Диплом ЧИСТОВИК ГЛАВНЫЙ. Методика оценки работы гидропультов к ранцевым лесным огнетушителям
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Методика оценки работы гидропультов к ранцевым лесным огнетушителям Содержание Введение Анализ пожарной обстановки в лесах Иркутской области………………………………………………………………………….13 Обзор технических средств, используемых при ликвидации лесных пожаров в Иркутской области……………………………………….24 Анализ конструкций гидропультов к ранцевым лесным огнетушителям…………………………………………………………...……31 Устройство и принцип работы гидропульта «ЛесоСпас»…………………………………………………………………….40 Расчёт параметров распыленной струи гидропульта……………………….49 Анализ сравнительных испытаний ВНИИПОМлесхоза……………………52 Методика определения качества работы гидропульта к ранцевому лесному огнетушителю……………………………………..........61 7.1 Общие положения…………………………………………………………61 7.2 Цели и задачи испытаний…………………………………………………61 7.3 Порядок проведения испытаний………………………………………….64 7.4 Программа испытаний Подготовка к контролю качества………………65 7.5 Техникоэксплуатационная оценка………………………………………..67 7.6 Методы испытаний………………………………………………………...70 Технико-экономическое обоснование………………………………………..76 Выводы……………………………………………………………………….. Литература…………………………………………………………………… Приложения………………………………………………………………….. Введение. Иркутская область располагает огромными лесными богатствами. По лесистости она занимает первое место в Российской Федерации. Площадь лесов, приходящаяся на одного жителя региона, в 4 раза больше, чем в целом по России и в 35 раз больше, чем приходится на одного землянина. Лесистость региона в 2.5 раза выше, чем в целом по стране и в 2.8 раза выше, чем в целом по планете [1]. Кроме народно-хозяйственного, велико экологическое, средообразующее, социальное значение лесов. Лес служит хранителем и распределителем влаги на Земле, влияет на количество выпадающих осадков, силу ветра, охраняет почву от размывания и способствует ее обогащению. Благодаря фитонцидным свойствам лес способствует оздоровлению местности, очищает воздух от пыли и копоти, имеет большое рекреационное и эстетическое значение. Лес - составная часть биосферы, глобальный аккумулятор живого вещества, влияющий на уровень кислородного и углеродного баланса. До недавнего времени считалось, что «легкие» планеты, поставляющие в атмосферу основную массу кислорода – тропические леса с их гигантским объемом зеленой массы. Исследования последних лет показали, что влажная и постоянно гниющая растительность тропиков снабжает кислородом в основном саму себя, на процессы гниения расходуется почти столько же кислорода, сколько выделяется в процессе фотосинтеза. Поэтому именно бореальные леса являются главными поставщиками кислорода для всей планеты [2]. Сохранение биосферы тесно связано с устойчивым функционированием экосистем бореальных лесов. Лесные пожары в одной только Иркутской области ежегодно повреждают в среднем 135 тыс. га [1]. Последствия лесных пожаров отрицательно сказываются на экологической обстановке не только нашего региона, но и всей планеты в целом. Проблема лесных пожаров существует с древнейших времен. Условия, способствующие их возникновению и распространению, существовали уже в далеком геологическом прошлом. Лесные пожары стали распространенным явлением в конце четвертичного периода с формированием климата, близкого к современному, и с появлением светлохвойных лесов, о чем свидетельствуют прослойки углей в древнейших слоях торфяников [3]. Начальный этап освоения Сибири характерен отсутствием какой-либо регламентации охраны таежных угодий от пожаров. Более того, поощрялось выжигание лесов с целью последующей расчистки вышедших из-под леса земель под сельскохозяйственные угодья Первый общегосударственный документ, вводящий запретительные меры по сжиганию лесов на территории Сибирской губернии, да и то не везде, а только в местах соболиного промысла относится к периоду царствования дочери Петра I - Елизаветы Петровны. Это вышедший 28 февраля 1744 г указ Правительствующего Сената (Полное собрание законов , 1830), в котором говорится: < кто с вымысла лес зажгет, за то казнить смертью > (19 января 1725 г)[1]. До первой половины ХХ века человек охранял от лесных пожаров лишь жилые места. При Павле 1, 1800 г, правительство установило в казенных селениях новую выборную должность - пожарных старост, избираемых каждые три года из поселян <трезвых и доброго поведения>[1]. И только в тридцатые годы в России стали тушить пожары на дальних подступах к селениям. Сохранившиеся сведения о горимости лесов с начала функционирования лесничеств и в период нахождения лесного фонда в ведении многих министерств