СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ЛЕСНОГО ПОЖАРА
METHOD FOR DETECTION OF FOREST FIRE LOCATION

Предлагаемое изобретение относится к области лесного хозяйства, а конкретно к способам установления местоположения лесного пожара преимущественно на торфяниках.
Известен способ установления местоположения лесного 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 к предлагаемому техническому решению 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 из скважин, 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 установкой в скважины на внутренние поверхности перфорированных труб наносят слоем от 4 до 7 мм пластичный гидрофобный воспламеняющийся материал. В качестве пластичного гидрофобного воспламеняющегося материала применяют битум или тяжелые фракции крекинга нефти.
Предложенное техническое решение характеризует следующая совокупность существенных технических признаков:
1. Выделение наиболее пожароопасных участков торфяников.
2. Размещение по площади участков вертикальных скважин, установка в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом.
3. Фиксация координат скважин на лесопожарной карте.
4. Разбивка патрульных маршрутов.
5. Патрульное наблюдение дыма.
6. Определение границы пожара по местоположению дыма над скважинами и фиксирование его координат на лесопожарной карте.
И отличительных признаков:
1. Перед установкой в скважины на внутренние поверхности перфорированных труб наносят слоем толщиной от 4 до 7 мм гидрофобный воспламеняющийся материал.
2. 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 с перфорированными трубами, заполненными дымообразующим составом, и фиксация их координат 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 из скважин 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 весь дымообразующий состав из скважин. Эти 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. Отличительные признаки обеспечивают решение этой задачи.
Перед установкой в скважины на внутренние поверхности перфорированных труб наносят слой гидрофобного воспламеняющегося материала. Материал образует на поверхности пиросостава устойчивую гидрофобную пленку. Пленка устраняет контакт пиросостава с грунтовыми водами и предотвращает его вымывание. Пленка гидрофобного воспламеняющегося материала легко прожигается пламенем фронта подземного пожара и обеспечивает огневой контакт с дымообразующим пиротехническим составом.
Пленка из битума и тяжелых фракций крекинга нефти обладает достаточной механической прочностью. При толщине слоя более 4 мм она не разрушается в просветах перфорации при перемещении перфорированных труб вдоль стенок скважины и наполнении труб пиросоставом.
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 м. В торфе встречаются погребенные крупные древесные остатки. В весенний и осенний периоды в отдельные годы отмечается подъем уровня фунтовых 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 меньше 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. Заготавливают отрезки перфорированных металлических труб длинной не менее 1.7 м. На внутренние поверхности труб слоем 5 мм наносят разогретый битум. Толщина слоя гидрофобного воспламеняющегося материала принимается от 4 до 7 мм. При толщине слоя менее 4 мм вымыв пиросостава резко повышается и снижается интенсивность выделения дыма. При толщине слоя более 7 мм рост затрат гидрофобного материала не сопровождается существенным снижением интенсивности вымыва пиросотава. Затем трубы устанавливают в скважины. Их заполняют дымообразующим пиротехническим составом. 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 перфорированные трубы с пиросоставом заменяют новыми.
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 на внутренние поверхности перфорированных труб наносился слой битума толщиной от 3 до 7 мм. Лоток затапливали водой, а затем воду сбрасывали. Циклы затопления и сброса воды повторили 50 раз. Затем определили процент вымыва пиросостава из скважин. Опыты повторили с горением слоя торфа и оценкой интенсивности дымообразования. Результаты измерений приводятся в таблице.
Толщина слоя битума, мм
Интенсивность вымыва пиросостава, %
Интенсивность дымообразования
3
22
Низкая
4
4
Высокая
5
3
Высокая
6
2
Высокая
7
1
Высокая
0
27
Низкая
Из пяти и скважин с трубами без слоя покрытия только одна (20%) выделила с низкой интенсивностью дым.
Предложенный способ можно применять и на торфяниках, которые содержат погребенные древесные остатки. Стенки перфорированных труб защищают слой гидрофобного материала от разрушения древесными остатками.
Таким образом, надежность и точность определения границ лесного пожара по выделению дыма над скважинами с трубами, стенки которых покрыты гидрофобным воспламеняющимся материалом, по сравнению со скважинами без этого слоя повышается на 80%.
Предложенный способ установления местоположения лесного пожара повышает по сравнению с аналогом точность определения положения границ подземного пожара на периодически подтапливаемых торфяниках на 80%. Это достигается за счет установки в скважины перфорированных труб, внутренние поверхности которых покрыты слоем гидрофобного воспламеняющегося материала.