Чем опасны подземные пожары
Подземные пожары. Причины и их предотвращение.
Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с возгоранием торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Распространяются со скоростью до 1 км в сутки. Могут быть малозаметны и распространяться на глубину до нескольких метров, вследствие чего представляют дополнительную опасность и крайне плохо поддаются тушению (Торф может гореть без доступа воздуха и даже под водой). Для тушения таких пожаров необходима предварительная разведка.
Торфяные пожары возникают в местах нахождения торфяных полей и месторождений торфа. При возгорании торфа происходит быстрое распространение огня по поверхности поля, а при сильном ветре горящие частицы торфа перебрасываются на значительные расстояния и образуют новые очаги пожара.
При проникновении огня в глубине торфяного массива происходит возгорание нижних слоев торфа. Скорость распространения такого пожара- несколько метров в сутки. Иногда пламя из подземного очага пожара прорывается наружу, что является причиной возникновения наземных пожаров в населенных пунктах, лесных массивах, сельскохозяйственных угодьях, штабелях и караванах торфа. Характерная особенность торфяных пожаров-выделение большого количества дыма, что приводит к задымлению значительных территорий.
Подземные пожары возникают в шахтах, на рудниках, массивах полезных ископаемых. Причиной их являются как внешние тепловые импульсы (неосторожное обращение с огнем, неисправность электрооборудования, трение движущихся деталей машин и механизмов), так и самовозгорание угля, углистых пород, сульфидных руд.
Особую опасность представляют собой подземные пожары в местах скопления взрывоопасных веществ, в том числе метана, угольной и сульфидной пыли.
Подземный (торфяной) пожар представляет собой пожар, при котором горит торфяной слой заболоченных и болотных почв. Он характеризуется низкой скоростью продвижения (около 0,5 м/мин). Характерной особенностью торфяных пожаров является беспламенное горение торфа с накоплением большого количества тепла. Торфяные пожары характерны тем, что их очень трудно тушить. Причиной возникновения (возгорания) торфяного пожара является перегрев поверхности торфяного болота, осушенного или естественного, при перегреве его поверхности лучами солнца или в результате небрежного обращения людей с огнем.
Подземные пожары возникают в шахтах, на рудниках, массивах полезных ископаемых. Причиной их являются как внешние тепловые импульсы (неосторожное обращение с огнем, неисправность электрооборудования, трение движущихся деталей машин и механизмов), так и самовозгорание угля, углистых пород, сульфидных руд. Особую опасность представляют собой подземные пожары в местах скопления взрывоопасных веществ, в том числе метана, угольной и сульфидной пыли. Профилактика подземных пожаров и предупреждение их последствий заключаются в том, что наряду с общими пожарно-профилактическими мероприятиями (использование негорючих материалов для крепления горных выработок, трудновоспламеняемых конвейерных лент и электрических кабелей в негорючих оболочках, устройство разветвленной сети пожарного водопровода и др.), предусматривается применение специальных схем вскрытия и подготовки месторождений. Они позволяют локализовать участок в случае пожара и отвести пожарные газы в общешахтную исходящую струю воздуха, минуя остальные участки, на которых находятся люди.
Подземные лесные пожары возникают при масштабном распространении низовых и верховых возгораний и распространяются по торфяным слоям на глубину более 50 см. В связи с тем, торф может гореть без доступа кислорода, подземные пожары трудно выявить. А выделение в больших объемах дыма сильно загрязняет окружающую среду. В результате торфяные слои выгорают, и на их месте образуются подземные пустоты.
Подземный лесной пожар наиболее продолжительный. Процесс горения торфа может проходить даже в зимний период под значительным покровом снега. Из всех видов пожаров именно торфяные характеризуются наименьшей скоростью продвижения, так как на этот процесс не влияет ветер и изменения погодных условий.
Наиболее часто этот тип возгорания возникает в местах разработки торфяных залежей при несоблюдении правил обращения с огнем. Горение может быть спровоцировано попаданием молнии при сухих грозах. Кроме этого, торфу присуще самовозгорание при температурном режиме свыше 50 °C.
Основными способами борьбы с лесными низовыми пожарами являются: захлестывание кромки огня, засыпка его землей, заливка водой (химикатами), создание заградительных и минерализованных полос, пуск встречного огня (отжиг). Широко применяется современная техника, в том числе авиация.