и ведомств носят фрагментный, отрывочный характер, по отдельным лесничествам, райлесхозам, лестрансхозам, за отдельные годы. Наиболее полные сведения сохранились начиная с предвоенных лет [4]. Обращает на себя внимание сравнительно небольшое среднегодовое количество лесных пожаров в Иркутской области в предвоенные и военные годы (644 случая), что в 2 раза меньше послевоенного уровня. Это объясняется, с одной стороны, действительно возросшей горимостью лесов, а с другой стороны - тем, что не все очаги пожаров прежде учитывались. Со средины ХХ века лесная охрана начала использовать ранцевые лесные огнетушители (РЛО). Они имели металлическую ёмкость для огнетушащего раствора и гидропульты изготовленные из латуни. Многие заслуженные лесоводы хорошо отзываются о тех огнетушителях. В эпоху полимеров почти все детали заменили на полиэтиленовые и полипропиленовые детали, при этом основная задача которую ставил перед собой разработчик – уменьшение себестоимости. Надёжность изделия профильным институтом лесного хозяйства - Всероссийским Научно-Исследовательским Институтом Пожарной Охраны и Механизации лесного хозяйства (ВНИИПОМлесхоз) не совершенствовалась. Было очень удобно, особенно в годы рыночных отношений. До 50% гидропультов требовало полной замены и предприятия ДальНИИЛХ (г. Хабаровск), ВНИИПОМлесхозом (г. Красноярск), ОАО «Лесхозмаш» (г. Великие Луки Псковской области), выпускающие абсолютно однотипные гидропульты, были при постоянной работе. Ежегодно требуется до 6000 гидропультов. От первых гидропультов у пластмассовых остался латунным только шток и насадка. С начала восьмидесятых годов по нынешнее время выпускаются пластмассовые гидропульты только на ведомственных предприятиях. Принципиально новые гидропульты в России выпускает Вырицкий ОМЗ (Ленинградская область) и НПО «ЛесоСпас», правоприемник ООО «Лесгеоприбор» (г. Иркутск). По отчётам Иркутской базы авиационной охраны лесов видно, что при ликвидации 100% пожаров используются ранцевые лесные огнетушители. Поэтому разработка нового гидропульта на основе новых металлов и полимеров является первостепенной задачей. Новые способы и орудия тушения находятся в постоянном противоречии со старыми орудиями, которые уже перестали отвечать современным условиям пожаротушения. Старые методы и орудия тормозят развитие прогресса в этой области, хотя и укрепились в теории и практике [5]. И поэтому только полноценные испытания гидропультов могут показать достоинства и недостатки каждого из вышеперечисленных гидропультов. Определить качество работы гидропульта в 2001 году попытался ВНИИПОМлесхоз, но методика, по которой научно-исследовательский институт провёл исследования, была сделана на основе методики испытаний принципиально другого устройства, гидропульта для увлажнения потока воздуха из воздуходувки. Поэтому необходимо разработать принципиально новую методику для определения качества работы гидропульта к ранцевым лесным огнетушителям. Методика основана на расчёте затраченной энергии для перекачивания ёмкости ранцевого лесного огнетушителя (РЛО). 1. Анализ пожарной обстановки в лесах Иркутской области. Горение – есть сложный физико-химический окислительный процесс с выделением тепла, световым излучением. Реакция горения возможна при взаимодействии активных частиц или молекул обладающих при столкновении некоторой избыточной энергией, достаточной для преодоления энергетического барьера реакции [6] . Пожар – есть неуправляемый процесс горения вне специального очага, наносящий экологический и материальный ущерб[6]. Лесной пожар (или природный пожар) иногда рассматривают как видовое по отношению к родовому понятию «Пожар». Последний определяется как «процесс,… наносящий материальный ущерб» [7]. Следует заметить, что ущерб – понятие не абсолютное, а относительное. Например, если в результате слабого пожара погибает подрост непосредственно перед рубкой, то он будет ощутимым; если же подрост погибнет за долго до рубки, то он окажется незначительным. В малоосвоенных человеком районах трудно оценить последствия пожара. В тоже время в освоенных лесах не каждый пожар приносит ущерб. Именно на этом основано использование положительной роли огня в лесу при целевых палах. Природные пожары можно рассматривать и как природное явление. Они возникли на земле задолго до появления человека. Таким образом, понятие «пожар» как горение, приносящее ущерб человеку, является понятием хозяйственным, и не может играть роль родового по отношению к понятию «лесной пожар» как к природному явлению. Оба они имеют лишь частичное совпадение по смыслу. Некоторые пирологи в определении «лесной пожар» подчёркивают его неконтролируемость, неуправляемость, в отличие от целевого пала /Анцышкин, 1957; Курбатский, 1970б/. Другие включают неконтролируемость в число обязательных признаков лесного пожара, т.