Способ тушения локальных подземных торфяных пожаров и устройство для его реализации

Изобретение относится к способам пожаротушения крупных торфяных пожаров. Способ тушения локальных подземных торфяных пожаров включает затопление всех слоев отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов, тушение названного очага горения торфяного пожара, после проведенной разведки определяют границы активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и карту его орошения, перемещают к одному из них с помощью вертолета многосекционную емкость без дна, устанавливают последнюю на поверхности горящего в глубине торфяного пласта, которая образует временное дно емкости, заполняют в соответствии с картой орошения необходимые секции емкости требуемым количеством воды с помощью водосливного устройства перевозимого вертолетом или водяной помпы с помощью рукавной линии, производят локальное тушение названного очага горения торфяного пожара водой в соответствии с выбранной картой орошения, повторно заполняют емкость водой и дополнительно производят в случае необходимости тушения очага горения торфяного пожара, а после успешного тушения производят с помощью вертолета перемещение емкости и установку ее на следующем активном очаге горения торфяного пожара, причем перемещение стенок емкости в направлении горения торфяного пожара приостанавливают средством ограничения передвижения последних. Сущность заявляемого устройства заключается в том, что в устройстве для тушения локальных подземных торфяных пожаров, состоящем из емкости, имеющей ограниченные по ее периметру стенки и средство заполнения названной емкости водой, сама емкость выполнена без дна, средство ограничения передвижения емкости выполнено в виде поворотных упоров, смонтированных по одному на каждой стенке емкости, при этом емкость имеет перегородки, разделяющие внутренний объем емкости на секции, а в каждой перегородке смонтирован кран для перелива воды из одной секции в другую, при этом устройство имеет патрубки для быстрого подсоединения к рукавной линии, смонтированные на каждой стенке емкости, 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к способам пожаротушения локальных подземных торфяных пожаров в условиях ограниченного применения тяжелой техники, оборудования и риска пребывания людей.

Известно (e-ng.ru>zhiznedeyatelnosti…torfyanye_pozhary.html), что торфяные пожары чаще всего бывают в местах добычи торфа, возникают обычно из-за неправильного обращения с огнем, от разрядов молнии или самовозгорания. Торф склонен к самовозгоранию, оно может происходить при температуре выше 50°С (в летнюю жару поверхность почвы в средней полосе может нагреваться до 52-54°С). Кроме того, достаточно часто почвенные торфяные пожары являются развитием низового лесного пожара. В слой торфа в этих случаях огонь заглубляется у стволов деревьев. Горение происходит медленно, беспламенно. Подгорают корни деревьев, которые падают, образуя завалы. Торф горит медленно на всю глубину его залегания. Торф может гореть во всех направлениях независимо от направления и силы ветра, а под почвенным горизонтом он горит и во время умеренного дождя и снегопада.

Известно, что выбор способов и технических средств для тушения пожара зависит от вида, интенсивности и скорости распространения пожара, окружающей обстановки, наличия сил и средств пожаротушения, намечаемых тактических приемов и сроков тушения, а также метеорологической обстановки (Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов; Под общ. ред. Ю.Л. Воробьева. Лесные пожары на территории России: Состояние и проблемы. МЧС России. - М.: ДЭКС-ПРЕСС, 2004, с. 183).

Известно устройство для тушения пожаров на торфяниках в труднодоступных местах с использованием вертолетов (Патент Российской Федерации на полезную модель №106122, Опубл. 10.07.2011). Устройство для тушения пожаров на торфяниках содержит баллон, сопловой насадок с ножом для прорыва мембраны, установленные в горловине баллона, при этом сопловой насадок выполнен в виде диска, внутри которого имеются выходные сопла, стабилизаторы в виде прямоугольных пластин, соединенных через оси с пружинами с баллоном, системой фиксации стабилизаторов, состоящей из толкателей, соединенных одним концом с сопловым насадком, а другим шарнирно с двуплечим рычагом, у которого один конец соединен шарнирно с баллоном, а другой конец удерживает стабилизатор от поворота. Указанное техническое решение позволяет задействовать устройство при сбрасывании его с вертолета и более эффективно использовать углекислоту.

Однако применение в этом устройстве в качестве огнетушащего средства углекислоты значительно удорожает процесс тушения пожаров на торфяниках.

Известна установка для тушения торфяных пожаров (Патент Российской Федерации на полезную модель №84231, опубл. 10.07.2009), состоящая из лесопожарной машины, на которой установлена водяная помпа, емкость для воды с пенообразователем, гидроманипулятор на полноповоротной колонне, на конце которого расположен пожарный ствол, который расположен на конце гироманипулятора.

