Способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации

Название	Способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации
Разработчик (Авторы)	Карманчиков Александр Иванович, Шарипзянов Александр Ильдарович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2784676
Дата регистрации	29.11.2022
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет"
Область применения (класс МПК)	A62C 3/02 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Предлагаемый способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации относится к средствам тушения очагов возгорания в зоне торфяных залежей. Также она применима для контроля процесса сжигания опильных куч и мусорных свалок.

Известен способ тушения торфяных пожаров (патент RU №84231), с помощью установки, состоящей из лесопожарной машины, на которой установлена водяная помпа, емкость для воды с пенообразователем, гидроманипулятор на полноповоротной колонне, на конце которого расположен пожарный ствол для тушения торфяных пожаров. Недостатком данного устройства является ограниченность зоны тушения.

Известен способ тушения пожаров торфяников с применением торфяных тушащих стволов (патент RU №2530397). Способ включает 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. Однако, учитывая площадь тления торфяников, подобной установки с несколькими стволами в качестве огнепреграждающего пояса в большинстве случаев будет недостаточно.

Известен способ (патент RU №2592345) локализации очагов и тушения тлеющих пожаров в торфяных залежах, заключающийся в создании огнепреграждающего пояса, создающегося с помощью тушащих стволов, предварительно заполненных огнетушащим веществом в качестве порошковых составов. Для реализации способа необходимо мобильное средство с прицепом для транспортировки тушащих стволов, заправленных огнетушащим порошковым составом, снабженное бурильным механизмом для бурения скважин, механизмом для установки тушащих стволов в скважину и изъятия стволов из скважин, емкость с газом, не поддерживающим тлеющее горение торфа, с трубопроводами (шлангами) подачи газа под давлением в тушащие стволы. Данный способ не предусматривает одновременного введения огнетушащего вещества посредством стволов и исключает возможность организовать периодическую или круглосуточную подачу огнетушащей жидкости (газа, порошка, пены).

Наиболее близким способом локализации и тушения очагов возгорания в торфяных областях является «Установка противопожарная гирлянда» (патент RU №2728614), также предназначенная для тушения торфяных пожаров посредством насосной станции, пожарного рукава, погружного пожарного ствола и огнегасящей жидкости. Погружной пожарный ствол состоит из металлической трубы со шнековым наконечником и отверстиями. К недостаткам этого способа можно отнести сложность, длительность установки. Большой угол наклона шнека не сможет обеспечивать устойчивое положение пожарного ствола на необходимой глубине, возможно самовывинчивание. Маленький угол наклона шнека увеличивает время установки и подъема пожарного ствола.

Целью предлагаемого способа является снижение трудоемкости установки противопожарной гирлянды и при подъеме пожарного ствола.

При разработке предлагаемого способа тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации решались следующие задачи:

- ускорить процесс установки и подъема пожарных стволов;

- исключить выдавливание стволов из торфа;

- автоматизировать и упростить процесс установки пожарного ствола в почву и изъятия его из нее.

Предлагаемый способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации включает доставку и установку в зоне близкой к торфяным пожарам пожарных стволов, соединение их с насосной станцией и между собой, подачу огнегасящего вещества, после ликвидации очага пожара подъем пожарных стволов и перемещение необходимого оборудования и пожарных стволов в другую опасную зону. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что погружные пожарные стволы доставляются в опасную зону на специализированной платформе, погружение пожарных стволов в стационарное положение осуществляется вдавливанием с помощью устройства вдавливания (например, гидроцилиндром) пожарных стволов в толщу земной поверхности, а после отработки изъятия пожарных стволов с помощью подъемного устройства (например, гидроцилиндром), что сокращает сроки развертывания системы пожаротушения и сокращает сроки ликвидации очага пожара.

