CC BY
17УДК 614.843 DOI 10.25257АЕ.2017.3.38-43
Ольховский И. А.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СПОСОБОВ ТУШЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ПОЖАРОВ НА ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Автор в статье производит оценку влияния пожарных соединительных головок на потери напора по длине рукавной линии. В ходе проведённых натурных экспериментов было выявлено, что при прокладке магистральных рукавных линий на большие расстояния при крупных чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера целесообразно использовать пожарные напорные рукава максимальной длины.
Ключевые слова: пожарная техника, пожарный рукав, головка пожарная соединительная, потери напора.
П
риродные пожары в Московской области - закономерное явление, так как в середине ХХ века болота на её территории интенсивно осушались, что привело к образованию пожароопасных торфяных полей огромной площадью [1, 2]. Уровень пожароопасности лесов Московской области представлен на рисунке 1. Крупные торфяные пожары представляют опасность для жизни и здоровья людей, наносят ущерб экологии (рис. 2), а также очень сложны в ликвидации, так как они тушатся от нескольких дней до нескольких месяцев, и для их ликвидации требуется значительное количество сил и средств [3, 4].
Для детального анализа проблемы необходимо рассмотреть статистические показатели лесных и торфяных пожаров (рис. 3 и 4). Можно сделать вывод, что наиболее пожароопасным был 2010 год, и связано это с аномальными погодными условиями (высокие температуры, минимальное количество осадков, сильные ветры суховеи). Однако нельзя не отметить, что на территории Московской области наряду с погодными условиями причинами увеличения площадей природных пожаров в 2010 году послужили следующие факторы:
- отсутствие на территории муниципальных образований научно-обоснованного проекта противопожарного обустройства лесных и торфяных массивов, планомерного и эффективного выполнения основных мероприятий, влияющих на возникновение и распространение природных пожаров;
- отсутствие ответственных за разработку инженерно-технических противопожарных мероприятий на территории торфяных полей;
- нерешённый вопрос, касающийся содержания наружного противопожарного водоснабжения в исправном состоянии, организации использования естественных и искусственных водоёмов на территории безводных участков;
- недостаточное количество пожарных водоёмов, оборудованных пирсами, подъездами с твёрдым
Рисунок 1. Уровень пожароопасности лесов Московской области: - высокий; ■ - умеренный; ■ - низкий
Рисунок 2. Крупный лесной пожар 2010 года
со
Рисунок 3. Количество природных пожаров Рисунок 4. Площадь природных пожаров
на территории Московской области на территории Московской области
покрытием и указателями для обеспечения возможности использования их в любое время года.
На развитие природных пожаров оказывали влияние климатические условия: сильный порывистый ветер (скорость до 50 м/с) и его постоянно меняющееся направление. В связи с этим приходилось на одном участке тушения несколько раз в течение дня производить передислокацию сил и средств. Наступление темного времени суток также значительно сдерживало достижение положительного результата в ликвидации очагов горения.
Сосредоточение значительных сил и средств для ликвидации природных пожаров ослабило общее противопожарное состояние области.
Эксплуатация техники в две смены при сложных погодных условиях (высокие дневные и ночные температуры) приводила к её частому выходу из строя, ниже перечислены основные неисправности пожарной техники:
- перегрев карбюратора;
- неисправности сцепления;
- перегрев двигателя;
- проколы автомобильных шин;
- неисправности топливной аппаратуры и др.
Стоит отметить, что 50 % привлекаемой
в 2010 году для тушения природных пожаров на территории Московской области основной и специальной техники находилось в эксплуатации уже более 10 лет.
Длительный период аномально высоких температур и отсутствие дождей привёл к обмелению большого количества водоёмов, полному высыханию обводных каналов на торфяных картах, вследствие этого для заправки пожарных автоцистерн (АЦ) водой приходилось преодолевать большие расстояния. Применение мотопомп для заправки цистерн из пересыхающих водоёмов показало свою низкую эффективность, так как насосы часто выходили из строя из-за попадания в них песка, водорослей и иного мусора. По этим же причинам в первые недели вышло из строя большое количество пожарно-технического оборудования, аварийно-спасательного инструмента и другой
техники (рис. 5). Из-за частой смены ветров и возникновения новых очагов пожаров вышло из строя большое количество пожарных рукавов [1, 2].
Тушение природных пожаров подразумевает подачу большого количества огнетушащего вещества к месту проведения работ. Для увлажнения 1 м2 торфопочвы до негорючего состояния требуется 0,33 м3 воды, именно поэтому для выполнения указанных условий необходима высокопроизводительная техника.