Однако применение этого способа ограничивается доставкой тяжелой техники, насосного оборудования и т.п. по пересеченной местности к месту возгорания торфяников.

Известен способ предотвращения и борьбы с возгораниями торфяников (Заявка Российской Федерации №2002123551/12 от 03.09.2002, опубл. 20.04.2004, Бюл. №11 (I ч.), принятый за прототип заявляемого способа.

Сущность указанного технического решения заключается в том, что в способе предотвращения возгорания торфяников, включающем использование воды, производят бурение системы нагнетательных скважин и нагнетание требуемых объемов воды для затопления пространства нижних слоев отложений торфа и замещения из пор воздуха, увлажнения верхних слоев скелета отложений торфа за счет капиллярной пропитки и затем периодически или постоянно восполняют утечки воды вследствие фильтрационных процессов.

Однако применение этого способа ограничивается доставкой тяжелой бурильной техники, насосного оборудования и т.п. по пересеченной местности к месту возгорания торфяников.

Кроме этого, непосредственное размещение этой техники в зоне бурения иногда невозможно в местах образования подземных пустот при выгорании торфа, а наклонное бурение нагнетательных скважин весьма проблематично в условиях малого свободного пространства для бурения. Причем само бурение рискованно проводить без соответствующей разведки, что удорожает стоимость работ с применением названного способа.

Известны емкости (Емкости для хранения воды. СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение, наружные сети и сооружения.html), которые создают пожарный объем воды в резервуарах, принятые за прототип заявляемого устройства.

Объем пожарных резервуаров и водоемов надлежит определять исходя из расчетных расходов воды и продолжительности тушения пожаров.

Однако эти устройства не позволяют реализовать на практике способ увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов.

Задача заявляемого технического решения заключается в повышении эффективности борьбы с торфяными пожарами и снижении материальных затрат при тушении крупных торфяных пожаров.

Сущность заявляемого способа тушения заключается в том, что в способе тушения локальных подземных торфяных пожаров, включающем затопление всех слоев отложений торфяного пласта водой за счет использования требуемых объемов воды для увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов, тушение названного очага горения торфяного пожара, после проведенной разведки определяют границы активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и карту его орошения, перемещают к одному из них с помощью вертолета многосекционную емкость без дна, устанавливают последнюю на поверхности горящего в глубине торфяного пласта, который образует временное дно емкости, заполняют в соответствии с картой орошения необходимые секции емкости требуемым количеством воды с помощью водосливного устройства, перевозимого вертолетом, или водяной помпы с помощью рукавной линии, производят локальное тушение названного очага горения торфяного пожара водой в соответствии с выбранной картой орошения, повторно заполняют емкость водой и дополнительно производят в случае необходимости тушение очага горения торфяного пожара, а после успешного тушения производят с помощью вертолета перемещение емкости и установку ее на следующем активном очаге горения торфяного пожара, причем перемещение емкости в направлении очага горения торфяного пожара приостанавливают средством ограничения передвижения за счет увеличения площади опоры емкости, а при подаче воды в нее добавляют смачиватели.

Сущность заявляемого устройства заключается в том, что в устройстве для тушения локальных подземных торфяных пожаров, состоящем из емкости, имеющей ограниченные по ее периметру стенки и средство заполнения названной емкости водой, причем емкость выполнена без дна, а средство ограничения передвижения емкости выполнено в виде поворотных упоров, смонтированных по одному на каждой стенке емкости, при этом емкость имеет перегородки, разделяющие внутренний объем емкости на секции, а в каждой перегородке смонтирован кран для перелива воды из одной секции в другую, причем устройство имеет патрубки для быстрого подсоединения к рукавной линии, смонтированные на каждой стенке емкости.

Технический эффект, реализуемый заявляемым способом тушения, обуславливается следующим.

Определение границы активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и карты их орошения после проведенной разведки позволяет:

- определить количество требуемых объемов воды для увлажнения отложений торфяного пласта за счет капиллярной пропитки и фильтрационных процессов;

- определить необходимое количество сил и средств пожаротушения;

- оперативно приступить к тушению торфяного пожара.

Перемещение к одному из очагов горения торфяного пожара многосекционной емкости для тушения с помощью вертолета позволяет упростить процесс доставки тяжелой и габаритной пожарной техники по пересеченной местности в экстремальных условиях развития торфяного пожара.

