X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Торфяные пожары- это непростой вид пожаров, в большинстве случаев они возникают непосредственно на природных территориях, при котором происходит горение слоя торфа. Развитие и возникновение таких пожаров выпадает на болотистые местности, так как происходит недостаток кислорода, который вызван переизбытком увлажнения. В результате чего, разложение болотных растений происходит не до конца и в течении нескольких тысячелетий или столетий идет скопление в виде однородной массы- торфа.

Выделяются две разновидности торфяных пожаров: одноочаговые и многоочаговые. Первый вид возникает из костров или удара молнии в одном конкретном месте. Многоочаговые образовываются из нескольких точек подземного горения органических веществ.

Причины возгорания.

Выделяют несколько основных причин возникновения торфяных пожаров: самовозгорание торфа, удары молний,травяные палы, антропогенный фактор.

Самовозгорание торфа. По данным начальника Главного управления МЧС РФ по Московской области Евгения Секирина, торф может самовозгораться, если его влажность меньше 40 %. В период массовых пожаров 2010 г. влажность торфа оценивалась в 28 – 30 % [4]. Разогреваясь, торф превращается в перистую массу - полукокс, которая при соприкосновении с кислородом воздуха самовозгорается.

Удары молний. Значительный (20 – 60 %) процент возгораний наблюдается из-за грозовой активности – в частности, «сухих гроз» (удары молний без последующего ливня). По статистическим данным, от 1100 до 5100 пожаров на территории охраняемого лесного фонда возникают от молний; при этом огнём оказываются охвачены от 22 до 890 тыс. га, что почти в 3 раза превышает площадь от антропогенных источников огня. Пожары от молний могут быть труднодоступными из-за их удалённости от объектов инфраструктуры.

Травяные палы. Одна из самых распространенных причин природных пожаров. Ранней весной прошлогодняя трава быстро высыхает на сильном весеннем солнце и легко загорается от любой брошенной спички или сигареты. Травяные палы быстро распространяются, особенно в ветреные дни; остановить хорошо разгоревшийся пожар бывает очень непросто.

Антропогенный фактор. По данным Е. И. Секирина, 10 % торфяных пожаров приходятся на самовозгорание торфа, а в других случаях виной служит «человеческий фактор»: брошенные окурки или спички [1].

В природе торф находиться в труднодоступных местах, он может воспламеняться из-за различных факторов, включая самовозгорание. Данные факторы усложняет его тушение.

Способы тушения торфяных пожаров. Пожары тушат разными способами, но самый популярный и простой – захлестывание горящей кромки ветками и материей. Нередко применяются ранцевые опрыскиватели, пожарные мотопомпы. В последние годы хорошо зарекомендовали себя ранцевые компрессоры – «воздуходувки».

На ранних стадиях торфяники можно потушить, подавая воду под большим напором, перемешивая и охлаждая горящий торф до состояния холодной грязи. На большую глубину воду подают с помощью специального торфяного ствола [3].

К сожалению, современная организация борьбы с торфяными пожарами практически не позволяет эффективно бороться с ними. Меры начинают принимать только тогда, когда огонь «приходит» в лесной массив или угрожает населенному пункту.

Тушение горящих торфяников. Основным способом тушения торфяников является окапывание канавами, а также использование водяных стволов. Глубина канавы должна достигать минерального грунта или грунтовых вод.

Для тушения пожаров торфа применяются торфяные стволы (ТС). Модели стволов: ТС-1, ТС-2.

Окапывание торфяников. Для только что возникших пожаров используют отделение горящего торфа от краёв воронки и его сбрасывание в выгоревшей зоне. Края воронки поливают водой со смачивателями или химическими лесными огнетушителями.

Локализацию многоочагового торфяного пожара, который возник после низового пожара, производят окапыванием канавами и заполнением канав водой из доступных источников. Для этой цели используют специальную технику – канавокопатели, либо взрывчатые вещества [4].

Перекапывание торфа. При помощи бульдозера перемешивают горячие и холодные слои торфа, что прекращает горение за счет понижения температуры торфа от температуры его горения 600 °C до более низких значений. Разработка этого способа выполнена доцентом Пермского университета Владимиром Сретенским в 1990 году. По мнению заместителя директора Института экологического почвоведения МГУ Германа Куста, этот способ тушения применим только для поверхностных пожаров, а для тушения глубоких пожаров необходима вода. БЛОКОМ УПРАЛЕНИЯ ПОЖАРНОГО ОПОВЕЩЕНИЯ приводился метод тушения торфяных пожаров, заключающийся в рыхлении торфа культиваторами до влажного слоя с последующей утрамбовкой его бульдозерами, катками или другой техникой.

Применение пожарных автомобилей. Пожарная насосная станция на тушении пожара – например, ПНС-110(131), позволяет накачивать воду по рукавам диаметром 150 мм на расстоянии до 5 км, питать до 4 пожарных автоцистерн, насосно-рукавных автомобилей производительностью до 40 л/с.

Неэффективность сброса воды авиацией. По словам Артёма Зименко, командира Дружины охраны природы биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, нельзя тушить торфяники с помощью авиации. Торфяник горит в глубине, а не у поверхности и когда падающая с большой высоты вода ударяется о почву, в воздух вылетает горящая торфяная крошка, что приводит только к усилению пожаров.

