Основным горючим материалом в деревообрабатывающих цехах является древесина в виде сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, а также строительные конструкции зданий. На некоторых предприятиях горючим материалом являются ткани, полимерные материалы, лаки, краски и др.
Линейная скорость распространения огня в сгораемых лесопильных цехах и сушилках в среднем составляет 2-2,5 м/мин., а максимальное значение достигает 5м/мин., и более. В лесопильных цехах III СО линейная скорость колеблется в пределах 1-1,5 м/мин. В остальных цехах и отделениях линейная скорость равна примерно 1 м/мин.
Благодаря наличию большого количества сгораемого материала, горение протекает весьма интенсивно. Огонь быстро распространяется по деревянным строениям, связанным галереями и транспортерами, вентиляционными отсасывающими установками, а также по готовой продукции (доски, бревна) и производственным отходам (щепа, стружки, опилки). Продукты горения быстро заполняют объем помещения, проникают в вытяжную вентиляционную систему и в другие помещения. В распиловочных отделениях, кроме того, пожар может распространяться в подвальное помещение под пилорамой, где обычно скапливаются опилки.
При наружных пожарах (особенно сгораемых строений) всегда имеется угроза распространения огня на соседние цехи и другие объекты из-за большой зоны теплового излучения.
Скорость роста площади пожара в лесопильных цехах V СО составляет 30-55 м^2/мин., в лесопильных цехах III СО – 20-40 м^2/мин.
Лесопильные цеха располагают в одно- и двухэтажные зданиях с подвалами, первый этаж или подвал которых служит для сбора опилок и отходов, и отходов древесины при распиловке круглого леса. Из этих помещений опилки по системе пневмотранспорта (скорость движения воздуха в пневмотранспорте 15-16 м/с) подают в циклоны и бункера цехов по производству древесностружечной или древесноволокнистой плиты. Поэтому при возникновении пожаров в лесопильных цехах огонь не только быстро распространяется по цеху, но проникает в первый этаж или подвал, а затем по системам пневмотранспорта циклоны и бункера этих цехов. Цехи по производству древесностружечных древесноволокнистых плит системой пневмотранспорта, галереями и транспортерами связаны и другими цехами деревообработки.
Наиболее пожароопасными участками деревообрабатывающих предприятий являются сушильные камеры, отделочные цехи и отделения окраски и покрытия элементов и изделий лаками, приборы разогрева клея и высокочастотного склеивания древесины.
На деревообрабатывающих предприятиях сушка древесины представляет собой технологических процесс, при котором в максимально короткий срок из древесины удаляется влага, при этом целостность самой древесины не нарушается.
В деревообрабатывающей промышленности применяют несколько видов сушки древесины, к которым относятся:
· сушка древесины в поле токов высокой частоты;
· газовая сушка древесины;
· паровая сушка древесины;
· сушка древесины в петролатумных ваннах;
· контактная сушка древесины;
· сушка древесины инфракрасными лучами;
· естественная сушка древесины (атмосферная)
Развитие пожаров на складах лесоматериалов характеризуется: большой скоростью распространения фронта пламени по штабелям; мощным тепловым излучением от горящих штабелей; зоной задымления по направлению ветра; массовым переносом искр от горящих штабелей на соседние, а также промышленные здания и населенный пункт; значительной скоростью притока воздуха из окружающей среды в зону горения и образованием там воздушных вихрей.
Анализ тушения пожаров на объектах деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности показывает следующие основные ошибки и причины, приводящие к развитию пожара до крупных размеров:
· Неудовлетворительное противопожарное состояние объектов.
· Медленное сосредоточение СиС.
· Введения маломощных стволов.
· Некачественно проведенная разведка.
· Неправильное определения решающего направления.
· Подача стволов от автоцистерн без установки на водоисточник.
· Отсутствие оперативных штабов или их некачественная отработка.
· Неудовлетворительная работа тыла, штаба или их отсутствие.
· Удаленность пожарных частей до объекта.
Основными факторами, влияющими на развитие пожара, являются: скорость ветра, вид и влажность хранимых лесоматериалов, типы и количество пожарной техники.
Скорость распространения пламени зависит от влажности, вида складирования лесоматериалов, скорости ветра.
Приведены данные по скорости распространения фронта пламени по штабелям и кучам лесоматериалов в зависимости от влажности древесины и скорости ветра (табл.6.6).
