CC BY
14Седнев В. А., Тетерина Н. В.
ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НАСЕЛЁННЫХ ПУНКТОВ ЗИМОЙ
Приведены конструкции зимнего колодца водоёма и его модификаций для стабильного образования незамерзающей майны внутри него, что обеспечивает беспрепятственный забор воды зимой и сокращает до минимально возможного время дозаправки пожарных автоцистерн. Данные технические решения направлены на обеспечение защищённости граждан и сельских населённых пунктов от зимних пожаров, повышение эффективности действий пожарных расчётов и оперативности реагирования на пожары.
Ключевые слова: населённые пункты, пожары, замерзающие водоёмы, тушение, оперативность реагирования, защищённость граждан, эффективность действий.
Чрезвычайные происшествия, происходившие зимой и приводившие к гибели людей, уничтожению огнём отдельных объектов и населённых пунктов, известны [1]. Причём несмотря на своевременность прибытия пожарных подразделений, зачастую имеющегося запаса воды в пожарных автоцистернах недостаточно для тушения пожаров зимой. При этом практически всегда в сельских населённых пунктах имеются замерзающие водоёмы, но отсутствует возможность использования их для тушения пожаров [2].
Для обеспечения защищённости граждан и сельских населённых пунктов от зимних пожаров, повышения оперативности реагирования на них, эффективности действий штатных и добровольных пожарных расчётов, организации пожаротушения разработаны и изготовлены конструкции для забора воды зимой из замерзающих водоёмов: зимний колодец водоёма [3] и его варианты (рис. 1), позволяющие исключить замерзание воды за счёт создания воздушной прослойки с избыточным давлением, препятствующим непосредственному контакту воды с отрицательной температурой атмосферной среды, а также с нижними слоями льда в зоне лунки [4].
Зимний колодец водоёма может быть использован для образования незамерзающей майны, обеспечивающей беспрепятственный забор воды, а также для естественной или принудительной аэрации водоёмов. Конструкция
зимнего колодца водоёма обеспечивает стабильное образование незамерзающей майны внутри колодца.
Зимний колодец водоёма выполнен в климатическом исполнении УХЛ (для ма-кроклиматических районов с умеренным и холодным климатом) категории размещения 1 (для эксплуатации на открытом воздухе) согласно ГОСТ 15150-69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды» и сохраняет свои параметры при температуре до минус 60 °С (при эксплуатации на высотах до 1 000 м).
Зимний колодец водоёма (рис. 2) представляет собой сварной корпус 1 цилиндрической формы, в средней части которого приварена опорная плита, а к верхнему торцу -фланец. К фланцу при помощи болтов 2 закрепляется крышка-фланец 3 с установленными
Рисунок 1. Зимний колодец водоёма
Рисунок 2. Схема зимнего колодца водоёма: 1 - манометр; 2 - болты, закрепляющие крышку-фланец; 3 - крышка-фланец; 4 - установленные ниппель и крышка; 5 - сварной корпус цилиндрической формы
на ней ниппелем и крышкой 4. Для удобства и контроля давления внутри корпуса зимний колодец водоёма может быть оборудован манометром.
Принцип действия колодца заключается в том, что из внутренней полости корпуса за счёт создания подпора воздуха вытесняется вода и образовавшийся воздушный столб предохраняет поверхность воды во внутренней полости от замерзания благодаря избыточному давлению в колодце. Верхний уровень воды в колодце находится на 0,3-0,4 м ниже нижней границы ледового поля.
Колодец устанавливают в водоём после достижения толщины льда 0,02-0,1 м в подготовленную лунку, внутри колодца создается избыточное давление и он запечатывается. В зимнее время года забор воды из замерзающего водоёма осуществляется без выполнения дополнительных операций (сверления лунок).
Перевод зимнего колодца водоема в рабочее состояние необходимо производить в следующей последовательности (см. рис. 3):
- расчистить площадку от снега и прорубить во льду лунку диаметром 350-400 мм;
- установить над лункой деревянный плот 1 с отверстием в центре;
- установить в лунку колодец 2 до упора опорной плиты в поверхность плота;
- закрепить колодец к берегу при помощи крепежного троса 3 с анкером 4;
- подсоединить шланг насоса к ниппелю и закачать при помощи насоса воздух во внутреннюю полость колодца до момента выхода воздушных пузырей из-под нижнего обреза колодца или прекращения роста давления в колодце;
- установить на место крышку 4.
Забор воды из зимнего колодца необходимо производить в следующей последовательности:
- ослабить затяжку болтов и выпустить сжатый воздух из колодца;
- снять крышку-фланец и вставить в колодец водозаборный рукав пожарного средства;
- после окончания забора воды извлечь из колодца водозаборный рукав пожарного средства и перевести устройство в рабочее состояние, не допуская образования льда на поверхности воды внутри колодца.