е. относят к пожарам и контролируемые палы /Davis? 1959/.» [7]. По данным учёта на 01 января 1993 года, общая площадь лесного фонда Иркутской области, включая Усть-Ордынский Бурятский Автономный Округ (УОБАО), составляет 71445 тыс.га, за Прибайкальским национальным парком закреплено 305,3 тыс.га, Управлению сельскими лесами принадлежит 2113,6 тыс. га, заповедникам 1245,6 тыс.га, Министерству обороны – 432,3 тыс.га. [1]. Площадь Иркутской области составляет 76790 тыс. га [8]. Соотношение площадей отражено в таблице 1.1. Соотношение площадей лесофондодержателей Иркутской области. Таблица 1.1.  Диаграмма 1.1 Лесные площади лесофондодержателей по отношению к площади Иркутской области. Провести уменьшение пожарной нагрузки на всей территории лесного фонда физически не возможно, поэтому лесные пожары есть неотъемлемая часть лесного комплекса Иркутской области. Полностью их исключить из жизни леса нельзя, но можно уменьшить «материальный ущерб» от «неконтролируемого процесса горения». Под очагом (площадью) пожара понимают участок интенсивного горения. «Горимость лесов (относительная). Величина, определяемая отношением суммарной площади лесных пожаров ко всей лесной площади (Российская федерация, управление, лесхоз, лесничество). Горимость лесов (фактическая). Количество лесных пожаров и площадь, пройденная огнём за пожароопасный сезон (год, месяц) на определённой територии» [9]. С увеличением плотности населения закономерно возрастает плотность лесных пожаров (количество пожаров на 100 тыс. га). Связь числа лесных пожаров с плотностью населения выражается корреляционным уравнением (1.1): Y1 = 3 + 0,128X, (1.1) где Х – плотность населения; Y1 – число пожаров на 100 тыс. га площади лесного фонда. Столь тесная связь числа пожаров с плотностью населения объясняется тем, что она отражает насыщенность территории источниками огня, которые могут вызывать пожары [10]. Иная зависимость между плотностью населения и средним размером пожара. Она характеризуется отрицательным коэффициентом корреляции, который равен минус 0,57 и выражается уравнением (1.2): Y2 = 11,61 – 0,0345X, (1.2) Таким образом, при увеличении плотности населения средняя площадь одного пожара закономерно уменьшается [10]. С увеличением плотности населения одновременно увеличивается хозяйственная освоенность территории: растет число промышленных предприятий, идет дорожное строительство, ведутся изыскательские и геологоразведочные работы, быстро развиваются лесозаготовки. При этом часто развитие охраны лесов от пожаров отстает от хозяйственного развития территории. В результате растет горимость лесов. В тесной связи с плотностью населения и хозяйственной освоенностью находится густота транспортной сети. Развитая дорожная сеть оказывает двоякое влияние на возникновение и развитие лесных пожаров. С одной стороны, дороги расчленяют крупные лесные массивы на более мелкие фрагменты. При этом создаются благоприятные условия для своевременного обнаружения, локализации и тушения пожара; средняя площадь одного пожара значительно сокращается, убытки минимизируются. С другой стороны, густая дорожная сеть облегчает доступ к лесным массивам, вследствие чего увеличивается рекреационная нагрузка на леса. С общим ростом числа туристов растет и число пожаров от неосторожного обращения с огнем. При слабо развитой дорожной сети число пожаров в лесу невелико, однако их тушение затруднено из-за труднодоступности участков. В результате средняя площадь таких пожаров значительна. Средняя площадь пожара является одним из основных показателей качества работы Государственной Лесной Службы и Авиационной охраны лесов. Именно они являются основными охранниками леса. В таблице1.2 и диаграмме 1.2 представлены средние площади пожаров, а в таблице 1.3 и диаграмме 1.3 горимость лесов России в послевоенные годы, до масштабного освоения Сибири и Дальнего Востока[3]. Основной деятельностью оперативных авиаотделений была авиационная охрана лесов от пожаров путем авиапатрулирования при взаимодействии с наземной лесной охраной и местными государственными и общественными организациями. Кроме авиалесоохранных работ, отделениями авиарайона на хоздоговорных началах проводилось обслуживание лесосплава, осенне-зимних лесозаготовок и других видов работ. Средняя площадь лесного пожара в лесах России в послевоенные годы. Таблица 1.2
 Диаграмма 1.2. Средняя площадь лесного пожара в лесах России в послевоенные годы. Горимость охраняемых лесов России с 1947 по 1962 .