Известно, что тяжелая техника часто прибывает на место пожаров тогда, когда скорость распространения пламени начинает обгонять скорость движения в лесу тракторов и бульдозеров и нередко огонь пожирает технику. Те пожарные машины с бензиновыми баками, которые с огромными трудностями добираются до мест пожаров, не могут вплотную приблизиться к кромке огня (Ю.Л. Воробьев, В.А. Акимов, Ю.И. Соколов; Под общ. ред. Ю.Л. Воробьева. Лесные пожары на территории России: Состояние и проблемы. МЧС России. - М.: ДЭКС-ПРЕСС, 2004, с. 187).

Установка многосекционной емкости без дна непосредственно на поверхности горящего в глубине торфяного пласта позволяет:

- упростить локальное тушение очагов горения торфяного пожара, исключив бурильные, взрывные и другие работы, отмеченные ранее в описании заявки из известного уровня техники;

- образовать за счет наружной поверхности торфяного пласта временное дно емкости.

Заполнение в соответствии с картой орошения необходимых секций емкости требуемым количеством воды с помощью водосливного устройства, перевозимого вертолетом, или водяной помпы с помощью рукавной линии позволяет:

- оперативно решить доставку воды для тушения очагов горения торфяного пожара;

- осуществить локальное затопление всех слоев отложений торфяного пласта водой за счет использования требуемых объемов воды для увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов.

Осуществление тушения локальных подземных торфяных пожаров водой в соответствии с выбранной картой орошения позволяет исключить нерациональное использование воды, используемой на пожаротушение.

Повторное заполнение емкости водой и осуществление, в случае необходимости, дополнительно тушения очага горения торфяного пожара позволяет повысить надежность тушения торфяных пожаров.

Технический эффект, реализуемый заявляемым устройством, обуславливается следующим.

Исполнение емкости без дна позволяет:

- применить новую конструкцию устройства, в котором временное дно образует поверхность отложений торфяного пласта, через которую в дальнейшем осуществляется капиллярная пропитка и происходят фильтрационные процессы;

- снизить вес конструкции.

Исполнение средства ограничения передвижения емкости в виде раздвижных упоров, смонтированных на каждой стенке емкости, позволяет повысить устойчивость устройства при аномальном развитии пожара.

Известно (http://allrefs.net), что в экстремальные по метеорологическим условиям годы лесные низовые пожары на торфяно-болотных землях часто переходят в торфяные. В сухом торфе содержится от 2 до 18% минеральных и более 50% органических веществ, среди которых преимущественно присутствуют до 60% углерода и до 35% кислорода, что и обусловливает высокую склонность торфяников к возгоранию. К особенностям торфа следует отнести его способность гореть в гетерогенной фазе с незначительным доступом кислорода воздуха. Для торфяных пожаров характерно также беспламенное горение, при котором значительная часть выделяющегося тепла используется для подсушивания и нагревания пограничного слоя торфа. Этому способствует его высокая калорийность, достигающая 5000 ккал/кг, и способность горящего торфа постепенно подсушивать еще влажные, не горящие слои до состояния горимости. Торф обладает высокой теплотворной способностью благодаря высокому содержанию в нем битумов (до 25%) и при высокой температуре происходит процесс их разложения с выделением парообразных парафинов. Последние при контакте с верхними холодными слоями торфа их парафинируют, то есть обволакивают мелкие частицы водонепроницаемой пленкой, и находящийся в таком состоянии торф не смачивается водой, что наряду с его высокой теплотворной способностью создает большие трудности при ликвидации торфяных пожаров.

Сравнительно низкая температура самовоспламенения торфа (225-280°С) и высокая дисперсность (раздробленность) обусловливают его повышенную пожарную опасность. Пожароопасность торфяных массивов еще более усиливается из-за наличия на их поверхности сухой крошки и торфяной пыли, которые во взвешенном состоянии во время усиления ветра до 9-10 баллов характеризуются пламенным кратковременным горением. По М.А. Чулюкову и В.И. Чайкову линейная скорость распространения кромки торфяного пожара составляет 0,8 мм/мин, а скорость сгорания массы торфа - 1,28 кг/мин.

По Г.А. Расчетину горение торфяной массы может иметь место даже при ее влажности свыше 300%.

Вышеизложенные особенности торфа явились основой для разработки способов и средств тушения торфяных пожаров, которые заключаются в их локализации, перемешивании горящих слоев торфа с негорящими и смачивании горящих (тлеющих) слоев торфа водой или растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ).

