5.5. Развитие пожаров на торфопредприятиях

Загорания могут происходить как непосредственно на полях добычи и сушки торфа, так и в прилегающих к ним лесах с последующим переходом на поля.

Пожары на полях добычи торфа начинаются на ма­лой площади и развиваются во все стороны с различной скоростью. Развитие торфяных пожаров обусловлено комплексом метеорологических, топографических и других факторов. Основными из них являются: направление и скорость ветра, влажность и структура торфополя, температура воздуха, наличие естественных и искусственных преград.

Анализ большого количества статистических данных показывает, что в основном все крупные пожары на торфополях возникали в интервале от 10 ч утра до 15 ч дня, что объясняется наиболее интенсивным напряжением солнечной радиации в эти часы и другими факторами. Они характеризовались сильным односторонним ветром, который возник до загорания или явился их следствием.

Горение фрезерного торфа, независимо от причин его возникновения начинается на поверхности полей или штабелей с медленным углублением в залежь или шта­бель. Глубина и интенсивность прогорания торфа в шта­белях зависит от его качества, плотности, скорости вет­ра. Ветер в данном случае играет решающую роль: он сдувает с поверхности штабелей или полей слой золы, об­разовавшейся от сгорания верхнего слоя торфа и пре­пятствующей доступу воздуха к нижним слоям торфа.

Скорость выгорания торфа меняется в пределах от 1,4 кг/м²/ч при скорости ветра 1 м/с до 23 кг/м²/ч при скорости ветра 11 м/с.

В полевых условиях горение фрезерного происходит вглубь и в стороны. При слабом ветре (до 2 м/с) массовая скорость выгорания торфяной залежи составляет около 0,2 кг/м²/мин.

Скорость сгорания фрезерного торфа на поверхности штабелей (кг/м²/ч) определяется по эмпирической формуле:

(5.1)

где: V_В – скорость ветра (м/с), для данной формулы она изменяется в пределах от 1 до 10 м/с.

Проникновению горения вглубь массива препятствует высокая влажность торфа. Однако, на отдельных участках, где низко грунтовые воды, горение распространяется и в глубь торфополя. Такие подземные пожары распространяются со скоростью 3 – 5 м/сут и больших размеров не принимают.

Горящий поверхностный участок торфополя может иметь температуру от 300 до 500^о С, а при горении торфа внутри залежи, где глубина прогорания может достигать нескольких метров, температура горения достигает 500-600°С.

На разрыхленном торфополе вследствие большой поверхности окисле­ния процесс развития пожара протекает значительно интенсивнее, чем на подготовленных для добычи или уплотненных участках. При ветре решающим фактором в распространении торфяного пожара является перенос по его фронту развития горящей торфокрошки. Этот перенос горящей торфокрошки с фрезерованных полей происходит уже при скорости ветра 3-4 м/с. При сильном ветре дальность разноса может быть от 200 до 400 м. Искры попадая на подготовленный к уборке сухой торфяной участок вызывают новые очаги пожаров, от которых, через некоторое время, искры вновь переносятся ветром вперед фронта развития пожара, образуя все новые массовые очаги пожаров. Таким образом, происходит быстрое развитие пожаров по направлению ветра. За несколько часов такой пожар распространится на десятки, и даже сотни гектаров.

При сильном порывистом ветре (более 10 м/с) иногда происходит образование на горящей поверхности торфополя «огненных смерчей». Облако, состоящее из золы, горящей и подготовленной к горению торфокрошки, передвигается над полем на высоте до 100 м. По пути из обла­ка выпадают и горящие частицы торфа, образуя на большой площади сотни новых очагов пожаров. Пожары на торфополях сопровождаются выделением значительного количества дыма. В зоне задымления концентрация кислорода может снижаться до I7-19%, что оказывает влияние на работоспособность участников тушения пожара и пожарной техники.

На горящем торфяном поле могут находиться караваны (штабеля) высушенного торфа. При их горении в первые 1,5-2 часа с поверхности выгорает торф на глубину 2-4 см, образуя слой золы и спекшуюся корку, которая препятствует доступу кислорода в зону горения. Это в значительной мере уменьшает развитие пожара как внутрь штабеля так и по его поверхности.