Таблица 1.3  Диаграмма 1.3. Горимость охраняемых лесов России с 1947 по 1962. Активная борьба с пожарами авиаотделениями не проводилась, так как имевшаяся в Красноярском авиаотряде команда парашютистов в составе 13 человек работала только в четырех авиаотделениях Красноярского авиарайона - по несколько человек на отделение, а в Иркутском авиарайоне их не было. Кроме того, существовало еще одно серьезное препятствие для применения парашютистов на тушении пожаров. Дело в том, что в то время использовались самолеты типа По-2, которые могли брать на борт не более двух пассажиров. Поэтому парашютисты в большинстве случаев не могли тушить пожары своими силами. Обычно они высаживались у населенных пунктов, привлекали себе в помощь местное население и лишь, затем направлялись на ликвидацию пожаров (Червонный, 1977). В феврале 1949 г. авиаохрана лесов на территории Сибири и Дальнего Востока была поручена Иркутскому авиаотряду, который насчитывал в своем составе 11 летнабов и 7 парашютистов. Назрела необходимость резко увеличить штат летнабов. К марту 1949 г. Иркутский авиаотряд имел 33 летнаба. В состав авиаотряда входил Иркутский авиарайон из 13 отделений, Забайкальский - из 7 отделений, Читинский - из 5 отделений. Для охраны лесов Дальнего Востока было предложено в составе Иркутского авиаотряда организовать Дальневосточный авиалесоохранный район с подразделением его на два оперативных авиарайона: Хабаровский и Приморский. Охраняемая в 1949 г. авиаотрядом территория без Дальневосточного авиарайона составляла 65 920 тыс. га. За сезон на охраняемой территории был обнаружен 651 лесной пожар, площадь их ликвидации составила 30 824 га [12]. В таблице 1.4 и диаграмме 1.4 представлена горимость лесов России в первые годы активного освоения Сибири и Дальнего Востока (территорий с малой плотностью населения) по отношению к густонаселённой Московской области, к региону с более высоким уровнем охраны леса от пожаров. Годы послевоенного восстановления страны – годы усиленных гидромелиоративных работ в Шатурском и других районах Московской области. Целью этих работ было осушение территорий для нужд сельского хозяйства и получения дешёвого топлива (торфа). Последствиями грубого вмешательства человека в биологический комплекс территорий являются регулярно повторяющиеся сезоны почвенных и лесных пожаров в регионах, где климатические условия (умеренно континентальный климат) обусловлены достаточным количеством осадков [3]. Распределение лесного фонда Иркутской области, находящегося во владении лесохозяйственных предприятий Рослесхоза, по классам пожарной опасности, отражающим степень устойчивости различных насаждений и лесных участков против лесных пожаров, их огнестойкость, по состоянию на 1 января 1993 г. выглядит следующим образом: к первому классу отнесено 7 836 тыс. га, или 12%, ко второму - 14 049 (21%), к третьему - 26 716 (39%), к четвертому - 11 530 (17%) и к пятому классу - 7 468 тыс. га (11%) [1]. Средний класс пожарной опасности по области в настоящее время 2,95. Со временем пожарная опасность возрастает: по состоянию на 1965 г. средний класс пожарной опасности составлял 3,02. Это вызвано увеличением площади молодняков, лесных культур, вырубок и других лесных участков, для которых характерна высокая пожарная опасность. Горимость лесов России по регионам с разной плотностью населения. Таблица 1.4