Тушение подземных пожаров осуществляется в основном двумя способами. При первом способе вокруг торфяного пожара на расстоянии 8-10 м от его кромки роют траншею (канаву) глубиной до минерализованного слоя грунта или до уровня грунтовых вод и заполняют ее водой.
Подземный пожар
ПОДЗЕМНЫЙ ПОЖАР (а. underground fire; н. Grubenbrand, Brand unter Tage; ф. feux de mine, incendie souterrain; и. incendio subterraneo) — стихийно возникающий процесс горения, распространяющийся в горных выработках или в массиве полезных ископаемых; создаёт опасность для жизни людей и наносит материальный ущерб.
Основные причины подземного пожара — нарушения правил технической эксплуатации электрооборудования и кабельных сетей, паспортов ведения буровзрывных работ, техники безопасности при использовании открытого огня, эксплуатации неисправного маслозаполненного оборудования и ленточных конвейеров, Самовозгорание угля, руд, торфа, при некачественном выполнении мер пожарной профилактики и изоляционных работ.
По видам подземный пожар разделяют на пожар экзогенный, который большей частью происходит в наклонных и горизонтальных выработках, оборудованных ленточными конвейерами, а также в тупиковых горных выработках, и пожар эндогенный — в выработанном пространстве действующих очистных забоев, отработанных изолированных участках, местах геологических нарушений.
Интенсивность разгорания подземного пожара в горных выработках зависит от вида крепи, влажности горючих элементов крепи, сечения горной выработки, скорости движения вентиляционного потока, величины первоначального теплового импульса и др. По мере полного развития подземного пожара, характеризующегося достижением максимальных температур (1400-1500°С), в зависимости от скорости вентиляционного потока и вида горючих материалов в выработке устанавливается определённая скорость перемещения огня (до 100 м/ч).
Горящая горная выработка условно разделяется на участок выгоревшей крепи, зону горения (состоящую из участка беспламенного горения и участка интенсивного пламенного горения) и зоны термической подготовки древесины и подсушки древесины. Особенность подземного пожара — способность заметно перемещаться навстречу вентиляционному потоку, если скорость последнего не превышает 1 м/с.
В очаге подземного пожара интенсивно генерируются ядовитые и удушливые газы, которые, попадая в вентиляционной поток, создают определённую опасность для жизни рабочих, находящихся в шахте. При горении деревянной крепи и угля в атмосфере пожарного участка в опасных концентрациях появляются оксид углерода (до 7%), углекислый газ (до 17%), сернистый газ и сероводород, происходит резкое падение содержания кислорода (до 0-2%). Подземные пожары бурно развиваются в выработках, оборудованных ленточными конвейерами. При скорости проветривания 2,5-3 м/с в течение первых 20-30 мин с момента воспламенения ленты пожар распространяется на расстояние 150-200 метров. При этом выделяются опасные для жизни людей продукты термического разложения резиновых и синтетических лент — оксид углерода, фосген, цианистый водород, оксиды азота и др.
Подземный пожар — распространённый вид аварии, т.к. на его долю приходится более половины всех аварий, возникающих на горных предприятиях (см. Пожарная профилактика, Пожарная охрана, Пожарная опасность, Пожарная сигнализация, Пожаротушения средства).
Наша планета страдает от подземных пожаров: что это такое, и как с ними быть
Специалисты из службы мониторинга атмосферы проекта «Коперник» обнаружили, что лесные пожары в Арктике достигли новых рекордных значений. Причем горят леса не только открытым огнем, но и под землей. И сегодня эти пожары вырабатывают гигантское количество углекислого газа, тем самым усугубляя глобальное потепление.
Что за подземные пожары
Для нас привычно иметь дело с тем, что мы видим и чувствуем. Лесные пожары большинству из нас представляются поверхностным процессом, когда из-за сильного жара огонь легко перемещается с дерева на дерево или с кустарника на кустарник. Несмотря на то, что с ними бывает очень непросто справиться, у нас все же есть средства для борьбы с подобными явлениями. Подземные же пожары куда коварнее.