Предлагаемый способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации (см. фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4 и фиг.5) состоит из пожарного ствола (1) и установочной машины с комплектом пожарных стволов (18). В кузове такой специализированной платформы, установочной машины расположена установка для подачи пожарных стволов с помощью гидроцилиндра (14) в механический зажим (17), с помощью которого гидроцилиндром (14) грузоподъемника (15) и поворотного механизма (16) осуществляется вдавливание пожарного ствола (1) в почву путем упора в выступы (7) на пожарном стволе. После погружения пожарного ствола (1) механический зажим (17) раскрывается, осуществляется захват и установка следующего пожарного ствола. Пожарный ствол (1) имеет в нижней части несколько симметрично расположенных отверстий (8) для подачи огнегасящего вещества (газа, жидкости, порошка, пены) в зону очага пожара, торфяной залежи. При подаче давления, рога (12) удерживают пожарный ствол от выдавливания из торфяного пласта. После установки в грунт пожарный ствол (1) подключается к системе подачи огнегасящего вещества от насосной станции. Огнегасящее вещество через отверстия (8) поступает в зону очага пожара, торфяной залежи. Затем рога (12) выводят из стационарного, фиксированного положения, для этого поднимают и поворачивают упорную поверхность (4) с помощью наружного кольца (3), устанавливают ее в фиксаторы (6), обеспечивая свободное положение основного фиксирующего троса (5) и соединенных с внутренним кольцом (9) и кольцами рогов (11) вспомогательных тросов (10), что обеспечивает свободное положение рогов (12), установленных на шарниры (13), и появляется возможность сопротивления вытаскиванию пожарного ствола (1). Далее механический зажим фиксирует следующий пожарный ствол (1) и вышеописанный цикл установки пожарного ствола повторяется на определенном расстоянии от только что установленного пожарного ствола (1). Установленные пожарные стволы (1) соединяются с насосной станцией и объединяются друг с другом с помощью пожарного рукава, присоединяемого на места для его крепления (2). При подаче в установленные пожарные стволы (1) огнегасящего вещества рога (12) пожарного ствола раскрываются под действием давления подаваемого огнегасящего вещества (газа, жидкости), препятствуя выдавливанию ствола из почвы.

В случае необходимости изъятия пожарного ствола (1) из почвы производят следующие действия: оказывается давление на пожарный ствол (1), чтобы рога (12) вышли из зацепления с почвой и прижались к пожарному стволу, поднимают и поворачивают упорную поверхность (4) с помощью наружного кольца (3), устанавливают ее в фиксаторы (6), обеспечивая натяжение основного фиксирующего троса (5) и соединенных с внутренним кольцом (9) и кольцами рогов (11) вспомогательных тросов (10), что обеспечивает фиксацию в прижатом положении и препятствует расхождению рогов (12), установленных на шарниры (13), и вытаскиванию пожарного ствола (1) без сопротивления рогов (12). На пожарных стволах дополнительно устанавливаются датчики температуры и давления (на чертеже не показаны), которые используются для контроля распространения зоны тления торфа и определения эффективности тушения пожара.

В качестве подаваемого огнегасящего вещества может использоваться низкоэффективная влага (вода и водные растворы огнетушащих веществ), не удерживающаяся на торфе, а уходящая мимо частиц торфа вниз в грунтовые воды, что является недостаточно эффективным способом тушения торфяных пожаров при низком уровне грунтовых вод, и не препятствует его тлению. Поэтому целесообразно добавлять различные порошки, включающие минеральные соли щелочных металлов, железа или смеси этих солей, карбонаты, при определенной массовой их доле, введенной в торфяную массу, предотвращают тление торфа, поэтому целесообразно эти вещества включать в огнегасящую жидкость. Эффективным будет и использование инертных газов.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что тушение тлеющих пожаров в торфяных залежах осуществляется посредством подачи огнегасящего вещества насосом в развитую систему из необходимого количества пожарных стволов, вонзенных в торф на заранее определенном расстоянии от границы зоны выделения дыма тлеющей торфяной залежи и соединенных последовательно пожарными рукавами. Таким образом, создается заградительная полоса, предотвращающая дальнейшее распространение пожара. В пожарный ствол огнетушащее вещество подается от насоса на последовательно соединенные пожарные стволы, каждый из которых снабжен как минимум парой рогов, позволяющих удерживать пожарный ствол в торфе на необходимой глубине. В зависимости от размеров очага пожара используют несколько систем, включающих насосную станцию, машину с комплектом пожарных стволов и вдавливающим (вытаскивающим) устройством.

