Тактика борьбы с торфяными пожарами

В экстремальные по метеорологическим условиям годы лесные низовые пожары на торфяно-болотных землях часто переходят в торфяные. В сухом торфе содержится от 2 до 18 % минеральных и более 50 % органических веществ, среди которых преимущественно присутствуют до 60 % углерода и до 35 % кислорода, что и обусловливает высокую склонность торфяников к возгоранию. К особенностям торфа следует отнести его способность гореть в гетерогенной фазе с незначительным доступом кислорода воздуха. Для торфяных пожаров характерно также беспламенное горение, при котором значительная часть выделяющегося тепла используется для подсушивания и нагревания пограничного слоя торфа. Этому способствует его высокая калорийность, достигающая 5 000 ккал/кг и способность горящего торфа постепенно подсушивать еще влажные, не горящие слои до состояния горимости. Торф обладает высокой теплотворной способностью благодаря высокому содержанию в нем битумов (до 25 %) и при высокой температуре происходит процесс их разложения с выделением парообразных парафинов. Последние при контакте с верхними холодными слоями торфа их парафинируют, то есть обволакивают мелкие частицы водонепроницаемой пленкой, и находящийся в таком состоянии торф не смачивается водой, что наряду с его высокой теплотворной способностью создает большие трудности при ликвидации торфяных пожаров.

Сравнительно низкая температура самовоспламенения торфа (225–280 °С) и высокая дисперсность (раздробленность) обусловливают его повышенную пожарную опасность. Пожароопасность торфяных массивов еще более усиливается из-за наличия на их поверхности сухой крошки и торфяной пыли, которые во взвешенном состоянии, во время усиления ветра до 9–10 баллов, характеризуются пламенным кратковременным горением. По М. А. Чулюкову и В. И. Чайкову, линейная скорость распространения кромки торфяного пожара составляет 0,8 мм/мин, а скорость сгорания массы торфа – 1,28 кг/мин.

По Г. А. Расчетину, горение торфяной массы может иметь место даже при её влажности свыше 300 %.

Вышеизложенные особенности торфа явились основой для разработки способов и средств тушения торфяных пожаров, которые заключаются в их локализации, перемешивании горящих слоев торфа с негорящими и смачивании горящих (тлеющих) слоев торфа водой или растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ).

В практике борьбы с торфяными пожарами наиболее распространенным способом является тушение их водой и растворами огнетушащих химических составов и ПАВ. Однако вода для тушения торфяных пожаров малоэффективна, так как она имеет относительно высокое поверхностное натяжение и не смачивает частицы торфа, содержащие большой процент маслянистых битумов. Этим свойством сухого торфа объясняются те случаи, когда торфяной пожар возобновляется после его тушения водой, и торф продолжает гореть не только осенью после дождей, но даже и зимой под снежным покровом. Тушение торфяных пожаров водой усложняется еще и тем, что во время горения образуются так называемые ямы – отдельные очаги пожара, действующие во внутренних слоях торфа. Для того, чтобы вода могла попасть внутрь такого очага, она должна пройти сквозь верхние, не горящие слои торфа или же увлажнить его до такой степени, чтобы того количества тепла, получаемого от очага горения, оказалось недостаточно для дальнейшего подсушивания торфа. Малоэффективными при тушении торфяных пожаров оказываются и растворы существующих химических составов и ПАВ.

При борьбе с торфяными пожарами известен способ окапывания очагов горения по их периметру канавами до минерального грунта, а при большой мощности торфа – до воды в канаве. Применяют оконтуривание очагов горения с применением растворов ПАВ, а также их локализацию огнестойкими заградительными барьерами из быстротвердеющей пены. Эти способы очень трудоемки, требуют больших затрат, но главное – они далеко не всегда эффективны. Эффект может быть достигнут лишь в безветренную погоду, так как во время ветра искры от очага горения перелетают на большие расстояния и могут создавать новые очаги возгорания.

В настоящее время применяются и другие способы тушения торфяных пожаров:

– способ «водяного поля»;

– нарезание щелерезом в торфе траншеи при одновременном ее заполнении из бункера минеральным грунтом или минеральным грунтом с огнетушащим агентом с целью увеличения общей зольности торфяной массы до критической (50 %) и снижения интенсивности ее горения;

– прокладка щелей в торфяниках с толщиной слоя до 0,9 м заградительным орудием ОЗТ-0,9 с одновременным заполнением их быстротвердеющей пеной – водный раствор карбамидно-формальдегидной малотоксичной смолы КФ-МТ и пенообразователя ПО-1 или ПО-3.