Обычно главной причиной пожара под почвой становится нахождение там торфа. Ближе к концу лета в новостях то и дело можно увидеть сообщения о горящих торфяных болотах. Так как количество грунтовых вод понижается, торф подсыхает и легко воспламеняется. Причем ему не требуется для этого постоянная подача воздуха снаружи. Обычно пожары начинаются из-за поджогов, приходят извне, или сухостой загорается из-за очень жаркой погоды. И хотя все это может происходить незаметно, это явление способно нанести серьезный вред окружающей среде.
Чем опасны подземные пожары
Среди неожиданных последствий таких пожаров — возможность провалиться в пропасть. Так как торф сжигается, образуются пустоты, и земля может утащить в себя как людей, так и технику. Потушить тлеющие массы, находящиеся под землей, невероятно сложно. Для этого торф перекапывают и заливают огромным количеством воды.
Данные службы показывают, что по сравнению с прошлым годом от лесных пожаров за полярным кругом увеличилась эмиссия углекислого газа. Если за весь прошлый год мы получили 181 мегатонну CO2, то с начала этого года по сегодняшний день показатель возрос на 63 мегатонны. Для сравнения: приблизительно 62,9 мегатонны в год вырабатывает Марокко, аграрная страна.
Ученые считают, что именно торфяники и другие подземные пожары ответственны за увеличение выбросов. И немалая эмиссия углекислого газа происходит в России — в Республике Саха. Также «отличились» территории за полярным кругом и США.
Что это значит для нас
Конечно, выбросы углекислого газа в атмосферу от лесных пожаров сравнительно невелики. Даже увеличившись на треть, они не выходят за пределы 1%. Однако как раз из таких небольших явлений и складывается загрязнение окружающей среды. Особенно с учетом того, что пожары несут в себе гораздо больше негативных последствий для природы и для нас. Это и потеря потенциально нужных ресурсов, и уничтожение местных экосистем.
Пожары. Какие врата в ад люди открыли своими руками?
Самое страшное бедствие — сильный пожар, который не удается потушить. Зрелище, конечно, ужасное и не для слабонервных. Но вдвойне ужаснее осознавать то, что катастрофа создана руками самого человека, а не стихией.
Чаще всего под землей горит торф. Такие пожары не бывают продолжительными. Обычно — несколько дней, недель. Реже — месяцы. Особенность торфяных пожаров в том, что они возникают преимущественно из-за беспечности людей (брошенный окурок, плохо потушенный костер). Торфяной пожар распространяется под землей медленно, но дает очень много едкого дыма. На месте торфяных пожаров появляются потом провалы, заполняемые водой. Где именно и когда появится очередной провал — неизвестно.
Еще более опасными считаются подземные угольные пожары. Самый старый из известных угольных подземных пожаров находится в Австралии. По оценкам геологов, уголь там непрерывно горит уже около шести тысяч лет! И будет гореть еще примерно такое же время. Угольные подземные пожары — самые сложные и самые опасные для тушения. Бурение не позволяет уточнить, на какой именно глубине идет горение, так как высокая температура держится на всей толщине пласта. Закачиваемая в скважины вода часто не достигает горизонта горения. Огонь же распространяется в нескольких направлениях.
На планете сейчас насчитывается несколько сотен подземных пожаров, которые не удается потушить. Особенно много их в Китае и Индии, где слабый контроль за горными выработками. В шурфы шахт, отработавших своё, сбрасывается бытовой мусор. При заполнении шурфа, мусор поджигают. Но при этом не берется во внимание то, что огонь по трещинам может распространиться до пластов угля, оставшихся в стороне от выработок. Именно такая беда случилась в США в нескольких местностях.
Самый трагичный подземный пожар в Америке — город Централия, штат Пенсильвания. Статус города это поселение получило в далеком 1866 году. Промышленность города была связана с добычей высококачественного антрацита. В Централии действовали пять гостиниц, два театра, банк, почта, четырнадцать торговых маркетов и 25 различных салонов. Словом, жизнь кипела. В 1962 году городской совет поручил пожарным поджечь скопившийся мусор в шурфе одной из заброшенных шахт. Пожарные не поинтересовались мнением геологов и, не зная ничего об угольных пластах, пустили в шурф «красного петуха». Предполагалось, что мусор сгорит полностью. Но все произошло иначе — остатки мусора продолжали тлеть. Огонь распространился по трещинам угольного пласта. Потушить его пытались многократно, но все было бесполезно.