В 2007 году начальник управления МЧС по Владимирской области Сергей Мамеев заявлял в интервью: «…такая техника не подходит для тушения торфяников. Сброс воды на торфяник приведет к тому, что он разгорится в большей степени» [2].

Таким образом, структура торфа (пористое строение, адсорбирующее кислород) помогает ему гореть без внешнего доступа кислорода. Торфяной пожар может тлеть десятки лет и вспыхнуть при появлении благоприятных условий для горения. Впоследствии горения появляются пустоты между очагом и землей незаметные для человека, но очень опасные, поскольку при попадании в них отсутствует возможность выжить. При горении торф выделяет ядовитые вещества, угрожающие здоровью и жизни людей.

Средства тушения верховых пожаров практически бесполезны для тушения торфяных возгораний. Существующие способы тушения торфяных пожаров зачастую неэффективны, а иногда даже усиливают их. Поэтому необходимо создавать более эффективные способы ликвидации торфяных пожаров.

Теоретическую основу исследования составили основные идеи работ ученых, которые изучали эффективные способы тушения пожаров – В. В. Перевалова, Л. А. Михайлова, В. П. Соломнина.

Наименование модели:«Устройство для тушения пожаров на торфяниках».

Назначение модели: использование для тушения пожаров на торфяниках в труднодоступных местах с использованием вертолетов.

Недостатком данного устройства является его громоздкость и необходимость подъезда непосредственно к очагу возгорания, что не всегда возможно.

Известен также углекислотный огнетушитель содержащий стальной баллон, запорно-пусковое устройство, сифонную трубку, раструб, рычаг ЗПУ. Указанное техническое решение позволяет осуществлять использование огнетушителя путем открытия крана (клапана) вручную. Данное техническое решение, как наиболее близкий аналог, может быть принято в качестве прототипа.[5]

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется рисунком.

Рисунок 1 - Устройство для тушения пожаров на торфяниках

Устройство содержит баллон с углекислотой 1, мембрану 2, сопловой насадок 3 с ножом 4, с пружиной 5, стабилизаторы 6, установленных на осях 7 с пружинами 8, систему фиксации, состоящую из толкателей 9 и рычагов 10.

В исходном положении сопловой насадок 3 с ножом 4 удерживается от перемещения в горловине баллона 1 пружиной 5, стабилизаторы 6, установленные на осях 7 с заневоленными пружинами 8, удерживаются от поворота рычагами 10, соединенными шарнирно с толкателями 9.

Технический результат достигается тем, что баллон с углекислотой снабжен мембраной, установленной внутри баллона для герметизации углекислоты, сопловой насадок с ножом для прорыва мембраны, установленный в горловине баллона и имеющий возможность перемещаться внутри ее, 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.

Физико-химический процесс, лежащий в основе функционирования модели. После сбрасывания с вертолета и при ударе устройства о землю сопловой насадок 3 заглубляется на величину 200…400 мм, сжимая при этом пружину 5 и передвигаясь внутрь баллона до упоров 11, при этом нож 4 разрезает мембрану 2, разгерметизирует баллон с углекислотой 1. Под действием давления углекислоты (~14МПа), происходит истечение ее через сопла 12, расположенные в сопловом насадке и на выходе сопел происходит разложение углекислоты Н₂СО₃ на углекислый газ СО₂ и воду. Углекислый газ под давлением распространяется под поверхностью торфа на глубине 200…400мм, образуя «зонтик». Так как углекислый газ тяжелее воздуха в ~1,8 раза, он опускается, преграждая доступ кислорода к очагу возгорания.

Одновременно при ударе устройства о землю и передвижении соплового насадка до упоров 11, толкатели 9, воздействуют на двуплечие рычаги 10, которые вращаясь в шарнирах 13, освобождают от зацепления их со стабилизаторами 6.Стабилизаторы под действием пружин 8 поворачиваются в осях 7 на 90°, образуя опорную площадку.

Указанное техническое решение позволяет задействовать устройство при его сбрасывании с вертолета и более эффективно использовать углекислоту. Особенностью такого устройства является перекрывание доступа кислорода, необходимого для горения за счет углекислого газа, поэтому данная полезная модель поможет эффективно тушить торфяные пожары. На данную полезную модель получен патент (патент РФ № 106122 от 10. 07. 2011 г.).

СПИСОКЛИТЕРАТУРЫ

Баринов А.В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них. Учеб. Пособие для студ. высш. учеб. Заведений. – М.: Издательство ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003.

Беззапонная О.В. ПОЖАРОВЗРЫВОЗАЩИТА: курс лекций / О.В. Беззапонная; Урал. Гос. Горный ун-т. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011.

Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов, 2-е изд. / Под ред. Михайлова Л.А. – СПб.: Питер, 2008.

Гревцев Н.В., Кирсанова И.В. Негативное воздействие торфных пожаров на экологию города [Текст] / Гревцев Н.В., Кирсанова И.В. // Уральская горная школа – регионам: сборник докладов Международной научно-практической конференции / Оргкомитет: Н.Г. Валиев (отв. За выпуск) и др.; Уральский государственный горный университет. – Екатеринбург: УГГУ, 2011. – С.564.

Каталог «Противопожарная защита промышленных предприятий и объектов» института промышленных каталогов «ООО ИНПРОМКАТАЛОГ» индекс 69424 по каталогу «Роспечать» г. Москва 2009 г, каталог 03-06 том 4

Код для цитирования: Скопировать