СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЛЕСНОГО ПОЖАРА Российский патент 2009 года по МПК A62C3/02 

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

Известен способ установления местоположения пожара путем обнаружения дыма с борта авиационной техники, совершающей облет лесного массива, и фиксации его местоположения на патрульной карте, описанный в книге: Щетинский Е. А. Охрана лесов. - Пушкино: ВНИИЛМ. 2001. С.133-135.

Недостаток известного метода - повышенный уровень затрат на проведение наблюдений, обусловленных необходимостью использования авиационной техники.

Известен также способ установления местоположения лесного пожара, включающий определения азимутов наблюдения дыма с наблюдательных вышек, построение на плане лесонасаждений азимутальных линий и по координатам точки пересечения определения местоположения лесного пожара, описанный в книге: Щетинский Е.А. Охрана лесов. - Пушкино: ВНИИЛМ. 2001. С.139-141.

Недостаток известного метода - низкая точность определения границ подземного торфяного пожара, который формируется в пределах площади выгорания поверхностного пожара, обусловленного слабым уровнем задымления зоны пожара и равномерным выделением дыма по всей его площади. В слое торфа зоны подземного пожара образуются выгорающие полости, в которые могут провалиться противопожарная техника и пожарные.

Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ установления местоположения лесного пожара, включающий выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, фиксацию координат скважин на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами, фиксирование его координат на лесопожарной карте, описанный в патенте РФ № 2294782, опубликованном 10.03.2005 в Бюл. № 7.

Недостаток известного метода - низкая точность определения границ подземного торфяного пожара на торфяниках, где периодически грунтовые воды поднимаются близко к поверхности участка. Грунтовые воды вымывают дымообразующий состав из скважин. При прохождении фронта подземного пожара такие скважины не выделяют столба дыма, что снижает точность определения границ подземного пожара.

Для устранения этого недостатка необходимы мероприятия по устранению вымывания дымообразующего состава из скважин.

Целью изобретения является повышение точности установления границ подземного пожара на торфяниках с периодическим подъемом уровня грунтовых вод.

Указанная цель достигается тем, что перед заполнением перфорированных труб дымообразующий пиротехнический состав перемешивают с гидрофобным воспламеняющимся материалом из расчета его расхода 5-10% от массы дымообразующего пиротехнического состава. В качестве гидрофобного воспламеняющегося материала применяют битум или тяжелые фракции крекинга нефти.

Из уровня техники известна обработка твердотопливных зарядов гидрофобным воспламеняющимся материалом (см., например, RU 2247103, кл. C06D 5/00, кл. 27.02.2005). Однако данная обработка проводится для устранения контакта поверхности твердотопливного заряда с водой, тогда как изобретение обеспечивает предотвращение вымыва отдельных частиц пиросостава путем устранения контакта с водой каждой частицы. Кроме того, в способе согласно изобретению применяется гидрофобный материал на основе продуктов переработки нефти (битум или тяжелые фракции переработки нефти). Этот материал в отличие от материала, применяемого при указанной известной обработке твердотопливных зарядов, легко воспламеняется при горении торфа.

Изобретение характеризует следующая совокупность существенных технических признаков.

1. Выделение наиболее пожароопасных участков торфяников.

2. Размещение по площади участков вертикальных скважин. Установку в скважины перфорированных труб. Заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом.

3. Фиксацию координат скважин на лесопожарной карте.

4. Разбивку патрульных маршрутов.

5. Патрульное наблюдение дыма.

6. Определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами и фиксирование его координат на лесопожарной карте.

7. Перед заполнением перфорированных труб дымообразующий пиротехнический состав перемешивают с гидрофобным воспламеняющимся материалом из расчета его расхода 5-10% от массы дымообразующего пиротехнического состава.

8. В качестве гидрофобного воспламеняющегося материала применяют битум или тяжелые фракции крекинга нефти.

Указанная совокупность существенных признаков достаточна, а каждый из них необходим для достижения цели изобретения.

Выделение наиболее пожароопасных участков торфяников сокращает затраты на проведение противопожарных мероприятий.

Размещение по площади участков вертикальных скважин, установка в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом и отображение координат скважин на лесопожарной карте позволяют фиксировать фронт огня в толще торфяника. Разбивка патрульных маршрутов и патрульное наблюдение дыма обеспечивают своевременную фиксацию пожара. Определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами и фиксирование его координат на лесопожарной карте обеспечивают точное определение границы подземного пожара и передачу оперативной информации всей службе лесной охраны.

В весенний и осенний периоды влажных лет на торфяниках грунтовые воды поднимаются к поверхности участка. Грунтовые воды вымывают часть или полностью дымообразующий состав из скважин. Скважины не выделяют столб дыма при прохождении через них фронта подземного пожара. Это снижает точность определения границы подземного пожара. Для устранения этого недостатка известного способа необходимы мероприятия по устранению вымывания из скважин дымообразующего пиротехнического состава.

Изобретение обеспечивает решение этой задачи.

Перемешивание с гидрофобным воспламеняющимся материалом образует на зернах пиротехнического состава водонепроницаемые оболочки. Они устраняют контакт зерен с грунтовыми водами и предотвращают вымывание пиросостава из скважин. Гидрофобный состав легко воспламеняется пламенем фронта подземного пожара и обеспечивает огневой контакт с дымообразующим пиротехническим составом. В качестве гидрофобного материала используют битум или тяжелые фракции переработки нефти. В отсутствии солнечного света они длительное время сохраняют стабильность и водонепроницаемость. При расходе гидрофобного материала менее 5% от массы пиротехнического состава не удается равномерно обработать его объем. При расходе гидрофобного материала более 10% от массы пиротехнического состава повышаются затраты гидрофобного материала без существенного роста равномерности обработки пиротехнического состава. Кроме того, существенность пределов изменения гидрофобного материала в смеси пиросостава от 5 до 10% подтверждается следующей таблицей, в которой приведены данные по влиянию интенсивности вымыва и интенсивности дымообразования пиросостава от содержания в нем гидрофобного материала.

