Архангельск, Архангельская область, Россия
сотрудник с 01.01.2013 по настоящее время
Архангельск, Россия
В последние годы, включая конец двадцатого века, в России наблюдается интенсивное внедрение сортиментных технологий лесозаготовок, на основе так называемых комплексов типа «харвестер + форвардер». При этом, не смотря на существенные отличия данной технологии от заготовки древесины в хлыстах или деревьях, лесные пожары как были, так и остались извечным врагом леса. Причем в классификационном аспекте спектр лесных пожаров практически не изменился. Однако, следует отметить, что вывозка сортиментов неизбежно сопровождается улучшением качества дорожной инфраструктуры, что неизбежно сопровождается повышением пожарной опасности в лесу. Объяснение данному явлению очень наглядно – минимизация бездорожья и как следствие максимизация количества людей, посещающих лес с различными целями. Именно оплошность или небрежность человека в обращении с огнем, как правило, является причиной лесных пожаров. С другой стороны, как показывает анализ существующей ситуации, набор методов профилактики и тушения лесных пожаров в рассматриваемый временной период практически остался неизменным. Если речь вести конкретно об отечественных технологических комплексах машин для борьбы с лесными пожарами, можно констатировать, что базовые шасси для противопожарного оборудования полностью изолированы от существующих тенденций развития лесозаготовительной техники. Выводами и рекомендациями работы следует считать конкретные структурно-компоновочные решения системы самоходного оборудования для тушение лесных пожаров водой и огнетушащими растворами на базе компонентов лесозаготовительного комплекса типа «харвестер+форвардер». Аналогичные технические и технологические решения в отечественной и зарубежной практике авторам не известны.
лесной пожар, тушение водой, харвестер, форвардер
Введение
Современное состояние лесозаготовок в РФ характеризуется доминированием внедрения сортиментной технологии. В общем случае, как известно, она характеризуется применением лесозаготовительных комплексов, которые состоят из валочно - сучкорезно - раскряжевочной машины - харвестера, и трелевочного трактора с манипулятором - форвардера. В настоящее время перечень конкретных марок данной техники достаточно многообразен. Кроме того эти машины адаптированы по своим параметрам и конструктивным решениям к конкретным эксплуатационным условиям: почвенно-грунтовые особенности местности, вид рубок, средний объем хлыста и т.д. Не смотря на указанную современную тенденцию в лесозаготовительном производстве, опасность возникновения лесных пожаров не стала меньше. Это во многом объясняется тем, что вывозка заготовленных сортиментов с верхнего или нижнего склада к потребителю неизбежно требует улучшения и расширения лесной дорожной инфраструктуры. Последнее обстоятельство неизбежно способствует увеличению количества людей, которые с разными целями посещают лесопокрытые территории. Часто такие посещения, не смотря на объявления и контроль, происходят в запрещенные периоды года, например в летний период. Малейшая оплошность или небрежность при обращении с огнем в таких ситуациях может привести к лесному пожару. По данным статистики [4] следует, что в 9 случаях из 10 виновник пожара – человек.
Классификация лесныхпожаров известна [7].
В зависимости от вида лесного пожара применяют соответствующие методы их тушения. В зарубежной литературе для идентификации комплекса мер по профилактике и тушению лесных пожаров применяется термин «управление пожарами» [1,2,8]. В России имеются свои особенности борьбы с лесными пожарами и их последствиями, например [5,10,15].
То, что касается технического оснащения основных профилактических мероприятий и технических средств непосредственно тушения, в РФ представлено планомерно обусловленными «Технологическими комплексами машин для борьбы с лесными пожарами» [13].
Отметим, что в зарубежной специальной литературе существенное внимание уделяется, например, вопросам эвакуации жителей населенных пунктов, расположенных в непосредственной близи от очагов интенсивного горения леса и их последующей социальной реабилитации [11] ,[12]
Цель работы: основываясь на современном состоянии в области технологии и техники профилактики и тушения лесных пожаров выявить принципы их построения и развития, предложить конкретные технические решения.
Исследователь Диченков Н.А. [6] анализирует ущерб и распределение затрат по различным лесопожарным мероприятиям в конце 20 столетия. В итоге констатируется, что вопросы финансирования, создания и внедрения самоходных малогабаритных средств пожаротушения и профилактики решаются не достаточно.
Объекты и методы исследования
Однако, можно привести ряд примеров попыток решения обозначенной проблемы. Так, например, информация [10] указывает на то, что в Чебоксарах успешно прошел испытания грунтомет-полосопрокладыватель для тушения лесных пожаров в местах недоступных для обычной техники.
