В последние годы приобретает всё более острый и актуальный характер проблема предупреждения и ликвидации таких чрезвычайных ситуаций (ЧС), как массовые лесные пожары и возгорания торфяников. Проблема актуальная не только для нашей страны, но и для Испании, Франции, Австралии, Греции, США и других. На территории Российской Федерации почти ежегодно регистрируется более 20 тыс. лесных пожаров, а в некоторые годы (1999, 2002 и 2010) их было в 1,5–2 раза больше. Массовые пожары приводят к человеческим жертвам, наносят ущерб здоровью людей и окружающей среде, чреваты значительными материальными потерями и нарушением нормальной жизнедеятельности населения. Для ликвидации массовых пожаров государство вынуждено выделять огромные средства, человеческие ресурсы и техники. В критические годы размах и масштабы пожаров настолько велики, что кроме специальных формирований Федерального агентства лесного хозяйства и Министерства по чрезвычайным ситуациями (МЧС) приходится задействовать силы и средства других министерств и ведомств. Так, в 2010 г. в ликвидации лесных и торфяных пожаров принимали участие 166 тыс. человек и 26 тыс. единиц техники, в том числе от МЧС 129 тыс. человек и 19,3 тыс. единиц техники. От Минобороны были привлечены 8,3 тыс. военнослужащих и 600 единиц специальной техники.

Проблемные задачи при использовании воды как средства борьбы с огнём заключаются в том, как доставить её к очагам горения и при этом рационально использовать и учитывать. Возможность использования для доставки воды в районы ликвидации массовых пожаров транспортных средств (первая задача) определяется их свойствами. Так, в качестве основных могут рассматриваться специальный автомобильный, воздушный и трубопроводный виды транспорта, причём последний – только сборно-разборной конструкции. Все они обладают определёнными преимуществами и недостатками при решении специфических задач. Привлекаемые средства должны удовлетворять ряду требований, таких как максимум транспортной работы в кратчайшее время при минимальных затратах; высокая мобильность и автономность энергоснабжения; возможность многократного использования на разных направлениях и функционирования в любых природно-климатических условиях, на местности с рельефом различной степени сложности; сохранение работоспособности при использовании в непосредственной близости к очагам горения лесов и торфяников и др.

В той или иной мере этим требованиям соответствуют автомобильные и воздушные средства доставки воды и тушения пожаров, а наилучшим образом, особенно с позиций оценки производительности и себестоимости доставки воды к очагам пожаров – полевые магистральные трубопроводы (ПМТ) Министерства обороны Российской Федерации.

Сборно-разборная конструкция и модульность построения технологических схем и линий ПМТ обусловили их высокую эффективность при ликвидации последствий различных ЧС в масштабах страны, хотя их основное, штатное предназначение – транспортировка горючего на большие расстояния в интересах обеспечения войск в особый период. Так, например, в Афганистане в 1980–1989 гг. по двум трубопроводно-складским системам общей протяжённостью более 1200 км войскам было подано свыше 5,4 млн т топлива для реактивных двигателей, дизельного топлива и автомобильного бензина.

В настоящее время на оснащении трубопроводных подразделений Министерства обороны состоят ПМТ диаметров 100 и 150 мм с подачей 1200 и 2500 т/сут соответственно.

Сборно-разборная конструкция, высокие темпы развертывания и свёртывания, возможность перемещения оборудования комплектов трубопроводов с одного направления на другое, быстрая восстанавливаемость при повреждениях, независимость функционирования от климатических и географических условий обеспечивают их успешное применение для подачи горючего войскам в различных видах боевой деятельности.

В 2002 г. Министерство обороны РФ и МЧС утвердили Концепцию применения ПМТ при ликвидации последствий ЧС, где показано, что по экономическим показателям для осуществления одной и той же транспортной работы по подаче воды в зоны массовых лесных пожаров ПМТ эффективнее в сравнении с авиационными средствами (Ил-76ВАП и Ми-26) соответственно в 25 и 43 раза, в сравнении с наливным автомобильным транспортом – в 2 раза [5]. Комплекты ПМТ представляют собой готовые к применению инженерно-технические комплексы, включающие трубы, трубопроводное и вспомогательное оборудование, запорную арматуру, монтажный инструмент и передвижные средства перекачки, которые рассчитаны на многократное использование. Перечисленные характеристики ПМТ предопределили их успешное использование не только в интересах Вооружённых Сил, но и экономики и социальной сферы страны, например, для перекачки нефти в регионах с недостаточно развитой транспортной инфраструктурой и больших количеств воды при ликвидации различных ЧС и массовых пожаров.