В практике борьбы с торфяными пожарами наиболее распространенным способом является тушение их водой и растворами огнетушащих химических составов и ПАВ. Однако вода для тушения торфяных пожаров малоэффективна, так как она имеет относительно высокое поверхностное натяжение и не смачивает частицы торфа, содержащие большой процент маслянистых битумов. Этим свойством сухого торфа объясняются те случаи, когда торфяной пожар возобновляется после его тушения водой, и торф продолжает гореть не только осенью после дождей, но даже и зимой под снежным покровом. Тушение торфяных пожаров водой усложняется еще и тем, что во время горения образуются так называемые ямы - отдельные очаги пожара, действующие во внутренних слоях торфа. Для того чтобы вода могла попасть внутрь такого очага, она должна пройти сквозь верхние, не горящие слои торфа или же увлажнить его до такой степени, чтобы того количества тепла, получаемого от очага горения, оказалось недостаточно для дальнейшего подсушивания торфа. Малоэффективными при тушении торфяных пожаров оказываются и растворы существующих химических составов и ПАВ.

При борьбе с торфяными пожарами известен способ окапывания очагов горения по их периметру канавами до минерального грунта, а при большой мощности торфа - до воды в канаве. Применяют оконтуривание очагов горения с применением растворов ПАВ, а также их локализацию огнестойкими заградительными барьерами из быстротвердеющей пены. Эти способы очень трудоемки, требуют больших затрат, но главное они далеко не всегда эффективны. Эффект может быть достигнут лишь в безветренную погоду, так как во время ветра искры от очага горения перелетают на большие расстояния и могут создавать новые очаги возгорания.

В настоящее время применяются и другие способы тушения торфяных пожаров:

- способ «водяного поля»;

- нарезание щелерезом в торфе траншеи при одновременном ее заполнении из бункера минеральным грунтом или минеральным грунтом с огнетушащим агентом с целью увеличения общей зольности торфяной массы до критической (50%) и снижения интенсивности ее горения;

- прокладка щелей в торфяниках с толщиной слоя до 0,9 м заградительным орудием ОЗТ-0,9 с одновременным заполнением их быстротвердеющей пеной - водный раствор карбамидно-формальдегидной малотоксичной смолы КФ-МТ и пенообразователя ПО-1 или ПО-3.

Однако перечисленные способы борьбы с торфяными пожарами энергоемки, требуют больших трудозатрат, очень дороги и, в целом, малоэффективны, и поэтому не нашли широкого применения в практике пожаротушения торфяников. Более того, малоэффективность и отсутствие систематизации средств и способов привели к созданию многочисленных инструкций и рекомендаций по борьбе с торфяными пожарами, которые свидетельствуют прежде всего об отсутствии специализированных для данных почвенно-гидрологических условий огнетушащих химических составов.

Торфяные пожары, возникающие в результате распространения огня по напочвенному покрову, могут развиваться на большой площади, и заглубление горения в торфяную массу происходит отдельными очагами, что сильно осложняет борьбу с ними. На лесопокрытой территории в результате торфяного пожара выгорает органическая часть почвы и повреждается (обгорает) корневая система деревьев, что приводит к гибели насаждений.

Опасность таких пожаров заключается в том, что в момент изменения направления ветра под фронтальный огонь могут попасть силы и средства пожаротушения, участвующие в ликвидации пожара с флангов. Линейная скорость поступательного движения вновь возникающего фронта пожара вначале несколько медленнее, чем первоначального, из-за того, что находящийся перед фронтом пожара горючий материал еще не подготовлен к горению, и это обстоятельство обусловливает неравномерность продвижения фронта торфяного пожара по площади.

Очаг горения торфяного пожара характеризуется следующими основными параметрами:

- скоростью распространения фронта и кромки пожара;

- дальностью переброски искр;

- глубиной прогорания торфа.

Торфяной пожар можно ликвидировать, выполнив одно из следующих условий:

1) преградить путь к горючим материалам путем устройства заградительных канав;

2) прекратить доступ кислорода к слоям торфа и, как следствие этого, ликвидировать процесс горения;

3) увеличить влажность торфа до такого состояния, когда горение прекращается;

4) увеличить зольность торфа до критической - 50%, выше которой торфяная масса не горит.

Торфяные пожары создают опасность провала в прогоревший грунт (прогар) людей и техники, в связи с чем рекомендуется соблюдать осторожность и не находиться на выгоревшей территории (Указания по тушению лесных пожаров (для невоенизированных формирований гражданской обороны). Министерство обороны СССР, 1977 г.).