В работе [3] говорится о ручном моторизованном грунтомете ГР-1 на базе бензопилы «Дружба». Устройство переносится одним машинистом и предназначено для тушения кромки низовых пожаров грунтом, прокладки заградительных и опорных минерализованных полос с последующим пуском встречного огня и локализации очага пожара бороздой. Скорость передвижения колеблется от 0,8 до 2,5 км/ч, максимальная дальность метания грунта 3,5…4 м. При глубине борозды 7 см и ширине по верху 23 см выбрасывается количество грунта для покрытия указанной ширины полосы метания слоем 1,5-2 см. Основной недостаток агрегата – утомительность передвижения.
Например, вызывает интерес лесопожарный агрегат [9] со сменным оборудованием на базе мотоблока “Кутаиси “ Супер – 610 (рис.1.). Он предназначен для механизации трудоемких работ при тушении лесных пожаров – прокладка опорных минерализованных полос, нарезка щели для заглубления эластичного шнурового заряда, транспортировка груза, подача воды на кромку пожара или в емкость из водоема, заточка ручного инструмента. К месту пожара может доставляться вертолетом.
Данная установка тяжела и громоздка для ручного управления, однако позволяет произвести в течение часа опорную минерализованную полосу протяженностью 1 км.
Представленный выше анализ, по поводу малогабаритных технических средств профилактики и тушения лесных пожаров раскрывает принцип построения этих систем.
В частности их разновидности типа «двигатель бензопилы + специальное оборудование» или «мотоблок + специальное оборудование» однозначно указывают на наличие модульного принципа создания данной техники. В связи с этим последующие рекомендации целесообразно базировать на аналогичном подходе.
Рис.1. Самоходный малогабаритный лесопожарный агрегат
Результаты исследования и их обсуждение
Как указано выше, мы исходим из современной тенденции становления лесозаготовительной техники – широкое внедрение технологических комплексов сортиментной заготовки древесины типа «харвестер + форвардер». Известно, что данные машины полностью гидрофицированы относительно приводов технологического оборудования, что является важным положительным фактором для последующих предложений. В связи с высокой мобильность этой техники в лесных условиях (маневренность, проходимость) и значительным энергетическим потенциалом (двигатели с большим запасом мощности) можно заключить следующее. Целесообразно в качестве способа тушения лесных пожаров при использовании данных машин в качестве базовых шасси принять тушение водой (возможно огнетушащими растворами).
Исходная предпосылка такова: харвестер выступает в качестве насосной станции для заправки цистерны на шасси форвардера. Последний компонент системы выполняет роль самоходной пожарной машины оснащенной стволом. На рис.2 представлена структурная схема харвестера с соответствующим оборудованием, а на рис. 3 форвардера с предлагаемыми опциями. Технология использования предлагаемой системы при тушении лесного пожара водой следующая. В относительной близости от очага иди фронта интенсивного горения леса выявляется некоторый водоем. Им может быть река, озеро, болото или заброшенный карьер заполненный водой. Харвестер, в своем основном технологическом режиме (валка, обрезка сучьев, раскряжевка) осуществляет прокладку волока от очага (фронта) интенсивного горения до выбранного водоема.
Рис.2. Харвестер как основа водной насосной станции пожарной системы
Рис.3. Форвардер с пожарными опциями
После этого посредством своей харвестерной головки машина захватывает погружной насос, который своими внешними гидравлическими коммуникациями присоединяется к гидролиниям харвестера. В качестве этих гидравлических элементов могут выступать временно отсоединенные напорные магистрали и сливные трубопроводы компонентов технологического оборудования, не задействованные в режиме водной насосной станции. Например, протяжные вальцы (рябухи) харвестерной головки. Для примера на рис.4 представлен внешний вид и приведены технические характеристики возможного погружного насоса«Hydra-Teсh S12M» [14]для харвестерной головки.
Рис.4. Погружной насос «Hydra-Teсh S12M»
Технические характеристики насоса
|
Диаметр шланга: |
12" (323мм) |
|
Макс. производительность: |
907,2м3/ч (15120 л/мин) |
|
Макс. высота подъема: |
16 м |
|
Макс. размер твердых частиц: |
25 мм |
|
Макс. поток масла: |
98 л/мин |
|
Макс. рабочее давление: |
197 бар |
|
Горловина для сбросового рукава: |
труба/фланец 323 мм |
|
Штуцеры под БРС: |
1 NPT (1" BSP) |
|
Вал: |
Нержавеющая сталь |
|
Лопасть: |
Бронза |
|
Уплотнение вала: |
Графит/керамика (стандарт) |
|
Эластомер: |
Буна N (стандарт) |
|
Гидравлическое масло: |
214-320 s.u.s. при 64°C |
|
Диаметр корпуса: |
530 мм |
|
Высота: |
1040 мм |
|
Вес: |
174 кг |
Насос весьма не прихотлив относительно наличия минеральных примесей в воде и вполне может работать в заболоченных водоемах.