Интенсивность вымыва, % и дьмообразования пиросостава.

Содержание гидрофобного материала, %Интенсивность вымыва пиросостава, %Интенсивность дымообразования325Высокая52Высокая72Высокая101Высокая131Низкая

Данные таблицы показывают, что снижение концентрации гидрофобного материала менее 5% резко повышает интенсивность вымыва пиросостава. Повышение концентрации сверх 10% снижает интенсивность дымообразования.

Сущность предложенного технического решения поясняет пример.

Выделяют наиболее пожароопасные участки торфяников с глубиной торфа 1.7 м и глубиной грунтовых вод в летний период 1.8 метра. В весенний и осенний период в отдельные годы отмечается подъем уровня грунтовых вод до поверхности участков. Равномерно по площади выделенных участков торфяников размещают на расстоянии 240 м вертикальные скважины. Лопастным буром пробуривают на глубину 1.7 м до минерального грунта скважины диаметрами 10 см. При диаметрах меньших 10 см в скважинах трудно равномерно по высоте разместить пиросостав. Увеличение диаметров скважин более 10 см повышает трудоемкость работ без существенного роста равномерности размещения пиросостава. В скважины устанавливают перфорированные трубы, которые закрепляют стенки скважин и обеспечивают огневой контакт фронта огня с пиросоставом. Трубы выполняют из огнеустойчивого полимерного материала или металла. Пиротехнический состав размещают слоем 10-15 см на площадке с покрытием. Затем над поверхностью пиротехнического материала распыляют битум из расчета 7% от массы пиротехнического материала. Проходами борон материал и битум перемешивают. Смесь засыпают в перфорированные трубы. В качестве пиротехнического состава используют аммонийную селитру, смешанную с дымообразующим компонентом и замедлителем горения. Координаты скважин отмечают на лесопожарной карте. Затем наблюдают столбы дыма, поднимающиеся из скважин. По положению этих скважин определяют границы пожара и фиксируют их на лесопожарной карте.

Продолжительность горения пиросостава принимают не менее 1 часа. За этот период фронт подземного пожара не может переместиться далее 5 м от скважины. После завершения подземного пожара выгоревшую в трубах смесь пиросостава и гидрофобного материала заменяют. Устье скважин заполняют пористым негорючим составом, например керамзитом. Керамзит предотвращает огневой контакт пиросостава с поверхностью при прохождении фронта поверхностного пожара.

Расстояние между скважинами принимают от 200 до 500 м. При уменьшении расстояния между скважинами менее 200 м существенно повышаются затраты на их устройство без значительного увеличения точности определения границ подземного пожара. При увеличении расстояния между скважинами более 500 м недопустимо снижается точность определения положения границы подземного пожара.

Предложенный способ был испытан в грунтовом лотке. Лоток глубиной 0.5 м был заряжен слоем торфа, мощностью 0.4 м, сверху торф прикрывался слоем песка. В лотке были установлены 10 модельных скважин, заполненных пиросоставом. В пяти скважинах находился обработанный битумом пиросостав. Лоток затапливали водой, а затем воду сбрасывали. Циклы затопления и сброса воды повторили 50 раз. Затем торф подожгли. Все скважины с обработанным пиросоставом выделили устойчивые столбы дыма. Только над двумя скважинами (40%) с пиросоставом без битума поднимались неустойчивые столбы дыма.

Таким образом, надежность и точность определения границ лесного пожара по выделению дыма над скважинами с пиротехническим составом, обработанным гидрофобным материалом, по сравнению со скважинами с необработанным пиросоставом повышается на 60%.

По сравнению с аналогом предложенный способ установления местоположения лесного пожара повышает точность определения местоположения границ подземного пожара на периодически подтапливаемых торфяниках на 60% за счет обработки пиросостава гидрофобным воспламеняющимся материалом и наблюдением над скважинами столбов дыма.

Способ относится к области лесного хозяйства и может быть использован для установления местоположения лесного пожара. Способ включает выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, фиксацию координат скважин на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами, фиксирование его координат на лесопожарной карте. Новым является то, что перед заполнением перфорированных труб дымообразующий пиротехнический состав перемешивают с гидрофобным воспламеняющимся материалом из расчета его расхода 5-10% от массы дымообразующего пиротехнического состава. В качестве гидрофобного воспламеняющегося материала применяют битум или тяжелые фракции крекинга нефти. По сравнению с аналогом предложенный способ установления местоположения лесного пожара повышает точность определения местоположения границ подземного пожара на периодически подтапливаемых торфяниках на 60% за счет обработки пиросостава гидрофобным воспламеняющимся материалом и наблюдением над скважинами столбов дыма. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ установления местоположения лесного пожара, включающий выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, размещение по площади участков вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, фиксацию их координат на лесопожарной карте, разбивку патрульных маршрутов, патрульное наблюдение дыма, определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами, фиксирование его координат на лесопожарной карте, отличающийся тем, что перед заполнением перфорированных труб дымообразующий пиротехнический состав перемешивают с гидрофобным воспламеняющимся материалом из расчета его расхода 5-10% от массы дымообразующего пиротехнического состава.2. Способ установления местоположения лесного пожара по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидрофобного воспламеняющегося материала применяют битум или тяжелые фракции крекинга нефти.