Одним из эффективных способов, позволивших обеспечить подачу воды в том числе и для заправки АЦ на месте тушения пожаров, стала прокладка сборных полевых трубопроводов в районах природных пожаров. Всего за период пожароопасного сезона на территории лесных и торфяных массивов было проложено сборных полевых трубопроводов:
- 23,7 км в Егорьевском муниципальном районе (обеспечена подача 10 080 м3 воды в сутки);
- 27,7 км в Шатурском муниципальном районе (обеспечена подача 44 400 м3 воды в сутки);
- 28 км в Луховицком муниципальном районе (обеспечена подача 5 760 м3 воды в сутки);
- 7 км в Коломенском муниципальном районе (обеспечена подача 2 880 м3 воды в сутки).
Рисунок 5. Сгоревшая при лесном пожаре АЦ-40 (131)
Основным недостатком работы трубопроводных магистралей являлось (рис. 6):
- отсутствие возможности прокладки трубопровода в местах завала деревьев;
- сложность соединения труб при перепаде высоты рельефа местности;
- значительная трудоёмкость осуществляемых работ по наращиванию линии с необходимостью привлечения к работе большого числа участников тушения;
- продолжительное прекращение подачи
воды.
Стоит отметить, что сборно-разборные полевые трубопроводы предназначены для быстрого развёртывания в полевых условиях каналов снабжения горюче-смазочными материалами. Они могут использоваться для транспортировки воды к месту лесного пожара. Инженерно-технический комплекс полевого магистрального трубопровода у трубопроводных бригад состоит из труб (условный диаметр 100 и 150 мм), средств перекачки и вспомогательного оборудования. Суммарная протяжённость линий может составлять до 150 км; специальная машина позволяет укладывать 12 км в сутки; бригада из десяти человек за час работы монтирует 1-1,2 км трубопровода.
Для совершенствования современных технологий в борьбе с природными пожарами в условиях аномально высоких температур на территории Московской области к 2014 году был расширен парк высокопроизводительных пожарных автомобилей, автомобилей насосно-рукавных и насосных станций с минимальной производительностью не менее 200 л/с (рис. 7).
Однако общая методика их применения не выработана [5, 6], так как не в полной мере известны и на практике не применялись их тактические возможности. Стояла задача исследования тактического потенциала подразделений, применяющих насосно-рукавные комплексы высокой производительности. В связи с этим были проведены исследования, направленные на изучение гидравлических характеристик пожарных напорных рукавов с диаметром условного прохода 150 мм -
изучались потери напора в соединениях рукавной линии, благодаря чему позже можно будет спрогнозировать тактический потенциал подразделений и максимально возможные длины рукавных линий при ликвидации пожаров и чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера.
Особенностью рукавных линий, в отличие от жёстких трубопроводов, является изменение поперечных и продольных размеров, относительной шероховатости при изменении давления транспортируемой жидкости [7-9]. Работ по изучению характеристик пожарных рукавов к настоящему времени выполнено очень мало, ещё меньше работ посвящено изучению потери напора в них [7-10].
Для проведения исследования, направленного на оценку влияния соединительных головок на потери напора по длине рукавной линии, была собрана экспериментальная установка [10] по схеме, представленной на рисунке 8.
Пожарный автомобиль 1 устанавливается на ровной поверхности. Подготавливается регистратор 9 к работе (подключается питание электроэнергии, подготавливается электронный носитель информации). Затем через насосную установку подаётся огнетушащее вещество в рукавную линию 2, в которой установлены рукавные вставки 3 для измерительных приборов. Одна вставка 3 с расходомером 4 устанавливается в рукаве 2 рядом с насосной установкой 1. Следующая вставка 3 с датчиком температуры 5 и с датчиком избыточного давления 6 устанавливается на входе в испытываемый участок 7 и точно такая же -на его выходе, перед разветвлением 8. Также на каждой из вставок 3 с датчиками 5 и 6 имеются бобышки для подсоединения импульсных трубок 13, которые подсоединяются к датчику разности давления 12, определяющий разность давления воды в начале и в конце испытываемого участка. Каждый датчик 4, 5, 6 и 12 при помощи компенсационного кабеля 10 был связан
Рисунок 7. Насосно-рукавные комплексы высокой производительности, разработанные в рамках НИОКР МЧС России: а - автомобиль насосно-рукавный модульный АНРМ-130-1/150; б - комплекс насосно-рукавный модульный КНРМ-400-1,6/300; в - пожарный автомобиль насосно-рукавный комбинированный ПАНРК-4/130; г - пожарная автоцистерна АЦ-10,0-150 (65225)
с соответствующим входом многоканального регистратора 9, выполненного с возможностью передачи информации на ЭВМ 11.
