Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТОРФЯНОГО ПОЖАРА

Предлагаемое изобретение относится к области лесного и сельского хозяйств, а конкретней к способам обнаружения торфяного пожара преимущественно на лесных землях.

Известен способ обнаружения торфяного пожара, включающий определения азимутов наблюдения дыма с наблюдательных вышек, построение на плане лесонасаждений азимутальных линий и по координатам точки пересечения определения местоположения лесного пожара (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.

Наиболее близким по технической сущности и цели предлагаемого технического решения является способ установления местоположения лесного пожара, включающий устройство скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение их дымообразующим пиросоставом, засыпку устьев скважин гранулометрическим материалом, фиксацию координат скважин на плане лесонасаждений, наблюдение дыма, определение местоположения лесного пожара по координатам дымящих скважин (Пат. РФ 2294782, МПК А62С 3/00, А01С 23/00. Способ установления местоположения пожара / А.Е.Касьянов. Заявка 2005126967/12, заявл. 26.08.2005; опубл. 10.03.2007, бюл. №7).

Недостаток известного метода - ограниченные функциональные возможности. На торфяниках содержащих растворимое закисное железо отверстия перфорации труб забивают отложения нерастворимой окиси железа. Воспламенение пиросостава становится невозможным. Отложения окиси железа создают железобактерии, которые переводят растворимые формы двуокиси железа в нерастворимую окисную форму.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Сущность способа обнаружения торфяного пожара на торфяниках, содержащих закисное железо, включающего выделение наиболее пожароопасных участков торфяников, устройство вертикальных скважин, установку в скважины перфорированных труб, заполнение труб дымообразующим пиротехническим составом, засыпку устьев скважин гранулометрическим материалом, 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, заключается в том, что в полость скважины одновременно с подачей выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания подают мелкодисперсный порошок карбоната кальция.

Предложенный способ реализуют следующим образом. Выделяют наиболее пожароопасные участки торфяников. Равномерно по площади выделенных участков торфяников размещают на расстоянии от 100 до 200 м вертикальные скважины. Лопастным буром пробуривают 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. Затем поочередно в устье каждой скважины устанавливают заглушку, снабженную патрубком. На патрубке размещают дозатор, емкость которого заполнена мелкодисперсным порошком карбоната кальция. Патрубок соединяют трубопроводом с выхлопной трубой двигателя внутреннего сгорания трактора или автомобиля. Двигатель должен работать на малых оборотах, обеспечивая повышенные концентрации токсичных для железобактерий соединений в выхлопных газах. Длину трубопровода принимают не менее 2 м. При меньшей длине трубопровода возможно попадание в полость скважины раскаленных частиц сажи. Продолжительность подачи выхлопных газов устанавливают в пределах от 3 до 7 мин. При продолжительности подачи выхлопных газов менее 3 мин токсичные для железобактерий соединения не успевают заполнить микропоры стенок скважины. Увеличение продолжительности подачи выхлопных газов более 7 мин повышает трудоемкость работ без существенного роста интенсивности подавления железобактерий. Увеличенные интервалы времени подачи выхлопных газов принимают на торфяниках с высоким содержанием закисного железа.

В момент подачи выхлопных газов в полость скважины открывают затвор дозатора, порошок карбоната кальция захватывается потоком выхлопных газов, поступает в полость скважины и распределяется слоем на ее стенках. Карбонат кальция подавляет жизнедеятельность железобактерий, повышая токсическое действие выхлопных газов. Размер частиц порошка составляет от 0.001 до 0.01 мм. При размере частиц менее 0.001 мм повышаются затраты на помол карбоната кальция без существенного роста равномерности распределения порошка по стенкам скважины. При размере частиц более 0.01 мм существенно повышается неравномерность распределения порошка по стенкам скважины. Норму внесения карбоната кальция принимают в пределах от 22.4 до 26.5 г/м². При норме внесения порошка менее 22.4 г/м² резко снижается интенсивность подавления железобактерий. Увеличение нормы внесения порошка более 26.5 г/м² существенно повышает затраты препарата без роста интенсивности подавления жизнедеятельности железобактерий. Массу карбоната кальция М (в граммах), загружаемого в дозатор, определяют по формуле М=n·s, где n - норма внесения порошка карбоната кальция, г/м²; s=h·π·d, h - глубина скважины, м; π - число π≈3.14; d - диаметр скважины, м.