 Диаграмма 1.4 Горимость лесов по регионам с разной плотностью населения. Продолжительность пожарного периода в области за 1959-1990 гг. достигала 170 дней. Первые пожары приходятся на вторую половину апреля, последние - на первую декаду октября, распределение их по месяцам отражено в таблице 1.5 [1]. Данные таблицы 1.5 и диаграммы 1.5 показывают, что после схода снежного покрова пожарная опасность на отдельных участках наступает в апреле месяце, сначала на сплошных вырубках, расположенных на южных уклонах, затем на восточных, западных и северных склонах. В этот же период часто лесные пожары являются следствием сельскохозяйственных палов. Как правило, доминируют низовые пожары слабой интенсивности. Помесячное распределение лесных пожаров на территории Иркутской области Таблица 1.5
 Диаграмма 1.5 Помесячное распределение лесных пожаров на территории Иркутской области. Пик весенней пожарной опасности по числу пожаров наступает, как правило, в мае, когда происходит активное иссушение почвы и напочвенного покрова под действием ветров, которые в этот период достигают значительных скоростей, переходя в пыльные бури, при минимальной относительной влажности воздуха - 18-20% и отсутствии или очень небольшом количестве осадков, Развивающийся в течение лета травяной покров способствует уменьшению числа пожаров и снижению интенсивности уже возникших. Исключение составляют засушливые годы, когда из-за отсутствия осадков и высоких температур чрезвычайная пожарная опасность сохраняется в течение всей первой половины лета. К примеру, в 1993 г. из-за жестокой засухи максимальное количество пожаров пришлось на июль - 45% общего количества. Также данные таблицы 1.5 показывают, что максимальная площадь одного пожара достигается не в мае (пиковые показатели количества), а в августе. Летние пожары требуют больших людских ресурсов, так как летом кромку пожара необходимо более качественно обрабатывать. Поэтому не стоит лесным пожарным МПР и пожарным МЧС по Сибири успокаиваться большими весенними осадками 2004 года. Основная работа впереди. Лесоводы подразделяют лесные пожары на три основных вида, низовые, верховые и подземные (таблица 1.7) [1]. Пожары слабой интенсивности характерны для начала пожароопасного сезона, когда почва еще мерзлая, сгорает лишь напочвенный покров, опад и небольшой подрост. Распределение видов пожаров по количеству и площадям Таблица 1.7
Низовые пожары средней и сильной интенсивности характерны для летнего пожарного максимума. Низовые пожары сильной интенсивности часто переходят в верховые. Эти пожары особенно сильно повреждают хвойные молодняки При анализе статистики частоты возникновения лесных пожаров по дням недели выявлено, что наибольшее их количество падает на субботу, воскресенье и понедельник. Можно предположить, что значительная часть пожаров, обнаруженных по понедельникам, на самом деле возникла в предыдущий день. Такая цикличность возникновения пожаров приурочена к дням отдыха населения и свидетельствует о неосторожном обращении отдыхающих с огнем. В таблице 1.6 приведены причины возникновений лесных пожаров в лесах Главного Управления Природных ресурсов по Иркутской области в период с 1992 по 2002 года. По состоянию на 1993 г., согласно данным учета лесного фонда, территория лесохозяйственных предприятий Рослесхоза разделена на три зоны: зону наземной охраны общей площадью 8 775 тыс. га (13%), зону наземной охраны с авиапатрулированием - 18 562 (27%) и зону авиационной охраны - 40 262 тыс. га (60%) [12]. Территории, где состояние сухопутных и водных путей транспорта позволяет обеспечивать тушение пожаров наземными силами и средствами, относятся к районам наземной охраны вследствие ее надежности и независимости от погодных условий. Возможность тушения пожаров наземными силами считается обеспеченной, если они могут прибыть к месту пожара за время, не превышающее трех часов. Территория за пределами районов наземной охраны относится к району авиационной охраны. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||