Торф медленно прогорает на всю глубину залегания, которая может достигать 1.5-2 метров. Выгоревшие места опасны проваливанием в них участков дороги, домов, машин или людей. В них длительное время после выгорания сохраняется высокая температура, поэтому провалившийся в районе торфяного пожара человек обречен.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого технического решения являются новыми и отвечают критерию «новизна».

При определении соответствия отличительных признаков предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень» был проанализирован уровень техники и, в частности, известные способы и устройства, относящиеся к техническим решениям, связанным с предотвращением распространения пожара на торфяниках.

Известны способ предотвращения или обнаружения и тушения торфяных пожаров и установка для реализации способа (Патент RU №2530397, МПК A62C 3/02 (2006.01), опубл. 10.10.2014). Способ включает в себя определение области очага саморазогрева торфа путем измерения температуры в торфе по крайней мере в шести точках, приготовление инертного газа по технологии мембранной сепарации воздуха и его подачу под давлением в указанную область. Измерение температуры и подачу инертного газа в торф выполняют с помощью торфяных стволов-термозондов, каждый из которых выполнен в виде торфяного ствола, снабженного по крайней мере двумя датчиками температуры.

Установка работает следующим образом.

Установку размещают вблизи торфяника или торфяного склада, включают контроллер и вводят в него координаты места размещения установки (град. и мин широты и долготы), чем обеспечивают точную географическую привязку месторождения торфа или склада, на котором проводится профилактика предпожарной ситуации или тушение пожара. После этого втыкают в начало торфяника или торфяного склада первый торфяной ствол-термозонд и включают его радиомодем.

Контроллер опрашивает датчики температуры первого торфяного ствола-термозонда, определяя абсолютные значения температур торфа в двух точках и вычисляя градиент между ними. Если полученные данные не превышают допустимых значений, то контроллер вычисляет место установки второго (следующего) торфяного ствола-термозонда и выдает на пульт оператора азимут А (град. мин) и расстояние R (м) до следующей точки измерений. В указанную позицию втыкают второй (следующий) торфяной ствол-термозонд и включают его радиомодем.

Указанный процесс повторяют до тех пор, пока не будет прозондирован весь торфяник или склад, а его «образ» (географический и тепловой) будет зафиксирован в памяти контроллера.

При этом если по превышению измеренных абсолютных значений температуры и/или градиента температуры контроллер обнаруживает «предпожарное» состояние или пожар, то он, управляя компрессором, сепаратором и регуляторами расхода и давления, подает в соответствующий торфяной ствол - термозонд азот под регулируемым давлением от 2 до 10 атм, осуществляя таким образом «выдавливание кислорода» из зоны действия торфяного ствола - термозонда. При этом интенсивность и время подачи азота регулируется контроллером в зависимости от градиентов температур и абсолютных значений температур. Это позволяет на длительный срок подавить процессы саморазогрева торфа в зоне обработки торфяными стволами - термозондами, так как торф имеет низкий коэффициент теплопроводности.

Процесс «насыщения» азотом зоны действия торфяного ствола - термозонда является периодическим, то есть по истечении установленного времени ингибирования контроллер прекращает подачу азота и в течение установленного времени контролирует производные температур, прогнозируя значения температур, которые установятся без дальнейшей подачи азота. Если прогнозируемое значение отличается от текущей температуры в пределах безопасной нормы, то контроллер выдает на пульт оператора азимут А (град. мин) и расстояние R (м) до следующей точки измерений, куда необходимо переставить торфяной ствол - термозонд, или сообщение о выключении данного торфяного ствола - термозонда и окончании процесса. В противном случае контроллер пересчитывает интенсивность и время подачи азота и осуществляет дальнейшее ингибирование.

Обогащенный кислородом газ стравливается в атмосферу по команде контроллера.

Через выпускной электромагнитный клапан ресивера стравливается азот, если производительность его генерации оказывается выше изменяемого контроллером расхода азота для предотвращения или тушения пожара.

Однако применение в этом устройстве в качестве огнетушащего средства азота значительно удорожает процесс тушения пожаров на торфяниках.

Анализ других технических решений показал, что известные технические решения не решают отмеченные ранее задачи, решаемые заявляемым способом.

На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», а само изобретение является новым.

Осуществление технического решения, заложенного в способе локального тушения торфяных пожаров, может быть реализовано следующим образом.

При реализации заявляемого технического решения необходимо учитывать следующие сведения.