Принцип работы противопожарной системы с использованием пожарных стволов заключается в том, что для локализации торфяных пожаров, для контроля сжигания свалок, остатков деревообрабатывающих материалов, опильных куч и прочих огнеопасных масс, находящихся под слоем грунта, вдоль границы опасной зоны устанавливаются противопожарные стволы. Пожарные стволы вонзают в начало торфяника, вдоль периметра пожароопасной зоны. Стволы могут располагаться по замкнутому или разомкнутому принципу, с учетом рельефа местности и сложившейся пожарной обстановки. Пожарные стволы с помощью установочной машины вонзаются вглубь торфяного пласта или под земную поверхность в контролируемой зоне сжигания свалок или опильных куч на необходимую глубину. Благодаря роговой части пожарные стволы без особых усилий удерживаются в торфе в процессе тушения подающейся под давлением огнегасящей жидкости (вещества). В зависимости от пожарной обстановки длина конструкции пожарного ствола варьируется, для чего применяются пожарные стволы разной длины. Длина пожарного ствола может состоять из разъемных элементов или не разъемных элементов, которые соединяются последовательно. Пожарные стволы последовательно соединяется с насосной станцией. На конце цепочки устанавливается вентиль или заглушка как завершающая деталь конструкции. После установки пожарных стволов подается огнегасящая жидкость от пожарной насосной станции. Огнеогнегасящая жидкость поступает в ствол, далее - в отверстия (8), тем самым происходит пропитка торфяного пласта, рога удерживают пожарный ствол (трубу) от выдавливания при подаче вещества. Длина фронта огнепреграждающего пояса в торфяных залежах зависит от технических характеристик насосной станции, от возможности создания необходимого давления на последнем пожарном стволе и количества пожарных стволов. Наличие у каждого пожарного ствола датчиков давления и регулируемых клапанов позволяет создавать необходимое давление на каждом пожарном стволе. После необходимой пропитки торфяного слоя огнегасящим составом систему пожарных стволов перемещают на следующий участок или отключают подачу огнегасящей жидкости на определенное время. После фиксации повышения температуры в зоне установки пожарных стволов осуществляют повторную подачу огнегасящего вещества. При наблюдении стабильно низких температур принимается решение об удалении пожарных стволов и дальнейшем их использовании.

Таким образом, предлагаемый способ тушения торфяных пожаров отличается тем, что погружные пожарные стволы доставляются в опасную зону на специализированной платформе, в которой предусмотрено устройство вдавливания (гидроцилиндр) пожарных стволов в толщу земной поверхности, а после отработки изъятия пожарных стволов осуществляется с помощью подъемного устройства (гидроцилиндр), что сокращает сроки развертывания системы пожаротушения и сокращает сроки ликвидации очага пожара. Кроме того, пожарный ствол имеет, как минимум два симметрично расположенных подвижных рога, позволяющих свободно вдавливать пожарный ствол в толщу земной поверхности, а при подъеме рога прижимаются к пожарному стволу и не мешают быстрому изъятию пожарного ствола. Площадка, на которой расположены пожарные стволы на специализированной платформе, имеет наклон, что обеспечивает свободное перемещение пожарных стволов под собственным весом в зону действия гидроцилиндра.

Положительный эффект от использования данного способа заключается в снижении трудоемкости установки труб в почву и последовательного соединения противопожарной системы труб в целом, что сокращает время, затрачиваемое на создание противопожарного пояса для очага возгорания или профилактическое ограждение огнеопасной зоны, для контроля сжигания свалок, остатков деревообрабатывающих материалов, опильных куч и прочих огнеопасных масс, находящихся под слоем грунта. Сокращение сроков развертывания предлагаемой системы тушения торфяных пожаров (установки и изъятия пожарных стволов), позволяет ускорить ликвидацию очагов пожаров, обеспечивает высокую мобильность пожарных команд.

Формула изобретения

1. Способ тушения торфяных пожаров, включающий доставку и установку пожарных стволов на границе зоны торфяных пожаров, соединение пожарных стволов с насосной станцией и между собой, подачу огнегасящего вещества, после ликвидации очага пожара подъем пожарных стволов и перемещение в другую опасную зону, отличающийся тем, что погружные пожарные стволы доставляются в опасную зону на специализированной платформе, погружение пожарных стволов в стационарное положение осуществляется вдавливанием с помощью устройства вдавливания пожарных стволов в толщу земной поверхности, выведение из фиксированного положения рогов, удерживающих пожарный ствол от выдавливания из почвы при подаче огнегасящего вещества, а после пропитки огнегасящим веществом опасной зоны рога пожарного ствола возвращают в стационарное транспортное положение и осуществляют изъятие пожарных стволов с помощью подъемного устройства, что сокращает сроки развертывания системы пожаротушения и сокращает сроки ликвидации очага пожара.

2. Устройство для реализации способа тушения торфяных пожаров по п.1, содержащее пожарный ствол с элементами, обеспечивающими подачу огнегасящего вещества в массив торфяной залежи, отличающееся тем, что пожарный ствол имеет в носовой части как минимум два симметрично расположенных подвижных рога, позволяющих свободно вдавливать пожарный ствол в толщу земной поверхности, после установки пожарных стволов в рабочее состояние рога выводятся из стационарного, неподвижного состояния, и при подаче в ствол огнегасящего вещества под давлением рога свободно раскрываются при движении пожарного ствола вверх и удерживают пожарный ствол на необходимой глубине, при подъеме рога прижимаются к пожарному стволу с помощью фиксирующего троса и не мешают быстрому изъятию пожарного ствола.

Изобретение "Способ тушения торфяных пожаров и устройство для его реализации" (Карманчиков Александр Иванович, Шарипзянов Александр Ильдарович ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога