8.2. Очаги поражения на взрыво- и пожароопасных объектах

Очаги поражения на предприятиях со взрыво- и пожароопасной технологией образуются вследствие истечения газообразных или сжиженных углеводородных продуктов, при перемешивании которых с воздухом образуются взрыво- и пожароопасные смеси таких газов, как пропилен, метан, пропан, бутан, этилен, бутилен, приводящие к разрушению и повреждению зданий, сооружений, технологических установок, емкостей и трубопроводов. Взрыв или возгорание насту­пает при определенном содержании газа в воздухе.

При взрыве газовоздушной смеси образуется ударная волна, по­добная ударной волне ядерного взрыва.

8.2.1. Классификация пожаров. Поражающие факторы

Пожар определяется как неконтролируемый процесс горения, ко­торый сопровождается уничтожением либо повреждением строений и конструкций, а зачастую и человеческими жертвами (рис. 13).

Рис 13. Пожары. Поражающие факторы и возможные последствия

105

Для возникновения пожара необходимо одномоментное совпаде­ние трех факторов:

• наличие горючих веществ;

• наличие окислителя, в основном — свободного кислорода;

♦ наличие температуры воспламенения горючего вещества. Если одного из перечисленных компонентов не хватает, то возго­ рания, а следовательно и пожара, не произойдет.

Назовем следующие поражающие факторы пожара, воздейст­вующие на людей:

• открытый огонь и искры (повышенная температура воздуха, окружающих предметов);

• токсичные продукты горения;

• дым и связанная с ним ограниченная видимость;

• пониженная концентрация кислорода;

• обрушение и повреждение зданий и конструкций;

• взрывы.

Пожары условно подразделяют на производственные, бытовые, природные.

Основными причинами возникновения пожаров являются следующие:

• природные явления;

• техногенные аварии;

• халатное, неосторожное обращение с огнем (курение, оставле­ние без присмотра нагревательных приборов, разогрев деталей от­крытым огнем, шалость детей);

• неисправность отопительных и вентиляционных систем (ко­тельных, отопительных приборов, печей и др.);

• неисправность производственного оборудования, нарушение технологических процессов (выделение горючих газов, пыли);

• самовоспламенение или самовозгорание некоторых веществ и материалов при нарушении правил их хранения и использования;

• различные причины электрического характера (искрение в электрических аппаратах и машинах; токи коротких замыканий и значительные перегрузки проводов и обмоток электрических уст­ройств, вызывающие их нагрев до высокой температуры; плохие кон­такты в местах соединения проводов, приводящие к увеличению пе­реходного сопротивления, на котором выделяется большое количест­во тепла; электрическая дуга, возникающая во время дуговой элек­трической сварки или в результате ошибочных операций в электроус­тановках; электростатические разряды и удары молний).

Пожары в крупных населенных пунктах могут быть отдельными, массовыми и сплошными.

106

Отдельные пожары — пожары, возникающие в отдельном здании iлй сооружении.

Массовые пожары — пожары, когда горит более 25 % зданий.

Сплошные пожары — пожары, когда пламенем охвачено до 90 % даний.

Разновидностью сплошного пожара является огневой шторм. Он юзможен, если площадь пожара превышает 250 га. Особенностью ог-iевого шторма является то, что за счет восходящих потоков воздуха корость ветра от периметра к центру пожара может достигать 60 км/ч. "акой пожар потушить невозможно.

8.2.2. Природные пожары

Природный пожар — неконтролируемый процесс горения, сти-ийно возникающий и распространяющийся в природной среде.

В Республике Беларусь чаще всего бывают лесные, торфяные, ре-се, полевые (горят созревшие хлеба) пожары. Они возникают как по ине человека (до 80 % возгораний), так и в результате самовозгора-[ия от солнца или от удара молнии.

Возможность возникновения пожаров определяется степенью пожар-iой опасности леса. Для этого разработана шкала оценки лесных участ-ов по степени опасности возникновения в них пожаров (табл. 11).