Эксплуатация зимнего колодца водоёма должна производиться в соответствии с руководящими документами по охране труда и технике безопасности. Выполнение работ по установке зимнего колодца водоёма на лёд и его обслуживанию должно производиться при толщине льда, обеспечивающей безопасное выполнение работ. На месте проведения работ должен находиться только персонал, непосредственно занятый эксплуатацией колодца. Персонал, не прошедший инструктаж по технике безопасности, безопасным приёмам ведения работ и обучение правилам эксплуатации колодца, к работе не допускается.
Техническое обслуживание зимнего колодца водоема должно производиться с целью поддержания его в работоспособном состоянии
Рисунок 3. Схема установки и крепления зимнего колодца водоёма:
1 - деревянный плот; 2 - зимний колодец водоёма; 3 - крепёжный трос; 4 - анкер
2
3
5
Рисунок 4. Зимний колодец водоёма модификации 1: а - общий вид в состоянии ожидания забора воды («дежурства»); б - в состоянии готовности к забору воды; в - в состоянии подготовки к «дежурству»;
1 - корпус; 2 - крышка; 3 - нижняя крышка; 4 - прокладка; 5 - сборник воды; 6 - механизм вертикального перемещения; 7 - головка винта; 8 - вытеснитель воды; 9 - обратный клапан; 10 - выступающий бурт
в течение эксплуатации. Система технического обслуживания колодца включает в себя контрольный осмотр; ежемесячное и сезонное обслуживание.
Контрольный осмотр проводится перед установкой зимнего колодца и включает проверку исправности его деталей и резиновых уплотнений.
Ежемесячное обслуживание проводится в процессе эксплуатации колодца в водоёме и включает в себя:
- внешний осмотр с целью выявления механических повреждений;
- проверку наличия подпора воздуха во внутренней полости колодца и восстановление подпора. Проверка подпора производится по манометру на колодце или имеющемуся на насосе. Рабочее давление - 0,1-0,2 кг/см2. Повышение давления свыше 0,2 кг/см2 в процессе подкачки воздуха указывает на замерзание воды в колодце. В этом случае необходимо снять крышку-фланец, проверить исправность резиновой прокладки и ниппеля, удалить лёд из колодца, выполнить правила перевода устройства в рабочее состояние.
Сезонное обслуживание проводится после снятия колодца с водоёма в весенний период и
заключается в проверке исправности всех деталей и восстановлении лакокрасочных покрытий.
Проверка заявленных характеристик, порядок перевода зимнего колодца водоёма в рабочее состояние, схема его установки и крепления обоснованы в ходе зимних испытаний на экспериментальной базе ВНИИПО МЧС России.
С учётом возможных вариантов установки зимнего колодца водоёма разработаны его модификации (рис. 4-7).
Модификация зимнего колодца водоема № 1 (рис. 4) - имеет внизу открывающуюся герметичную крышку, механизм вертикального перемещения крышки и вытеснитель воды из корпуса колодца, а размещение верхнего торца колодца и уровень воды, остающейся в корпусе колодца, должны быть соответственно выше и ниже верхней и нижней кромки льда.
Модификация зимнего колодца водоема № 2 (рис. 5) - с герметичной крышкой и золотником выполняется такой длины, которая позволяет заглублять его в дно водоёма как сваю. Для доступа воды в нижней части корпуса выполняются заборные окна.
Расширение эксплуатационных и монтажных возможностей конструкции осуществляется за счёт выполнения корпуса из двух
а б в
Рисунок 5. Зимний колодец водоёма модификации 2: а - общий вид; б - с заборными окнами в верхней части корпуса; в - с заборными окнами в нижней части корпуса; 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - заборные окна; 4 - верхняя часть корпуса; 5 - нижняя часть корпуса
соединяемых между собой частей. Нижняя часть корпуса забивается в дно реки, а верхняя крепится к ней, например, с помощью болтового соединения, при этом заборные окна могут выполняться или в верхней, или в нижней части корпуса.
Конструктивное решение (рис. 5 б) позволяет верхней части корпуса быть съемной и выполняться из материалов, не обладающих высокой прочностью (пластик), а нижней части - из высокопрочного материала (металл, железобетон).
Модификация зимнего колодца водоема № 3 -
зимний водозабор водоёма (рис. 6) - также относится к конструкции водозаборов на замерзающих водоёмах для доступа к воде с целью быстрого её забора для различных целей, в том числе для пожаротушения.
Корпус зимнего водозабора водоёма, открытый снизу, имеет сверху герметичную крышку с золотником, через который в корпус подаётся воздух, вытесняющий воду, создавая полость, свободную от замерзания, и такие размеры и конфигурацию, которые позволяют
б
Рисунок 6. Зимний колодец водоёма модификации 3 (зимний водозабор водоёма): общий вид; б - со снятой крышкой; в - в сопряжении с патрубком насосного агрегата или компрессора; 1 - корпус; 2 - герметичная крышка; 3 - золотник; 4 - лёд; 5 - воздушная полость; 6 - берег;
7 - вода; 8 - патрубок; 9 - шланг
а
в
а
Рисунок 7. Незамерзающая ледовая лунка: а - общий вид; б - со снятой крышкой; 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - золотник; 4 - опорное кольцо; 5 - зубчатые продольные рёбра; 6 - воздушная полость; 7 - толщина льда; 8 - вода
размещать верхний и нижний торцы, соответственно, выше и ниже верхней кромки льда, а крышку - в условиях берега.