Однако перечисленные способы борьбы с торфяными пожарами энергоемки, требуют больших трудозатрат, очень дороги и, в целом, малоэффективны, и поэтому не нашли широкого применения в практике пожаротушения торфяников. Более того, малоэффективность и отсутствие систематизации средств и способов привели к созданию многочисленных инструкций и рекомендаций по борьбе с торфяными пожарами, которые свидетельствуют прежде всего об отсутствии специализированных для данных почвенно-гидрологических условий огнетушащих химических составов.

Торфяные пожары, возникающие в результате распространения огня по напочвенному покрову, могут развиваться на большой площади, и заглубление горения в торфяную массу происходит отдельными очагами, что сильно осложняет борьбу с ними. На лесопокрытой территории в результате торфяного пожара выгорает органическая часть почвы и повреждается (обгорает) корневая система деревьев, что приводит к гибели насаждений.

Опасность таких пожаров заключается в том, что в момент изменения направления ветра под фронтальный огонь могут попасть силы и средства пожаротушения, участвующие в ликвидации пожара с флангов. Линейная скорость поступательного движения вновь возникающего фронта пожара вначале несколько медленнее, чем первоначального, из-за того, что находящийся перед фронтом пожара горючий материал еще не подготовлен к горению, и это обстоятельство обусловливает неравномерность продвижения фронта торфяного пожара по площади.

Очаг горения торфяного пожара характеризуется следующими основными параметрами:

– скоростью распространения фронта и кромки пожара;

– дальностью переброски искр;

– глубиной прогорания торфа.

Торфяной пожар можно ликвидировать, выполнив одно из следующих условий:

1) преградить путь к горючим материалам путем устройства заградительных канав;

2) прекратить доступ кислорода к слоям торфа, и как следствие этого, ликвидировать процесс горения;

3) увеличить влажность торфа до такого состояния, когда горение прекращается;

4) увеличить зольность торфа до критической – 50 %, выше которой торфяная масса не горит.

При борьбе с торфяными пожарами в первую очередь производится локализация очага горения на фронте пожара. При прокладке рукавной линии необходимо иметь запас пожарных рукавов для обеспечения маневренности торфяных стволов при локализации кромки очага горения торфяных пожаров. На определенном расстоянии от кромки пожара, в первую очередь на расположенных по отношению к очагу горения с подветренной стороны участках, устанавливаются пожарные посты, которые ликвидируют новые очаги возгорания, возникающие от перебрасываемых ветровыми потоками искр (рисунок 5.2).

Рисунок 5.2 – Схема локализации очага горения торфяного пожара

в начальной стадии возникновения с применением торфяных стволов

В настоящее время в практике пожаротушения в природном комплексе Беларуси для борьбы с торфяными пожарами используют торфяные стволы ТС-1, а также разработанный научно-исследовательским институтом пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций МЧС Республики Беларусь ствол пожарный торфяной СПТ-70 (рисунок 5.3).

Ствол пожарный торфяной СПТ-70 предназначен для тушения торфяных пожаров посредством оптимального и равномерного распределения в очаге горения огнетушащих составов по толщине торфяного слоя (таблица 5.1).

Благодаря винтовой части ствола, он без особых усилий заглубляется и извлекается из торфяного слоя.

Рисунок 5.3 – Ствол пожарный торфяной СПТ-70

Таблица 5.1 – Технические характеристики торфяного ствола СПТ-70

Наименование показателя	Значение
Рабочее давление на входе, МПа	0,2–0,6
Расход огнетушащего состава при давлении (0,2±0,02) МПа, л/с	не менее 5
Диаметр отверстий в шнековой части, мм	8±0,2
Габаритные размеры, не более, мм	(2060×155×128) ± 5
Масса ствола, не более, кг	9–16
Срок эксплуатации, не менее, лет

Ликвидация торфяных пожаров при глубине прогорания торфа до 30 см осуществляется при помощи 5 %-ного водного рабочего раствора огнетушащего химического состава «Тофасил» (ОТХС). Необходимая плотность вылива ОТХС, в зависимости от заглубления очага пожара, составляет 40–80л/м² горящей поверхности торфа. Важными условиями ликвидации очагов торфяного пожара являются: использование необходимой концентрации водного рабочего раствора, обеспечение равномерности его подачи и необходимая плотность вылива на поверхность торфа в зависимости от глубины его прогорания.