Таблица 11. Шкала оценки лесных участков по степени опасности возникновения в них пожаров

Класс пожарной опасности	Объект загорания	Виды пожаров, условия возникновения	Степень пожарной опасности
5	Хвойные молодняки. сосняки, захламлен­ные вырубки	В течение всего пожароопасного сезона возможны низовые пожары, на участках древостоя — верховые пожары	Высокая
4	Сосняки с наличием соснового подростка или подлеска	Низовые пожары возможны в тече­ние всего пожароопасного сезона, верховые — в период пожарных максимумов	Выше средней
3	Черничники, бруснич­ники	Низовые и верховые пожары воз­можны в период летних пожаро­опасных максимумов	Средняя
2	Сосняки и ельники, смешанные с лист­венными породами	Возникновение пожаров возможно в период пожарных максимумов	Ниже средней
1	Ельники, березняки, осинники, ольховники	Возникновение пожаров возможно только при длительной засухе	Низкая

107

Больше всего от огня страдает сельское хозяйство, гибнут деревья, кустарники, заготовленная лесная продукция, торф, строения, живот­ные и т. д.

В зависимости от того, в каких элементах леса распространяется огонь, пожары бывают низовые, подземные и верховые, а в зависимо­сти от скорости продвижения кромки пожара и высоты пламени — слабые, средней силы и сильные. Чаще других наблюдаются низовые пожары. Из общего числа пожаров низовые составляют около 90 %. В этом случае огонь распространяется только по напочвенному по­крову, охватывая нижние части стволов деревьев и выступающие на поверхность почвы корни.

Низовые пожары подразделяются на беглые и устойчивые. При ни­зовом беглом пожаре сгорает живой и мертвый напочвенный покров, самосев леса, опавшие листья и хвоя, обгорают кора нижней части де­ревьев и обнаженные корни, хвойный подрост и подлесок. Такой по­жар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышен­ной влажностью покрова, поэтому часть площади остается не затрону­той огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов.

При низовом устойчивом пожаре огонь, как принято говорить, «заглубляется», прогорает подстилка, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожа­ры развиваются обычно, начиная с середины лета, когда просыхает подстилка.

При подземных пожарах горит торф, залегающий под лесными массивами. Торф сгорает или частично, до влажных слоев, в которых горение продолжаться не может, или полностью, на всю глубину до минерального слоя почвы. При этом обнажаются и обгорают корни деревьев.

В лесах подземные пожары бывают крайне редко. Возникновение и распространение их обычно связано с низовыми лесными пожара­ми, при которых огонь отдельными очагами заглубляется в слой тор­фа на наиболее подсохших участках, чаще всего у стволов деревьев, а затем постепенно распространяется в стороны. Подземные пожары начинаются в основном во второй половине лета, их число возрастает в засушливые годы, когда достаточно просыхают торфяные слои, расположенные под лесом.

Верховые пожары характеризуются распространением огня по на­почвенному покрову и по кронам деревьев, при этом сгорают хвоя, листья, мелкие, а иногда и крупные ветви. Переход низового пожара на полог древостоя происходит в насаждениях с низкоопущенными

108

кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Древостой после верхового пожара, как правило, полностью погибает. Чаще всего верховые пожары возникают в гор­ных лесах при распространении огня вверх по крутым склонам. В значительной мере их возникновению способствует сильный ветер.

Различают верховой устойчивый и верховой беглый пожары. При верховом устойчивом пожаре огонь распространяется по кронам по мере продвижения кромки низового пожара. При этом сгорают под­стилка, напочвенный покров, валежник и сухостой, подрост и подле­сок, ветви и даже крупные сучья, сильно обгорают стволы деревьев. Такой пожар называют также повальным — после него остаются лишь обугленные остатки стволов.

При верховом беглом пожаре, который начинается только при сильном ветре, огонь продвигается обычно по пологу скачками, ино­гда значительно опережая фронт низового пожара. Такое распростра­нение огня объясняется тем, что тепло от горящих крон, поднимаясь наклонно ветру, лишь частично попадает на соседние кроны и тепла оказывается недостаточно для подогрева и подготовки их к воспла­менению. Подогрев полога происходит, в основном, за счет тепла от низового пожара. Под действием ветра это тепло сначала подогревает кроны впереди растущих деревьев, а затем, с приближением основно­го очага, кроны вспыхивают.