Расширение эксплуатационных возможностей устройства может быть осуществлено путём выполнения в верхней части корпуса водозабора патрубка, позволяющего подсоединять насосный агрегат или компрессор, не снимая крышку.
Модификация зимнего колодца водоема № 4 -незамерзающая ледовая лунка (рис. 7) - может также использоваться для образования незамерзающей майны с целью пожаротушения и аварийного водоснабжения.
Незамерзающая ледовая лунка (рис. 7 а) содержит корпус, открытый снизу, и крыш-
ку, в которой размещён золотник. Расстояние между торцами корпуса превышает толщину льда водоёма. Для предотвращения провали-вания лунки в водоём её корпус имеет опорное кольцо, а для предотвращения поворота относительно вертикальной оси - зубчатые продольные ребра.
Использование зимнего колодца водоёма и других рассмотренных технических решений сокращает до минимально возможного время дозаправки пожарных автоцистерн, обеспечивает защищённость граждан и сельских населённых пунктов от зимних пожаров, повышает оперативность реагирования на зимние пожары не менее чем в 4 раза и эффективность действий пожарных расчётов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Седнев В. А., Тетерина Н. В. Защита населённых пунктов от крупномасштабных лесных пожаров // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. - 2016. -№ 2. - С. 14-18.
2. Седнев В. А, Тетерина Н. В., Смуров А. В. Предложения по обеспечению устойчивого противопожарного водоснабжения сельских населенных пунктов в условиях воздействия природных пожаров // Мат-лы VII Всерос. науч.-практ. конф. «Современные технологии обеспечения гражданской обороны
и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». - Воронеж: Воронежский институт ГПС МЧС России, 2016. - С. 173-176.
3. Седнев В. А., Тетерина Н. В. Незамерзающий колодец // Пожарное дело. - 2016. - № 3. - С. 58-59.
4. Седнев В. А, Тетерина Н. В. Технические решения по обеспечению пожарной безопасности граждан // Мат-лы XXVI Междунар. науч.-практ. конф. «Предупреждение. Спасение. Помощь». - М.: Академия гражданской защиты МЧС России, 2016. - С. 94-99.
Sednev V., Teterina N.
ENGINEERING SOLUTIONS TO IMPROVE SETTLEMENT FIRE SAFETY IN WINTER
ABSTRACT
Purpose. The article deals with ensuring dwelling and settlement protection from fires in winter and increase in fire response rate.
Methods. The proposed experimental construction of a winter well water source taken as a basis for other modifications, has been experimentally researched tested at the premises of the Federal State Establishment All-Russian Fire Safety Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, conclusions on particular stages of the study being relied on the main principles of the system theory, system analysis and information theory.
Findings. The possibility of using constructions of a winter well water source made of local materials to ex-tinguish a fire has been shown. This is the first time when engineering solutions to ensure fire ap-pliance water refilling near a fire site have been proposed. This gives the original data for substantiating the necessary
and sufficient means and measures to ensure fire safety of settlements and eliminates the need for refilling fire trucks outside the village.
Research application field. It allows planning activities aimed at protecting settlements and territories of subjects of the Rus-sian Federation from large-scale fires when drawing up the Passport of a settlement exposed to a forest fire hazard.
Conclusions. Implementation of the proposed engineering solutions will minimize the water tender refilling time at fire suppression in winter, the damage from it and ensure protection of people and rural settlements from winter fires.
Key words: settlements, fires, freezing water bodies, fire extinguishment, response, protection of people, action efficiency.
REFERENCES
1. Sednev V.A., Teterina N.V. Pozhary i chrezvychainye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiia. 2016, no. 2, pp. 14-18. (in Russ.).
2. Sednev V.A., Teterina N.V., Smurov A.V. Proposals for sustainable fire-prevention water supply of rural settlements under the impact of wildfires. Materialy VII Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Sovremennye tekhnologii obespecheniia grazhdanskoi oborony i likvidatsii posledstvii chrezvychainykh situatsii" [Proceedings of the VII all-Russian scientific-practical conference "Modern technologies in civil protection and liquidation of consequences of emergency situations"]. Voronezh, Voronezh
Institute of state fire service of EMERCOM, 2016, pp. 173-176. (in Russ.).
3. Sednev V.A., Teterina N.V. Freezing well. Pozharnoe delo, 2016, no. 3, pp. 58-59. (in Russ.).
4. Sednev V.A., Teterina N.V. Technical solutions for ensuring fire safety of citizens. Materialy XXVI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Preduprezhdenie. Spasenie. Pomoshch"' [Materials of the XXVI International scientific-practical conference "Prevention. Salvation. Help"]. Moscow, Civil defence Academy EMERCOM of Russia Publ., 2016, pp. 94-96.
VLADiMiR Sednev
Doctor of Technical Sciences, Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
M T I State Fire Academy of EMERCOM of Russia,
Nina Teterina .. n • Moscow, Russia