Известно (Евгений Трунов «Чем больше технологий тушения пожаров, тем лучше»_Журнал ЛесПромИнформ. Архив..html), что торф - это органическое соединение, не до конца сгнившая древесина, в которой в результате отсутствия доступа воздуха к ней образуется определенный субстрат. Когда огонь проникает на большую глубину, тем, кто тушит пожар, надо быть очень осторожными - из-за выгорания слоев можно провалиться в образовавшуюся дыру. Сами по себе торфяные пожары не наносят большого ущерба лесу, открытого огня нет, но тление торфа сопровождается обильным выделением дыма, которым заволакивает большие площади, и весьма неприятного запаха. Дым от тлеющих торфяников особенно вредно воздействует на людей с заболеваниями дыхательных путей.

Ранее было установлено (http://www.refbzd.ru.html), что торфяные пожары характерны для второй половины лета, когда в результате длительной засухи верхний слой торфа просыхает до относительной влажности 25-100%. При таком содержании влаги он может загораться и поддерживать горение в нижних, менее сухих слоях. Глубина прогорания торфяной залежи определяется уровнем залегания грунтовых вод.

Горение обычно происходит в режиме "тления", то есть в беспламенной фазе как за счет кислорода, поступающего вместе с воздухом, так и за счет его выделения при термическом разложении сгораемого материала.

Процесс горения в нижней части происходит значительно интенсивней, чем вверху. Это объясняется тем, что свежий холодный воздух, как более тяжелый, поступает в нижнюю часть зоны горения, где реагирует с горящим торфом. Углекислый и угарный газы, а также продукты пиролиза (термическое разложение органических соединений без доступа воздуха) торфа в нагретом виде омывают верхнюю часть зоны горения, препятствуя доступу к ней кислорода. Также распространению горения на верхние слои почвы препятствует повышенная влажность в задернелом корнеобитаемом слое почвы, хорошо удерживающем влагу от выпадения осадков и капиллярного подъема грунтовых вод.

Торфяной пожар тушить намного тяжелее, чем другие, например его невозможно потушить водой. Для этой цели необходимо использовать ретарданты - смачиватели, химические или биологические соединения, которые предназначены для того, чтобы снижать площадь поверхностного натяжения воды. Капелька воды катается по торфу, как по гладкому полу. Если же при обработке торфяников использовать ретарданты, то гигроскопичность торфа резко возрастает.

В результате экспериментальных исследований тушения лесных пожаров, проведенных с использованием самолета ИЛ-76 МД, было выяснено, что глубина промачивания почвы после сброса воды составляет 5-7 см (Е.А. Москвилин. Применение авиации для тушения лесных пожаров. Пожарная безопасность 1-2009).

Отсюда можно сделать вывод, что самым эффективным способом подачей воды к локальному очагу горения подземного торфяного пожара является способ увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его реализации.

На фиг. 1 представлена схема реализации заявляемого способа на этапе доставки многосекционной емкости без дна с помощью вертолета локальный очаг горения торфяного пожара и монтажа названной емкости на наружной поверхности торфяного пласта, на фиг. 2 - этап заполнения в соответствии с картой орошения необходимых секций емкости требуемым количеством воды с помощью водосливного устройства, перевозимого вертолетом, на фиг. 3 - многосекционная емкость без дна, в плане (вид А), на фиг. 4 - увеличенный вид поворотного упора в положении упора на наружную поверхность торфяного пласта (разрез Б-Б), на фиг. 5 - то же, в дежурном положении упора, на фиг. 6 - многосекционная емкость без дна после ее заполнения водой, на фиг. 7 - увеличенный вид поворотного упора (разрез Г-Г) в момент его монтажа на наружной поверхности торфяного пласта (в месте монтажа ограничителя с целью исключения осевого перемещения фиксатора), на фиг. 8 - то же, в месте монтажа оси на поворотном упоре (разрез Д-Д) в момент его монтажа на наружной поверхности торфяного пласта, на фиг. 9 - увеличенный вид поворотного упора (разрез Е-Е) в дежурном положении (в месте монтажа ограничителя с целью исключения осевого перемещения фиксатора).

Устройство для тушения локальных подземных торфяных пожаров состоит из емкости 1, выполненной без дна (фиг. 1 и фиг. 2) и разделенной на секции перегородками 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 (фиг. 3), разделяющими внутренний объем емкости на секции. В каждой перегородке смонтирован кран 15 (на фиг. 3 условно обозначен только в одной секции) для перелива воды из одной секции в другую.