Разместившись у кромки водоема, посредством манипулятора оператор харвестера обеспечивает вынос погружного насоса на требуемое расстояние в сторону воды и заглубление его в водоем. От насоса на берег выходит отводной рукав (рис.2).
Форвардер при этом подъезжает к харвестеру, и оператор присоединяет его отводной рукав к входной горловине цистерны, которая установлена и закреплена между стойками коников форвардера. Далее осуществляется заправка цистерны водой (рис.3). В случае использования огнетушащих растворов, активный наполнитель в требуемой концентрации добавляется в емкость цистерны.
После заправки цистерны форвардер по подготовленному волоку перемещается к очагу (фронту) интенсивного горения. Оператор, управляя захватом манипулятора, фиксирует в нем пожарный ствол, который соединен рукавом с мотопомпой. Она жестко закреплена на раме форвардера и ее входной патрубок посредством рукава соединен с объемом цистерны. После запуска мотопомпы (здесь может действовать рабочий – помощник оператора форвардера) вода (огнетушащий раствор) начинает поступать к пожарному стволу и далее в очаг горения. Оператор форвардера управляя машиной имеет возможность перемещать ее в наиболее удобную позицию для тушения пожара с одной стороны, и управляя манипулятором и его захватом ориентировать пожарный ствол, а значит и струю, в требуемом направлении.
Заключение
Представленный материал позволяет констатировать, что в основу обоснования компоновочных схем оборудования для профилактики и тушения лесных пожаров положен модульный принцип.
На основе данного подхода рекомендованы структурные схемы компоновки оборудования как опции для тушения лесных пожаров к лесозаготовительным комплексам типа «харвестер + форвардер».
1. Agee, J. K. (1997). Fire management for the 21st century. In K. A. Kohm& J. F. Franklin(Eds.), Creating a fo-restry for the 21st century. Washington, DC: Island Press.
2. Ajzen, I. (1991). The theory of planned behavior.Organizational Behavior and HumanDecision Processes, 50, p.179-211.
3. Арцибашев Е.С. Лесные пожары и борьба с ними. - М.: Лесная промышленность, 1974. - 152 с.
4. Бобров Р.В. Беседы о лесе. / Р.В.Бобров. - М.: Мол.гвардия, 1982. - 240 с.
5. Головацкий Г.Д., Грумнас В.М. Мобильные механизированные отряды в многолесных районах Сиби-ри: актуальность, проблемы и особенности применения //Лесное хозяйство. - 2001. - №4. - С.35-39.
6. Диченков Н.А. Современные возможности предотвращения лесных пожаров //Лесное хозяйство. - 1999. -№5. - С.45-48.
7. Лесные пожары: классификация, прогнозирование, организация тушения. Режимдоступа: http://www.wood.ru( дата обращения 29.04.18)
8. Maguire, L. A., &Albright, E. A. (2005).Can behavioral decision theory explain riskaverse fire management decisions? Forest Ecology and Management, 211(1), p. 47-58.
9. Машины и средства для ухода, восстановления и защиты леса: Рекламный проспект Международной выставки Лесдревмаш-89. М., 1989. С.13.
10. Методы тушения лесных пожаров. Режим доступа:http://www.mchs.gov.ru(дата обращения 29.04.18)
11. McNeill, I. M., Dunlop, P. D., Skinner, T. C., & Morrison, D. L. (2015). Predicting delay in residents’ decisions on defending v. evacuating through antecedents of decision avoidance.International Journal of Wildland Fire, 24(2), p. 153-161.
12. McCaffrey, S. (2015). Community wildfire preparedness: A global state-of-the-knowledge summary of so-cial science research. CurrentForestryReports, 1(2), p. 81-90.
13. Петрик В.В., Гаевский Н.П. Система машин в лесном хозяйстве: учебное пособие для вузов, изд. 2, исп. и доп. / В.В. Петрик, Н.П. Гаевский. - Архангельск: АГТУ, 2008. - 160 с.
14. Hydra-TechS12M - осевой погружной гидравлический насос.Режим доступа:http://hydro-tec.ru/catalog/product/gidravlicheskij-nasos-s12m.html (дата обращения 30.10.18)
15. Шешуков М.А., Громыко С.А. О некоторых аспектах предупреждения, обнаружения и тушения лес-ных пожаров //Лесное хозяйство. - 2002. - №5.- С.42-43.