При проведении эксперимента температура окружающего воздуха была -6 °С, температура воды 3 °С. Прокладывались две параллельные рукавные линии, первая линия собиралась из 8 рукавов длиной 20 м и 4 рукавов длиной 10 м (13 соединений), вторая линия представляла со-
бой цельный рукав длиной 200 м (2 соединения). Поочередно через каждую из проложенных рукавных линий подавалась вода с различным расходом и производились замеры потерь.
Результаты оценки влияния головок соединительных пожарных на потери напора по длине рукавной линии представлены в таблице.
На основании результатов эксперимента можно сделать вывод, что в первой рукавной линии,
б
а
в
г
Рисунок 8. Схема проведения испытаний
Результаты эксперимента
Расход, л/мин Расход, л/с Давление на входе 1, МПа Давление на выходе 1, МПа Потери давления 1, МПа Давление на входе 2, МПа Давление на выходе 2, МПа Потери давления 2, МПа Разница 1-2, Па Разница 1-2, %
2 700 45 0,15 0,03 0,12 0,153 0,035 0,118 0,002 2,87
3 000 50 0,181 0,033 0,148 0,186 0,041 0,145 0,003 3,81
3 300 55 0,22 0,036 0,184 0,221 0,045 0,176 0,008 3,99
3 600 60 0,257 0,041 0,216 0,255 0,055 0,2 0,016 5,61
4 000 66,67 0,315 0,048 0,267 0,306 0,064 0,242 0,025 5,68
4 300 71,67 0,354 0,054 0,3 0,35 0,07 0,28 0,02 4,74
4 600 76,67 0,4 0,063 0,337 0,394 0,078 0,316 0,021 4,047
состоящей из 8 рукавов длиной 20 м и 4 рукавов длиной 10 м, имеющей 13 соединений, потери напора больше, чем во второй линии из цельного рукава длиной 200 м, имеющей 2 соединения, на 3-6 % в зависимости от расхода. Результаты исследования позволяют говорить о том, что при прокладке магистральных рукавных линий на большие расстояния при крупных ЧС природного и техногенного характера целесообразно использовать пожарные напорные рукава макси-
мальной длины, учитывая особенности их эксплуатации и обслуживания.
По мнению автора статьи, применение насосно-рукавных комплексов значительно снизит количество привлекаемых сил и средств, что позволит не ослаблять общее противопожарное состояние области. В связи с этим для совершенствования технологии тушения природных пожаров предлагается использовать насосно-рукавные комплексы высокой производительности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Орлов С. М. Интервью [Электронный ресурс] // Павло-Посадские известия [сайт]. - Режим доступа: Ьйр://трауро8а<1 ги/поуо8Н/т:егууи/ро-тподо1еМт-<аппут-8-1979-д-ро-2013-д-пасЬаЬ-рогЬагооразподо-рег^а-па^еггКогп-тозкоузкоу-оЬ (Дата обращения 26.06.2017 г.).
2. Природные пожары [Электронный ресурс] // Главное управление МЧС России по Курганской области [сайт]. - Режим доступа: М:р://45.тсЬз.доу.ги/<<оситеп:/295444 (Дата обращения 26.06.2017 г.).
3. Методика тушения ландшафтных пожаров (утв. МЧС России 14 сентября 2015 г. № 2-4-87-32-ЛБ) [Электронный ресурс] // Гарант.Ру: информационно-правовой портал [сайт]. -Режим доступа: Ьйр://шшш.дагап:.ги/рго<ис:8/1ро/рпте/<ос/ 71145496/ (Дата обращения 26.06.2017 г.).
4. Приказ от 5 июля 2011 года № 287 «Об утверждении классификации природной пожарной опасности лесов и классификации пожарной опасности в лесах в зависимости от условий погоды». - М.: Федеральное агентство лесного хозяйства, 2011. - 7 с.
5. Методическое руководство по организации и порядку эксплуатации пожарных рукавов / под ред. А. П. Чуприяна. -М.: МЧС России, 2007. - 44 с.
6. Иванников В. М, Клюс П. П. Справочник руководителя тушения пожара. - М.: Строиздат, 1987. - 288 с.
7. Абросимов Ю. Г., Подгрушный А. В., Ермошин Д. И. Оценка точности определения расхода воды на пожаротушение по показанию манометра на автонасосе // Пожаровзрывобезо-пасность. - 2004. - Т. 13, № 5. - С. 89-91.
8. Сьцебура Т. Исследование гидравлических сопротивлений в пожарных напорных рукавах из синтетических материалов и области их применения: дис. ... канд. техн. наук: 05.26.01 / Сьцебура Тадеуш. - М.: ВИПТШ МВД СССР, 1977. - 236 с.
9. Яковчук В. И. Гидравлические сопротивления гибких трубопроводов противопожарного водоснабжения. Автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.26.04 / Яковчук Виктор Иванович. -Минск, 2000. - 23 с.