Практика борьбы с торфяными пожарами свидетельствует о том, что звено пожаротушения в составе трех человек с использованием автоцистерны АЦ 40-(130) 63А, заправленной 5%-ным водным рабочим раствором огнетушащего химического состава «Тофасил», без установки ее на водоисточник, может успешно ликвидировать при однократной заправке автоцистерны очаг горения торфяного пожара, в зависимости от глубины прогорания торфа, на площади от 24 до 62,5 м²(таблица 5.2).

Таблица 5.2 – Влияние глубины прогорания торфа на расход водного рабочего раствора «Тофасила»

Глубина прогорания торфа в очаге горения, см	Расход 5 %-ного водного рабочего раствора «Тофасила», л/м²	Ликвидированная площадь пожара, м²
до 5		62,5
6-10		38,5
11-20		31,5
21-35		24,0

В том случае, если площадь пожара небольшая и руководитель тушения располагает достаточным количеством сил и средств пожаротушения, для локализации очага горения применяется такой прием, как окружение и локализация кромки пожара водным рабочим раствором огнетушащего химического состава «Тофасил» (ОТХС).

Данный тактический прием применяется при локализации небольшого очага пожара, который развивается по круговому и угловому типам. При окружении кромки очага горения имеющиеся силы и средства пожаротушения, в основном, равномерно распределяются по его периметру (рисунок 5.4). В то же время, планируя окружение очага горения, руководитель тушения пожара должен исходить из величины периметра кромки пожара, скорости ее распространения и рассредоточения имеющихся сил и средств пожаротушения, метеорологических показателей пожарной опасности, направления и скорости ветра. В начальной стадии ликвидации пожара на тушение очага горения целесообразно направлять не все имеющиеся в наличии силы и средства пожаротушения. Необходимо предусмотреть их резерв для ликвидации новых очагов возгораний, возникающих от переброски искр, а также на случай непредвиденного изменения оперативной пожарной обстановки.

Рисунок 5.4 – Схема локализации очага горения торфяного

пожара путем окружения его кромки

В тех случаях, когда площадь очага горения не достигла больших размеров, но уже четко сформировались тактические части пожара (контур, кромка, фронт, фланги и тыл), основные силы и средства пожаротушения необходимо сосредоточить, в первую очередь, на ликвидации горения на кромке фронта пожара. Данная операция должна быть выполнена в кратчайшие сроки, что достигается применением для тушения 5 %-ного водного раствора «Тофасила» с использованием пенных стволов. При этом первое звено пожаротушения производит тушение водным рабочим раствором химического состава фронта пожара и смачивание зоны очага горения на расстоянии 1 метра от его кромки. В то же время другое звено пожаротушения, продвигающееся на некотором расстоянии от первого, дотушивает отдельные очаги горения, возникающие от перебрасываемых искр, а также те очаги, которые не были окончательно ликвидированы основными силами пожаротушения. В том случае, если это звено пожаротушения не располагает достаточным количеством пенных стволов, то его персонал должен иметь другие необходимые средства пожаротушения. Если на фронте пожара сосредоточено достаточное количество сил и средств пожаротушения, то вновь прибывающие пожарные подразделения следует направлять для ликвидации пожара на его флангах и в тылу (рисунок 5.5).

Рисунок 5.5 – Схема ликвидации очага горения торфяного

пожара со сформировавшимися его тактическими элементами

При наличии достаточного количества сил и средств пожаротушения при каждом пожарном насосном агрегате целесообразно создавать звенья из 6–7 человек. Обязанности между членами звена распределяются следующим образом: водитель устанавливает пожарный агрегат на водоисточник и регулирует работу пожарного насоса. Один человек из состава звена работает с разветвлением стволов, регулирует подачу воды в рукавные линии и производит заправку автоцистерны раствором «Тофасила», а два других работают со стволами. Необходимо, чтобы у каждого ствольщика был подствольщик, который переносит рукавную линию и, кроме того, периодически подменяет работающего со стволом. Руководитель звена осуществляет общее руководство всем комплексом противопожарных работ и отвечает за успешность ликвидации пожара на своем конкретном участке.