Таблица 6.6
| Вид складирования | Влажность древесины, % | Скорость ветра, м/с | Линейная скорость распространения пламени м/мин | Время полного охвата штабеля, мин |
| Штабель пиломатериалов размерами 6х6хI2 м | 8-12 15-20 15-20 21-30 более 30 | до 1 1-2 до 1 2,5-3,5 до 5 до 5 | до 4,0 до 1,5 до 1,0 до 2,5 до 1,2 до 1,0 | 2-4 2-4 3-8 12-15 20-30 |
| Штабель круглого леса куча щепы | 10-18 21-30 | до 1 2-3 до 3-4 до 3-4 | 0,35-0,7 1,0-2,0 до2,7 до 1,0 |
Скорость распространения пожара от штабеля к штабелю зависит от параметров, перечисленных выше, а также от величины противопожарных разрывов между группами штабелей, времени прошедшего с момента возникновения пожара, направления распространения (по ветру, против ветра и т.д.).
Наибольшую скорость распространения имеют пожары на складах пиломатериалов за счет развитой поверхности горения и невысокой влажности штабелей пиломатериалов. Так при влажности пиломатериалов 20% линейная скорость распространения фронта пламени, на второй минуте с момента возникновения горения, составляет 0,5-0,75 м/мин,а на пятой минуте уже 1,5 м/мин. Изменение линейной скорости распространения фронта пожара по штабелям пиломатериалов в зависимости от скорости ветра показано на рис.6.7. При скорости ветра более 12 м/сек линейная скорость распространения фронта пламени может быть 6-10 м/мин. Один штабель пиломатериалов с влажностью 15-20 %и размерами 6х12х12 охватывается полностью огнем за 8-12 мин, а иногда и раньше. Распространение горения по штабелю происходит, как правило, по следующей схеме: огонь снизу штабеля идет вверх и воспламеняет крышу, затем горение распространяется вглубь штабеля и по крыше по направлению ветра на соседние штабеля пиломатериалов. Практика и опыты показали, что скорость распространения фронта пламени по штабелям пиломатериалов с сушильно-реечными пакетами и пакетами, обернутыми бумагой, может в полтора два раза превышать скорость распространения по штабелям из плотных пакетов.
Высота факела пламени штабелей пиломатериалов равна 2-3 высоты штабеля, а температуре его достигала 1000-1100 0С. При скорости ветра более 2 м/с факел пламени наклоняется и свободно перекрывает десятиметровые разрывы, а при ветре 4 м/с и более и 25 - метровые противопожарные разрывы. На расстояниях 25-30 м, от горящих штабелей интенсивность теплового излучения выше порога, переносимого человеком незащищенным специальными средствами. Не горящие штабеля пиломатериалов влажностью 12-14% расположенные в 20-25 метрах от горящих через 15-20 минут воспламеняются от теплового излучения факела пламени пожара, а на расстоянии до 100 м, у автомобилей вспучивается краска.
В зоне теплового воздействия пожара образуется плотная зона задымления, которая имеет вытянутую форму по направлению ветра. В двадцати пятиметровом противопожарном разрыве создается высокая температура и плотное задымление. Длительное пребывание в этом разрыве пожарных без органов защиты дыхания и дополнительной тепловой защиты часто становится невозможным, так как содержание кислорода понижается до 16-18 %. Через 10-12 мин после возникновения пожара происходит обрушение некоторых горящих штабелей, при этом головни разлетаются на расстоянии 15-25 м, а искры до 100 м. При распространившемся пожаре над горящими штабелями пиломатериалов образуется поток воздуха из дымовых газов и воздуха. Скорость восходящих газов на оси этой колонки может достигать нескольких десятков метров в секунду. В эту колонку с горящих штабелей засасываются и поднимаются вверх сотни горящих частиц, и даже щепа и небольшие доски. Поднятые на некоторую высоту они выпадают из конвекционнойколонки и под действием ветра переносятся на не горящие штабеля, промышленные здания, населенный пункт, - где возникают от них новые загорания и пожары. Наибольшая дальность ихразлета наблюдается при скорости ветра от I0 до 14 м/с и может достигать нескольких километров. При сильном ветра с подветренной стороны горящих штабелей, могут возникать перемещающиеся по территории лесосклада вертикальные вихри, которые также разносят искры и даже крупные головни на значительные расстояния. Дальность переноса высокотемпературных частиц от пожара, где они могут поджечь горючие материалы, приведена на рис.6.7. Ущерб от вновьвозникших пожаров сопоставим с ущербом от основногопожара штабелей пиломатериалов.