Подземный пожар перемещается во все стороны с малой скоростью - до нескольких метров в час и может длить­ся продолжительное время.

Важно своевременно и правильно определить тип развития пожара, так как это помогает рассчитать его основные параметры.

В зависимости от условий, размеров и формы участ­ка пожар может развиваться по-разному. Если он воз­ник в центре большого массива горючих ма­териалов и огонь распространяется во все стороны, то его называют круговым. Если же он возник в одном из концов участка и развивается только в одном направле­нии - параллельно границам участка, имеющего одну и ту же ширину, говорят об одностороннем типе развития пожара.

Но чаще всего на торфополях возникают угловые по­жары, образующиеся под влиянием ветра. Схема разви­тия углового пожара дана на рис 5.2.

Различают три основные стадии развития торфяного пожара. Первая стадия - начальная - характеризуется малой площадью очага и низкой температурой в зоне го­рения. В этой стадии пожар можно потушить за корот­кое время с меньшей затратой сил и средств.

Вторая стадия характеризуется увеличением скорос­ти горения и повышением температуры в зоне горения. Площадь пожара увеличивается до нескольких тысяч квадратных метров, а горение становится устойчивым. На большое расстояние распространяется едкий дым.

Третья стадия характеризуется большой площадью горения, высокой температурой в зоне горения и окру­жающей среде, сильной задымленностыо, значительной скоростью распространения пожара. Для тушения такого пожара требуется большое количество техники, людей, других ресурсов.

Скорость перемещения огня сплошной линией по по­верхности полей без учета очагов, образуемых разлетаю­щимися искрами, называют скоростью движения огня, а скорость распространения огня с учетом очагов от искр - скоростью распространения пожара. Следует отметить, что скорость распространения пожара в 8-11 раз боль­ше скорости движения огня.

В зависимости от условий пожар на торфополях может иметь угловую, круговую и прямоугольную формы развития.

Рис. 5.2. Форма распространения пожара на торфяном поле.

1 – место возникновения пожара;

2 – ширина площади тушения;

3 – площадь пожара;

4 – безопасное расстояние для тушильщиков (h, м );

5 – расстояние пройденное фронтом пожара и искрами;

6 – l_р – расстояние разлёта горящих торфяных частиц.

Прямоугольная форма развития пожара на торфополях наблюдается очень редко.

Горение торфа в массиве при отсутствии ветра, а также подземные пожары, как правило, имеет близкую к круговой форму пожара. На торфополях линейная скорость распространения пламени V_л, м/ч, и дальность переброски горящих частиц фрезерного торфа L, м, определяют по эмпирическим формулам. Для фрезерного торфа:

(5.2)

(5.3)

где: V_в – скорость ветра, м/с.

Формулы 5.2 и 5.3 справедливы для фрезерного торфа влажностью до 30 % и скорости ветра от 4 до 14 м/с.

Для кускового торфа влажностью до 25%:

(5.4)

(5.5)

При угловой форме развития пожара по ветру и его скорости от 6 до 20 м/с центральный угол сектора, град, определяется по формуле (рис 5.2):

(5.6)

Однако имеют место случаи когда горение распространяется на значительную глубину штабеля до слоев торфа, имеющих высокую степень разложения и низкую влажность. В этом случае глубинные пожары, чаще всего, имеют круговую или эллипсную форму развития.

Наиболее часто, на крупных пожарах торфяных массивов, его развитие по поверхности торфяной залежи имеют эллипсную форму.

Различные величины скорости распространения огня по территории и дальности переброски горящих частиц торфа в разные стороны по отношению к направлению ветра создают три тактических элемента распространения пожара, различные по сложности их локализации и ликвидации:

- головной (основной), фронт пожара, движущийся по направлению ветра и наибольшей скоростью;

- боковые (фланги), движущиеся почти перпендикулярно в стороны от основного направления распространения пожара с замедленной скоростью;

- противоположный основному направлению (тыльный), движущийся медленнее фланговых (рис.5.2).

Решающее направление боевых действий сил и средств по локализации и ликвидации может изменяться во времени, если ветер резко сменит направление, и тогда тактические элементы пожара могут поменяться местами (фронт, фланги и тыл).