Сквозь рыхлые породы начал выделяться в атмосферу угарный газ. Население забило тревогу. Но было уже поздно — ситуация вышла из-под контроля. Правительство США объявило город опасным для жизни. Люди начали бросать все и переселяться. В 1966 году две железные дороги («Philadelphia and Reading» и «The Lehigh Valley») прекратили обслуживать город из-за того, что местами начало проваливаться железнодорожное полотно. А проваливалось он по той причине, что подземный пожар создавал пустоты — сгоревший антрацит превращался в меньший по объему шлак. В дальнейшем стала проваливаться и асфальтированная дорога.
В 1984 году Конгресс США выделил 42 миллиона долларов на переселение жителей Централии в другие места. Но несколько семей продолжают в нем жить и сейчас. В 2002 году город официально был исключен из перечня почтовой службы. Американского почтового индекса 17927 больше не существует. На пути к Централии установлены дорожные щиты, предупреждающие о том, что вы дальше едете на свой страх и риск. Тем не менее предупреждения не всегда останавливают искателей острых приключений.
На территории бывшего СССР тоже есть примеры подземных пожаров, которые не удается потушить. В частности, в Свердловской области на шахте «Черемуховская» и других шахтах ОАО «СевУралБокситРуда» много лет бушует подземный пожар. Правда, он менее опасен, чем в американском городе Централия. Но попытки потушить на Урале пожар в разработках способом отсекания к нему доступа кислорода пока ничего не дали — воздух продолжает подсасываться к месту горения через трещины в пластах.
Однако самый страшный подземный пожар сейчас продолжается в Туркменистане. Там в 1971 году возле деревни Дарваз геологи с целью оценки запасов газа начали бурить скважину. В один из дней бур вошел в пустоту, установка вместе со всем комплектом оборудования рухнула в провал. Обошлось без жертв. Но на поверхность стал поступать в больших объемах токсичный газ. Чтобы избежать отравления людей в деревне, его подожгли. Предполагалось, что факел будет гореть несколько дней, а потом запасы газа кончатся, провал опустится ниже и сам по себе закроет доступ газа к огню по трещинам. К сожалению, геологи ошиблись — по трещинам в недрах к огню стал поступать газ из соседних месторождений.
Ночью зарево от провала видно на десятки километров окрест. Пробивающиеся сквозь недра языки пламени порой поднимаются в высоту на 10−15 метров. Существует риск, что по мере выгорания газа появятся другие провалы. Пока их три, вместе с горящим. В одном — озеро бирюзового цвета. В другом — на дне грязевая жижа. Деревню Дорваз пришлось отселить в более безопасное место. Размеры горящего провала внушительные: диаметр каверны — 60 метров, глубина — 20. Попытки остановить горение до сих пор не увенчались успехом.
Человек сам создает из-за своей недальновидности настоящие огненные врата в ад. И тогда поверхность земли превращается в нечто ужасное. Тут невольно подумаешь о фантастике. Но не слишком ли дорогая плата за такую фантастику?
Способы и тактика тушения подземных пожаров
Горение геологических пород особенно тяжело поддается тушению: земля в данном случае играет роль резервуара с топливом неизвестного объема. Существуют различные виды гашения таких возгораний, однако выбор способа и средства ликвидации огня зависит от определения горящего материала.
Разновидности подземных пожаров
Подземные возгорания возникают преимущественно в горных выработках, соответственно основной причиной данного явления считается антропогенный фактор. Нарушение основ эксплуатации электрооборудования, использование открытого огня, неправильное проведение буровзрывных работ – все это приводит к подземным пожарам. Однако возгорания этого типа могут возникать из-за самовоспламенения пород.
По статистике на долю подземных пожаров приходится половина всех аварий, происходящих на горных предприятиях.
Разделить такие воспламенения можно по виду горящего топлива.
Угольный
Основные причины возникновения угольных пожаров:
Угольный пожар сложно ликвидировать из-за обильного выделения смога, высокой температуры газовой среды, а также недоступности очагов возгорания.