При интенсивном разлете искр один из ствольщиков направляется для тушения фронта пожара, а другой ликвидирует мелкие очаги возгораний, возникающие от перебрасываемых искр впереди кромки фронта пожара. В том случае, когда дальность переброски искр незначительна или при тушении небольших очагов горения принимает участие пожарный персонал с подручными противопожарными средствами, то оба ствольщика ликвидируют горение на кромке пожара.

Весьма трудоемкой операцией пожаротушения является проливка очага горения водным рабочим раствором химического состава после локализации пожара. При этом следует учитывать тот факт, что заглубление горения в толщу торфяной залежи может происходить через корневища травянистой растительности и корни древесных растений, и для ликвидации заглубившихся очагов горения в этих местах требуется тщательная их проливка водным рабочим раствором химического состава. В данном случае внесение «Тофасила» в очаг горения производится, в зависимости от заглубления, 2–3 раза с интервалами, которые определяются временем полного впитывания торфяной массой рабочего раствора химического состава. При ликвидации торфяных пожаров на лесопокрытой площади особенно тщательно необходимо производить проливку водным рабочим раствором «Тофасила» очагов горения, расположенных непосредственно возле стволов деревьев.

При большой площади пожара, когда сил и средств пожаротушения для окружения пожара по всему его периметру недостаточно, а складывающаяся оперативная пожарная обстановка создает угрозу распространения очага торфяного пожара на ещё более значительные площади, необходима локализация очага горения только на фронте пожара.

В том случае, когда на первом этапе ликвидации очага горения невозможно сосредоточить перед фронтом пожара значительное количество сил и средств пожаротушения, локализация очага горения торфяного пожара может осуществляться посредством охвата его с тыла или сведения на клин. Сущность этого метода заключается в том, что два звена пожаротушения, в первую очередь, приступают к тушению пожара в тылу, а затем постепенно продвигаются по его флангам к центру очага горения. При этом фронт пожара постепенно сокращается с двух сторон до полной его ликвидации, а площадь очага горения приобретает форму клина (рисунок 5.6).

а) б)

Рисунок 5.6 – Схема локализации очага горения торфяного

пожара с тыла (а) и сведения на клин (б)

В том случае, когда при распространении пожара, перед главным его периметром расположен естественный противопожарный барьер (озеро, магистральный канал, река и т. п.), возможно также применение вышеуказанного приема пожаротушения при ликвидации очага горения торфяного пожара. При недостаточной ширине противопожарного барьера следует предусмотреть расположение на его противоположной стороне необходимых сил и средств пожаротушения для ликвидации возможных возникших очагов горения.

Институтом леса НАН Беларуси совместно с МЧС Республики Беларусь разработан новый эффективный способ ликвидации торфяных пожаров, основанный на специфике воздушных течений в очагах горения и высоких огнетушащих свойствах химического состава «Тофасил». Сущность его заключается в следующем. Тушение очага торфяного пожара производится 5 %-ным водным рабочим раствором химического состава с двух сторон очага горения (наветренной и подветренной) при помощи двух рукавных линий из перфорированных рукавов, прокладка которых осуществляется на расстоянии 50–70 см от кромки пожара (рисунок 5.7).

В результате этого над очагом горения торфяного пожара создаётся аэрозольное облако из мелкодисперсной водной суспензии огнетушащего химического состава, имеющего высокую смачивающую способность торфа в зоне очага пожара с глубиной его прогорания до 30 см (рисунок 5.8).

Выбор сил и средств ликвидации торфяных пожаров определяется их площадью и глубиной прогорания торфа в очаге пожара.

Необходимая плотность вылива водного рабочего раствора «Тофасила» должна составлять, в зависимости от заглубления очага пожара, от 40 до 105 л/м² горящей поверхности торфа.

При отсутствии вблизи очага горения источников воды пожар может быть локализован при помощи устройства противопожарных канав с применением канавокопателей.