Средство ограничения передвижения емкости выполнено в виде поворотных упоров 4 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3), смонтированных по одному на каждой стенке емкости 1.

Каждый упор 4 (фиг. 4) устанавливается на кронштейне 16, который приварен к соответствующей стенке емкости 1. Упор 4 выполнен с возможностью вращения вокруг оси 17 и фиксируется в двух положениях.

В первом положении (фиг. 4) он закрепляется фиксатором 18 в момент монтажа упора 4 на наружной поверхности торфяного пласта. Тем самым создается дополнительная опора по углам емкости 1 для ограничения передвижения ее стенок вглубь торфяного пласта в направлении очага прогорания.

Во втором положении упор 4 закрепляется фиксатором 18 вдоль соответствующей стенки емкости 1 (фиг. 5).

Для фиксации упора 4 в различных положениях предусмотрены отверстия 19 и 20, выполненные на кронштейне 16.

С целью исключения осевого перемещения фиксатора 18 предусмотрен ограничитель, выполненный в виде Г-образного штыря 21 (фиг. 7 и фиг. 9)

Устройство имеет патрубки 22, 23, 24 и 25 для быстрого подсоединения к рукавной линии (условно не показано), смонтированные на каждой стенке емкости 1.

Устройство работает следующим образом.

После проведенной разведки определяют границы 26 (фиг. 3) активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и карту его орошения. После этого многосекционную емкость 1 без дна перемещают к одному из этих очагов с помощью вертолета 2 на тросе 3 и стропах 27. Затем емкость 1 устанавливают на поверхности горящего в глубине торфяного пласта. Причем названная поверхность образует временное дно емкости 1 (фиг. 1).

Как было отмечено ранее, при тушении подземных торфяных пожаров выгоревшие места опасны проваливанием в них наземных участков торфяного пласта. Поэтому при установке многосекционной емкости 1 без дна, например, при аномальном прогорании на глубине торфяного пласта, для ограничения перемещения стенок емкости 1 в направлении горения торфяного пожара предусмотрена установка на последней средства ограничения передвижения (углубления) отмеченных стенок, выполненное в виде поворотных упоров 4, смонтированных по одному на каждой стенке емкости 1. Это позволяет увеличить площадь опоры заявляемого устройства и значительно повысит надежность его работы.

Названные упоры можно установить в рабочее положение на месте активного локального очага горения торфяного пожара с соблюдением необходимых мер предосторожности либо перед перемещением емкости 1 на вертолете 2.

Затем заполняют в соответствии с определенными при разведке границами 26 активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и картой орошения (фиг. 3) необходимые секции емкости 1 требуемым количеством воды 6 с помощью водосливного устройства 5 (фиг. 2), перевозимого вертолетом 2 или водяной помпы с помощью рукавной линии (условно не показаны) через соответствующие патрубки 22, 23, 24 и 25. Причем перед заполнением необходимых секций емкости 1 производят открытие в каждой секции соответствующего крана 15, что приводит к тому, что вода беспрепятственно перетекает в те секции, которые следует заполнить водой.

В результате чего производят локальное тушение названного очага горения торфяного пожара водой в соответствии с выбранной картой орошения за счет увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки водой и происходящих фильтрационных процессов.

В случае необходимости повторно заполняют емкость 1 водой и дополнительно производят тушение очага горения торфяного пожара, а после успешного тушения производят с помощью вертолета 2 перемещение емкости 1 и установку ее на следующем активном очаге горения торфяного пожара (фиг. 2).

Для снижения гигроскопичности торфа при заполнении емкости 1 водой в нее добавляют ретарданты - смачиватели, химические или биологические соединения.

Анализ современных теоретических представлений о механизмах тушения очагов горения торфяных пожаров и общеизвестные сведения из уровня техники показал большую перспективу применения заявляемого способа локального тушения торфяных пожаров и устройства для его реализации.

Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и может быть использовано при тушении локальных подземных торфяных пожаров с любой глубиной залегания торфа при отсутствии пожарных в опасной зоне открытого или закрытого горения торфяников.