Геологи считают Горящую гору в Австралии самым старым горящим месторождением угля – полыхание огня продолжается более 6 000 лет. Фото горы можно найти онлайн.
Один из самых известных современных угольных пожаров находится в США, г. Централия, штат Пенсильвания. Угольное месторождение воспламенилось в 1962 году и до сих пор не затухло. Примечательно, что пожар начался из-за местных жителей, сжигающих мусор в ямах заброшенных угольных шахт.
Торфяной
Такие пожары происходят на высохших болотах, или в местах залежи торфяника. Среди причин возникновения можно выделить следующие факторы:
Особенность данных возгораний в том, что торфу не нужен воздух для горения. Пласты породы горят на глубине 50 см и более. Тление может продолжаться годами.
Важное свойство торфяных возгораний – образование подземных каверн (полостей) под поверхностью почвы в процессе горения. Такая «яма» несет опасность для людей и техники.
Стадии развития подземного пожара
Специалисты выделяют следующие стадии развития подземного возгорания:
Скорость развития подземного возгорания обусловлена следующими факторами:
Способы тушения
Способы и тактика тушения подземных пожаров отличаются исходя из ситуации и решения пожарных.
Активный
Метод подразумевает прямое тушение возгорания с помощью воды, пены или огнегасительного порошка. Часто используется разбор очага и заливание топлива водой.
Активный способ целесообразно использовать, если открытое возгорание еще не развилось в полную силу. Тушение таким способом производится со стороны струи воздуха, поступающей к очагу.
Пассивный
Заключается в изоляции зоны поражения. Применяется в тех случаях, когда очаги возгорания недоступны для прямого тушения. Изоляция территории достигается за счет следующих мероприятий:
Комбинированный
В случаях, когда изоляция невозможна из-за масштабов пожара, а тушение не приносит ожидаемого результата, спасатели прибегают к использованию комбинированной тактики. При этом производится прямое воздействие на пламя в сочетании с затоплением водой зон поражения. Также в качестве средства борьбы с огнем используются инертные газы.
Вентиляционные режимы
Режим воздухообмена в зоне поражения призван снизить интенсивность возгорания и поспособствовать его тушению путем создания подходящих условий. Еще одна важная функция вентиляции – снижение концентрации взрывчатых газов внутри пораженной палом территории, а также в местах, где находятся люди.
Режимы вентиляции подразделяются на несколько видов:
Режим выбирается исходя из следующих факторов:
Огнетушащие средства
Подземный пожар тяжело поддается ликвидации не только из-за территориальной недоступности, но и по причине горючих ископаемых веществ, выступающих в роли топлива. Средство тушения выбирается исходя из вида горящего материала.
Жидкие
Основное жидкое средство борьбы с огнем – вода. Используют ее как в виде струи, так и в виде «водяной завесы» – мелко распыленной жидкости. Многие шахтовые предприятия оснащены гидрантами, однако на некоторые влагу приходится доставлять в автоцистернах.
Воду также используют как основу для огнетушащих веществ, например, углекислого натрия, хлористого кальция, сульфоната натрия. Такие растворы легче проникают в поверхностные слои горящих материалов и изолируют их от кислорода пленками солей.
Пенные
Для тушения пожаров часто используют пену. Она полностью изолирует топливо от кислорода, а также понижает его температуру. По методу производства вещество делится на следующие виды:
Газообразные
Инертные газы призваны понизить концентрацию кислорода в местах возгорания. Как следствие, активность воспламенения падает. К таким газам относятся:
Сыпучие
Несмотря на свою опасность при попадании в дыхательные пути, порошковые составы довольно популярны из-за своих свойств: универсальны, отличаются высокой эффективностью, изолируют вещество и прекращают выделение тепла.
Порошки чаще всего производятся из карбонатов и бикарбонатов натрия и калия. Нередки в составе и фосфорно-аммонийные соли, хлориды калия и натрия.
Профилактика самовозгорания угля
На самовоспламенение угля влияют следующие факторы:
Профилактические меры по предотвращению самовоспламенения угля сводятся к ликвидации опасных характеристик материала. В частности:
Несмотря на сложность тушения, подземные пожары можно ликвидировать, используя оптимальное огнетушащее средство и принимая во внимание особенности воспламенения.