10. Ольховский И. А. Технология применения рукавных систем с пропускной способностью более 100 л/с для тушения пожаров на объектах энергетики: дис. ... канд. техн. наук: 05.26.03 / Ольховский Иван Александрович. - Москва, 2014. -145 с.
Материал поступил в редакцию 21 июня 2017 года.
Olkhovsky I.
IMPROVEMENT OF THE WAYS OF WILD FIRES EXTINGUISHING AROUND
THE MOSCOW REGION AREA
ABSTRACT
Purpose. In the article the author evaluates the effect of fire connecting heads on head loss along the hose line length. During on location testing experiments, it was revealed that when laying the main hose lines over long distances at large natural and man-made emergencies, it is advisable to use delivery hoses of the maximum length.
Methods. Both domestic and foreign literary, legal and regulatory sources, descriptions of large fires that occurred in the Russian Federation from 2005 to 2016, fire extinguishing plans, materials of scientific research in the field of extinguishing agents supply when extinguishing fires and for preventing fires provided the information basis for this study. Reliability and validity of the main outcomes, conclusions and recommendations outlined in the article result from the use of modern research methods and means.
Findings. The research outcomes allow us to state that it is advisable to use fire hose lines of the maximum length when laying main hose lines at long
distances at large natural and man-made emergencies, taking into account their operation and maintenance peculiarities.
Research application field. To improve the technology for large fires extinguishment and emergencies, it is proposed to use high-performance pump-hose complexes. The outcomes should be applied when planning the involvement of forces and means for fire extinguishment and emergencies elimination.
Conclusions. The use of pump-hose complexes will significantly reduce the amount of forces and means involved, all in all it will not weaken the general fire-fighting state in the region, therefore, it is proposed to use high-performance pump-hose complexes to improve the technology of extinguishing wild fires.
Key words: fire equipment, fire hose, fire connecting head, head loss.
REFERENCES
1. Pavlo-Posad news, an interview with Orlov S.M. Available at: http://inpavposad.ru/novosti/intervyu/po-mnogoletnim-dannym-s-1979-g-po-2013-g-nachalo-pozharoopasnogo-perioda-na-territorii-moskovskoy-ob (accessed June 26, 2017). (in Russ.).
2. Main Directorate of the EMERCOM of Russia of the Kurgan Region, Natural fires. Available at: http://45.mchs.gov.ru/ document/295444 (accessed June 26, 2017). (in Russ.).
3. Methods of extinguishing landscape fires. Available at: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71145496/ (accessed June 26, 2017). (in Russ.).
4. Order of the Federal Forestry Agency of the Russian Federation on July 5, 2011, no. 287 "On approval of the classification of natural forest fire danger and classification of fire danger in forests depending on weather conditions". Moscow, 2011. 7 p. (in Russ.).
5. Metodicheskoe rukovodstvo po organizatsii i poriadku ekspluatatsii pozharnykh rukavov [Methodical guidance on the organization and operation of fire hoses. Ed. by A. P. Chupriian]. Moscow, the EMERCOM of Russia Publ., 2007, 44 p.
6. Ivannikov V.M., Klius P.P. Spravochnik rukovoditelia tusheniia pozhara [Reference book of fire extinguishing leader]. Moscow, Stroizdat Publ., 1987. 288 p.
7. Abrosimov Yu.G., Podgrushnyi A.V., Ermoshin D.I. Accuracy evaluation of water consumption for fire extinguishing by indices of an auto pump manometer. Pozharovzryvobezopasnost', 2004, vol. 13, no. 5, pp. 89-91. (in Russ.).
8. S'tsebura T. Issledovanie gidravlicheskikh soprotivlenii v pozharnykh napornykh rukavakh iz sinteticheskikh materialov i oblasti ikh primeneniia [Investigation of hydraulic resistances in fire pressure hoses made of synthetic materials and their applications. PhD in Engin.Sci. diss.]. Moscow, Vysshaia inzhenernaia pozharno-tekhnicheskaia shkola MVD SSSR Publ., 1977. 236 p.
9. Yakovchuk V.I. Gidravlicheskie soprotivleniia gibkikh truboprovodov protivopozharnogo vodosnabzheniia [Hydraulic resistance of flexible pipelines for fire water supply. Abstract of the PhD in Engin.Sci. diss.]. Minsk, 2000. 23 p.
10. Olkhovsky I.A. Tekhnologiia primeneniia rukavnykh sistem s propusknoi sposobnost'iu bolee 100 l/s dlia tusheniia pozharov na ob"ektakh energetiki [Technology of the use of hose systems with a throughput of more than 100 l/s for extinguishing fires at energy facilities. PhD in Engin.Sci. diss.]. Moscow, 2014. 145 p.
Ivan Olkhovsky I Doctor of Philosophy in Engineering Sciences
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