Рис. 6.7. Изменения линейной скорости распространения горения по штабелям пиломатериалов.
На крупных пожарах складов лесопиломатериалов происходит изменение движения воздушных потоков вокруг зоныгорения. Происходит подток воздуха в зону горения с большой скоростью, что способствует более интенсивному горению и тепловыделению напожаре.
Штабеля круглого леса горят с меньшей скоростью выгорания и распространения пожара по сравнению с пиломатериалами происходит медленнее.
При влажном способе хранения круглого леса линейная скорость распространения фронта пламени изменяется в пределах 0,35 - 0 ,7 м/мин. Для штабелей круглого леса с влажностью до 20%скорость распространения огня увеличивается до 1-2,5 м/мин. Изменение величины линейной скорости распространения фронта пламени по штабелям круглого леса показано на рис. 6.9. Скорость распространения огня при горении куч балансовой древесины составляет 0,I-0,I5 м/мин при влажности 40-50% и около 0,7 м/мин при меньшей влажности.
Линейная скорость при горении куч сосновой и еловой щепы влажностью 30-50 % составляет 0,2м/мин, а при влажности 20 % она увеличивается до 0,7 м/мин, - при скорости ветра 3,5 м/с и больше.
Формы развития площадей пожаров на складах лесоматериалов могут быть различными. Наиболее распространенными из них являются: круговая или полукруговая, — которые чаще бывают при незначительной силе ветра; прямоугольная - при горении прямоугольных вытянутых в одну сторону групп штабелей лесоматериалов; угловая с переходом в другие формы. Довольно редко площадь развития пожара имеет неправильную форму. На ее конфигурацию оказывают влияние такие факторы, как направление и скорость приземного ветра; планировка и складирование штабелей лесоматериалов; действия пожарных подразделений, направленных на ограничение распространения пожара.
Рис. 6.8. Дальность переноса высокотемпературных частиц в зависимости от скорости ветра и площади пожара. (Стрелкой показан порядок пользования графиком. При скорости ветра 7 м/с и площади пожара 15000 м2 дальность разлета искр составляет 1200 м).
Наибольший рост параметров развития пожаров различных лесоматериалов наблюдается при круговой форме их развития, а у штабелей пиломатериалов они имеют максимальные значения.
По экспериментальным данным линейная скорость распространения фронта пламени по штабелям пиломатериалов составляет 1-4м/мин.
Анализ происшедших пожаров на складах лесопиломатериалов показывает, что скорость роста площади пожара во время его свободного развития зависит во многом от скорости и направления ветра и может достигать: для пиломатериалов при ветре 5 – 15 м/с – 8,2 – 14,4 м2/мин, для штабелей круглого леса соответственно 7 – 11,2 м2/мин. Средняя скорость роста площади пожара в период его локализации составляет: при ветре 5 – 15 м/с для штабелей пиломатериалов 22,4 – 36,8 м2/мин, а для круглого леса соответственно 13,9 – 18,7 м2/мин (табл.6.7).
Через 60 мин с момента возникновения пожара (среднее время сосредоточения сил и средств, необходимых на локализацию для большинства гарнизонов пожарной охраны) скорость роста площади пожара составляет 100-750 м2/мин, а площадь пожара может быть от 3 до 45 тыс. м2.
Рис. 6.9. Изменение линейной скорости распространения горения по штабелям круглого леса.
На крупных лесоскладах, с площадью складирования 100 га и более, возможно образование «огненного шторма». Огненный шторм — это особая форма сплошного пожара. Его образование возможно при следующих условиях: наличие почти сплошной горючей нагрузки на площади свыше 100 га; слабый приземный ветер со скоростью не более 5 м/с; относительная влажность воздуха менее 30%; горючая нагрузка не менее 200 кг/м2; время распространения огня на площадь 100 га 2-3 часа.
Над площадью пожара может образоваться мощная конвекционная колонка высотой до 7 км и несколько сотен метров в диаметре. На территории, прилегающей к границам огненного шторма, скорость ветра может увеличиться до 50-60 км/ч. Направленные к центру пожара воздушные потоки будут ограничивать распространение огня за пределы площади, охваченной огнем. Подойти близко к такому пожару чрезвычайно опасно. Основное развитие пожара будет происходить за счет массового переноса искр, головней и даже крупных горящих предметов конвекционной колонкой и вихрями, образующимися на горящей территории.