После завершения подачи выхлопных газов и порошка заготавливают отрезки перфорированных металлических труб длинной не менее высоты слоя торфа. Затем трубы устанавливают в скважины. Их послойно заполняют дымообразующим пиротехническим составом. Устье скважины засыпают гранулометрическим материалом, который исключает воспламенение пиросостава верховым пожаром. Мощность слоя гранулометрического материала принимают не менее 10 см. При мощности слоя более 10 см затрудняется выделение дыма. При мощности слоя менее 10 см огонь верхового пожара может зажечь пиросостав в скважине. В качестве гранулометрического материала применяют керамзит, гравий со средним размером гранул не менее 10 мм. В качестве дымообразующих веществ используют соединения железа, марганца, меди. В качестве пиротехнического состава используют аммонийную селитру, смешанную с замедлителем горения. Координаты скважин отмечают на лесопожарной карте. Затем наблюдают столбы дыма, поднимающиеся из скважин. По положению этих скважин обнаруживают границы пожара.

Продолжительность горения пиросостава принимают не менее 1 часа. За этот период фронт подземного пожара не может переместиться далее 5 м от скважины. После завершения торфяного подземного пожара, перфорированные трубы с пиросоставом заменяют новыми.

Расстояние между скважинами принимают от 100 до 200 м. При уменьшении расстояния между скважинами менее 100 м существенно повышаются затраты на их устройство без значительного увеличения точности определения границ подземного пожара. При увеличении расстояния между скважинами более 200 м недопустимо снижается точность определения положения границы подземного пожара.

Пример реализации способа. Низинные торфяники в Архангельской области. Мощность слоя торфа 1.4 м. Содержание закиси железа в торфяниках выше среднего. Площадь массива 450 га. Забуривают вертикальные скважины диаметром 10 см. В устье каждой скважины устанавливают заглушку с патрубком. Патрубок, снабженный дозатором, трубопроводом соединяют с выхлопной трубой трактора МТЗ-80. На малых оборотах двигателя подают в скважину в течение 5 мин выхлопные газы. Одновременно с подачей выхлопных газов открывают заслонку дозатора и подают в скважину порошок карбоната кальция. Средний размер частиц порошка 0.009 мм. Норма внесения карбоната кальция - 24.5 г/м².

Масса загрузки дозатора М=n·s=24.5·1.4·3.14·0.1=10.8 г. Далее устанавливают в скважины перфорированные трубы, которые заполняют пиросоставом. Устья скважины засыпают керамзитом слоем 10 см. Координаты скважин отмечают на лесопожарной карте. Затем наблюдают столбы дыма, поднимающиеся из скважин. По положению дымящих скважин обнаруживают границы пожара.

Для оценки эффективности действия выхлопных газов пять скважин на участке газом и порошком карбоната кальция не обрабатывали. Через три месяца после устройства скважин осмотрели перфорации труб. В скважинах, обработанных газом и порошком карбоната кальция, 1% отверстий перфорации были заполнены отложениями окиси железа. В не обработанных газом и порошком карбоната кальция скважинах 60% отверстий перфорации были заполнены отложениями окиси железа.

Предложенный способ, по сравнению с аналогом, обеспечивает возможность использования сигнальных скважин на торфяниках с высоким содержанием закисного железа за счет подачи в полость скважины выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания и порошка карбоната кальция, которые подавляют жизнедеятельность железобактерий и устраняют заполнение отверстий перфорации труб окисью железа.