1. Способ тушения локальных подземных торфяных пожаров, включающий затопление всех слоев отложений торфяного пласта водой за счет использования требуемых объемов воды для увлажнения отложений торфяного пласта путем их капиллярной пропитки и происходящих фильтрационных процессов, тушение названного очага горения торфяного пожара, отличающийся тем, что после проведенной разведки определяют границы активных локальных подземных очагов горения торфяного пожара и карту его орошения, перемещают к одному из них с помощью вертолета многосекционную емкость без дна, устанавливают последнюю на поверхности горящего в глубине торфяного пласта, которая образует временное дно емкости, заполняют в соответствии с картой орошения необходимые секции емкости требуемым количеством воды с помощью водосливного устройства, перевозимого вертолетом, или водяной помпы с помощью рукавной линии, производят локальное тушение названного очага горения торфяного пожара водой в соответствии с выбранной картой орошения, повторно заполняют емкость водой и дополнительно производят в случае необходимости тушение очага горения торфяного пожара, а после успешного тушения производят с помощью вертолета перемещение емкости и установку ее на следующем активном очаге горения торфяного пожара, причем перемещение емкости в направлении очага горения торфяного пожара приостанавливают средством ограничения передвижения за счет увеличения площади опоры емкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при подаче воды в нее добавляют смачиватели.

3. Устройство для тушения локальных подземных торфяных пожаров, состоящее из емкости, имеющей ограниченные по ее периметру стенки и средство заполнения названной емкости водой, отличающееся тем, что емкость выполнена без дна, средство ограничения передвижения емкости выполнено в виде поворотных упоров, смонтированных по одному на каждой стенке емкости, при этом емкость имеет перегородки, разделяющие внутренний объем емкости на секции, а в каждой перегородке смонтирован кран для перелива воды из одной секции в другую.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно имеет патрубки для быстрого подсоединения к рукавной линии, смонтированные на каждой стенке емкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к добыче торфа, конкретно к работам по восстановлению торфяных болот, выработанных торфяников. Заявленный способ управления дополнительными запасами воды при обводнении выработанных торфяников и устройство его осуществления как с прямой, так и обратной гидравлической связью (смешанной), представляет собой конструктивно систему регулирования, включающую грунтовую подпорную плотину 1 с отметкой гребня 2 выше дна безуклонной лагуны 3, гребень 2, поворотную подпорную стенку 4 с закрепленной осью 5.

Изобретение относится к способам георадиолокационного подповерхностного зондирования всех слоев отложений торфяного пласта в режиме реального времени с целью обнаружения границы локального подземного торфяного пожара георадаром, установленным на платформе робота.

Изобретение относится к лесной пожарной технике, а именно к перекатываемым емкостям для доставки и подачи к очагу горения жидких огнегасящих агентов, применяемых при борьбе с лесными пожарами.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может быть использовано в противопожарной технике. Распылитель жидкости содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия.

Устройство для предотвращения и тушения пожаров и способ его возведения относится к противопожарным мероприятиям. Устройство содержит траншеи в виде нагорных каналов, расположенные на контролируемой территории, на контролируемой территории размещены один и более щитов управления и мониторинга, а по периметру контролируемой территории размещены датчики, и защитную многооболочечную систему.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Способ вихревого порошкового тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает размещение на поверхности земли взрывчатого вещества в виде нескольких концентричных кольцевых зарядов по замкнутому контуру, охватывающему горящий факел скважины.

Изобретение относится к области воздушного мониторинга с применением беспилотных летательных аппаратов и может быть использовано для обнаружения чрезвычайной ситуации (ЧС) природного и техногенного характера и ликвидации ее последствий.

Изобретение относится к области противопожарной защиты населенных пунктов от степных пожаров путем создания противопожарных заградительных барьеров по их внешнему периметру.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области противопожарной техники. Способ комбинированного тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает в себя одновременно с тушением фонтана газоводяными струями дополнительную подачу в импульсном режиме огнетушащего порошкового вещества в зону горящего фонтана над газоводяными струями.

Изобретение относится к области лесного хозяйства и может быть использовано для тушения пожара на местности, обладающей сложным рельефом, большой протяженностью и значительной площадью.

Изобретение относится к области противопожарных мероприятий с помощью защитных противопожарных полос и может найти применение для защиты населенных пунктов и объектов экономики, расположенных в непосредственной близости от лесного массива. Защитные противопожарные полосы формируют путем линейной посадки саженцев тополя, окаймляющих защищаемый объект, которые располагают рядами, до 40 рядов в полосе. При этом создается продольный разрыв посередине полосы с устройством по нему минерализованной полосы, ширина которой составляет не менее 5 м. При этом расстояние между посадочными местами в ряду составляет 1,0-1,5 м, а расстояние между рядами 3-4 м. Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности защитных противопожарных полос при низовых и верховых пожарах. 1 ил.
Наверх