Анализ способов и средств локализации и тушения различного вида и интенсивности лесных пожаров позволяет сформулировать следующие основные к ним требования: безопасность участников тушения пожара; низкая себестоимость и высокая эффективность; экологическая безопасность. Очевидно, что нельзя создать универсальную технологию борьбы с различного вида лесными пожарами. Тактику и технологию локализации и тушения каждого конкретного лесного пожара необходимо разрабатывать с учетом его вида и интенсивности, рельефа местности, класса природной пожарной опасности насаждений, метеорологических условий при пожаре, наличия сил и средств пожаротушения.

Рисунок 5.7 – Пожарные ручные стволы РС-50

с пожарными рукавами

«универсал»: (диаметр 51 мм, длина 20 метров)

Перфорированные рукава

Пожарная автоцистерна

Очаг пожара

Рисунок 5.8 – Схема ликвидации торфяного пожара

с применением перфорированных рукавов

Эффективность работы лесопожарных служб в значительной степени определяется их оснащенностью специальными средствами пожаротушения, транспорта и связи, от которых, зависят продолжительность тушения и площадь пожара к моменту его локализации.

Основными подразделениями лесопожарных служб в Республике Беларусь являются пожарно-химические станции (ПХС) различных типов, а также пункты сосредоточения пожарного инвентаря (ППИ) при лесничествах, которые не имеют ПХС, и мастерских участках.

Пожарно-химические станции первого типа (ПХС-I) предназначены для обеспечения быстрой ликвидации очагов возгорания на обслуживаемой территории и тушения, совместно со станцией второго типа (ПХС-II), лесных пожаров на больших площадях. Задачей ПХС-II является, кроме выполнения всех необходимых функций станции первого типа, ликвидация пожаров на всей территории лесхоза.

Для ликвидации крупных лесных пожаров привлекается, согласно утвержденным оперативным планам, местное население и техника местных организаций.

Проведенный на протяжении последнего десятилетия (2001–2010 гг.) анализ статистических данных о сроках тушения пожаров после обнаружения их в лесном фонде показал, что основное их количество (85,6 %) ликвидируется в течение суток. Продолжительность тушения пожаров в большинстве случаев (60,7 %) составляет до 2 часов, 14,3 % пожаров было ликвидировано в течение 2–6 часов, 7,4 % – 6–12 часов и 3,2 % – в течение 12–24 часов. Ликвидация остального количества (7,9 %) пожаров производилась в срок от 1 до 50 суток (таблица 5.3).

Таблица 5.3 – Распределение числа лесных пожаров по срокам тушения после обнаружения

Срок тушения	Часов	Суток
нет данных	до 2,0	2,1–6,0	6,1–12,0	12,1–24,0	1–2	3–5	6–20	21–30	31–50
Число пожаров, %	6,5	60,7	14,3	7,4	3,2	3,5	2,2	1,8	0,3	0,1

Очень важным показателем оперативности локализации пожара является увеличение его периметра за время тушения. На протяжении последнего десятилетия в лесном фонде около 45 % обнаруженных пожаров было ликвидировано лесопожарными службами на площади до 0,10 га. В то же время 15 % от общего числа пожаров к моменту их ликвидации имели площадь свыше одного гектара, среди них около 4,5 % верховых пожаров распространялись на площади более 5,0 га (таблица 5.4).

Таблица 5.4 – Распределение лесных пожаров по площади после ликвидации

Площадь пожара, га	Нет данных	До 0,10	0,11–0,50	0,51–1,00	1,01–5,00	5,01–10,00	10,01–50,0	50,1–100,0	100,1–200,0	Более 200
Число пожаров, %	6,0	45,9	11,8	17,7	15,0	1,6	1,3	0,3	0,3	0,1

Значительная часть лесных пожаров на территории Беларуси к моменту их ликвидации из-за недостаточной оперативности работы лесопожарных служб и обеспеченности их эффективными средствами транспорта, связи и пожаротушения достигает значительных размеров (более 1 га). Следует отметить, что на протяжении 2001–2010 гг., также как и в 1991–2000 гг. средняя площадь одного пожара составила 1,2 га.

В связи с этим необходимо совершенствование системы служб пожаротушения на основе оснащения их высокоэффективными техническими и химическими средствами борьбы с лесными пожарами, обеспечивающими существенное снижение их масштабов и размера причиненного материального и экологического ущерба.