину слоя торфа не менее чем на 50%, с одновременным без извлечения из траншеи перемешиванием подстилающего минерального грунта с торфом и заполнением порового пространства торфяно-грунтовой смеси углекислым газом.
2. Устройство для прокладки противопожарных минерализованных полос, включающее базовый трактор и смонтированные на нем активный цепной рабочий орган и бункер, отличающееся тем, что бункер выполнен в виде состоящего из двух параллельных стенок дна и верхней рамы сквозного короба, внутри которого размещено перемешивающее устройство, снабженное приводом, а по дну проложена перфорированная труба, подключенная к емкости с углекислым газом.