При продвижении огня по кронам ветер разносит искры, горящие ветви и хвою, которые создают новые очаги низовых пожаров за не­сколько десятков, а иногда и сотен метров впереди основного очага. Во время скачка пламя разносится по кронам со скоростью 15-20 км/ч.

Лесные пожары, площадь которых превышает 2 км², считаются крупными пожарами. Обычно они развиваются в период чрезвычай­ной пожарной опасности в лесу.

Лесной пожар, охвативший большую площадь, чаще всего сочета­ет в себе элементы низового, беглого и других видов пожаров. При этом часть территории может быть не подвержена огню: пожар обхо­дит участки, где нет горючих материалов или где такие материалы не способны гореть в данных условиях. Нередко кромка пожара разби­вается на участки, которые можно принять за отдельные самостоя­тельные очаги. Пламя распространяется с разной скоростью и неод­нократно меняет направление в зависимости от изменения направле­ния ветра и наличия горючих материалов. Конфигурация кромки пожара сложная и неопределенная, в результате чего трудно выде­лить основные элементы пожара: фронт, тыл и фланги.

109

Возгорание торфа на производственных площадях возможно в те­чение всего года. Однако наибольшее число возгораний отмечается и мае-августе. Основными причинами возгорания являются самовозго­рание торфа, попадание на него искр от работающих машин, грозо­вые разряды и т. д. Нередки также случаи возгорания торфа от неосто­рожного обращения с огнем вблизи торфяных предприятий. Чаще все­го пожары возникают из-за самовозгорания торфа (как правило, 60 % случаев из общего числа возгораний на торфопредприятиях). Обычно оно бывает следствием происходящего при хранении торфа процесса саморазогревания.

Установлено, что процесс саморазогревания торфа имеет четыре пе­риода изменения температуры. Первый, продолжительностью 30-40 су­ток, характеризуется скрытым процессом подготовки к разогреванию. В это время температура в штабелях выше наружной всего на 3-5 °С. Во втором периоде, продолжительностью 10-30 суток, температура и штабелях ежедневно увеличивается на 0,5-4,5 °С. При достижении максимальной температуры торфа 600 °С и выше наступает третий пе­риод, который может продолжаться 3-8 месяцев. Температура в шта­белях в течение этого периода колеблется в пределах от +5 до +100 °С. Торф превращается в обуглившуюся сухую пористую массу — полу­кокс, который при соприкосновении с кислородом самовозгорается. При этом образуются отдельные скрытые очаги горения, обнаружи­ваемые по выделяющемуся дыму.

Большое влияние на развитие пожара на торфополях оказываю! время года и суток, а также метеорологические факторы (количество осадков, температура воздуха и солнечная радиация). Особенно бы­стро развивается пожар днем. Объясняется это тем, что в результате солнечной радиации верхние слои торфа интенсивно высыхают, и по мере их нагревания часть влаги уходит в нижние, а другая часть ис­паряется. Ночью пожар развивается медленнее, так как температура поверхности торфа ниже температуры нижних слоев, и вследствие этого влага поднимается в верхние слои. Кроме того, обычно ночью утихает ветер и выпадает роса.

На поверхности полей торф, как правило, сгорает не полностью, что приводит к задымленности значительной территории.

Развитие торфяных пожаров можно разделить на три периода. Первый (начальный) периодов котором происходит возгорание торфа, характеризуется малой (несколько квадратных метров) площадью очага, небольшой скоростью горения, сравнительно низкой темпера­турой и слабой задымленностью в зоне горения. Продолжительность начального периода возгорания торфа колеблется от нескольких ми-

110

нут до нескольких часов и зависит от влажности торфа, скорости вет­ра, температуры и относительной влажности воздуха.

Второй период характеризуется интенсивным горением с нараста­нием его скорости и температуры. Искры разбрасываются ветром, в результате чего очень быстро увеличивается площадь пожара. Повы­шается температура окружающей среды, на большое расстояние рас­пространяется дым.

Во время третьего периода пожар распространяется наиболее ин­тенсивно и на весьма большой площади, исчисляемой гектарами. Он характеризуется высокой температурой в зоне горения и сильной за-дымленностью прилегающего района.