В ходе ликвидации пожаров в 2010 г. два трубопроводных батальона развернули для подачи воды 21 линию трубопроводов суммарной протяжённостью 188,5 км при средней длине линии 9 км. При расчётной производительности перекачки по одной линии 2000 т суточная подача всех линий равна 42 тыс. т. Для доставки такого же объёма воды ежесуточно требуется 5250 машинорейсов пожарных автоцистерн марки АЦ8-40. Авторазливочных станций АРС-14 (вместимость цистерны 2,7 м3) потребуется ещё больше – более 15 тыс. машинорейсов. В европейской части России Министерство обороны выделило для ликвидации пожаров 120 единиц АРС-14 и содержало в готовности и резерве ещё немногим менее 400 единиц. Таким образом, из рассмотренного перечня полевые магистральные трубопроводы – наиболее эффективное средство подачи воды в районы массовых пожаров.

Установлено, что значительный временной и экономический эффект может быть достигнут при совместной работе полевого магистрального трубопровода и пожарных автомобилей.

В результате обобщения и анализа опыта привлечения ПМТ для подачи воды в районы ликвидации массовых пожаров с 1972 г. и по настоящее время установлено, что наиболее рациональными способами использования подаваемой по линиям ПМТ воды (вторая задача) являются: выдача воды через подключённые к ПМТ рукавные линии и пожарные стволы для непосредственного тушения как лесных, так и торфяных пожаров; заполнение водой автоцистерн, пожарных машин и другой техники для дальнейшего непосредственного тушения пожаров. Способы, связанные с заполнением каналов, рвов и естественных складок местности, не представляют каких-либо сложностей и альтернатив не имеют.

В 2010 г. из 21 линии ПМТ по 18 велась перекачка воды на торфополя и по 3 линиям – в пожарные водоёмы. Для непосредственного тушения лесных пожаров линии ПМТ неоправданно не использовались, хотя имелись предпосылки к более эффективной реализации их возможностей. Так, например, в зависимости от соединения рабочих колёс насоса штатной передвижной насосной установки ПНУ-100/200М и от протяжённости линии ПМТ трубопровод может обеспечить работу до 6–7 рукавных линий с пожарными стволами типов РС-50, РС-70, СРК-50 и других (табл. 1).

Показатели работы ПНУ-100/200М при подаче воды на пожарные рукава со стволами

Для тушения торфяных пожаров к трубопроводу через переходники могут подключаться рукавные линии и пожарные стволы целевого применения ТС-1 и ТС-2, с помощью которых тушатся пожары с глубиной прогорания торфа до 2 м. Рукавные линии можно прокладывать только там, где надёжно подавлены очаги горения. Из-за несоблюдения этого положения на середину августа 2010 г. при тушении пожаров пришло в негодное состояние 559 комплектов напорных рукавов Д-51 и 116 комплектов напорных рукавов Д-66. Ущерб составил 2780 тыс. руб. [2]. Для совместного использования рукавных линий и трубопроводов необходимо изготовление переходников от линий ПМТ к пожарному оборудованию, что является простейшей задачей для промышленных предприятий [1]. Практически невостребованным в 2010 г. оказался и такой способ использования подаваемой по трубопроводам воды, как развёртывание в конечных или промежуточных пунктах линий ПМТ наливных стояков для заполнения ёмкостей пожарных машин и автоцистерн. Эти простейшие сооружения монтируются в короткие сроки из штатного оборудования комплектов ПМТ. При совместном использовании линий трубопровода и пожарных машин повышается «оборачиваемость» последних, сокращается время пробега к водоисточнику и уменьшается расход горючего. В определённых обстоятельствах может быть даже уменьшено количество требуемых пожарных машин. Так, на расстоянии в 10 км, при «плече» доставки воды в 9 км, радиус пробега пожарных машин от наливного стояка составит 1 км, а при отсутствии линии трубопровода со стояком в конечном пункте – 10 км. При работе на расстояние 9 км по трубопроводу ПМТП-150 перекачивающая станция горючего ПСГ-160 и насосная установка ПНУ-100/200М (частота вращения вала двигателя 1300 мин–1) обеспечивают круглосуточно подачу воды с производительностью 120 м3/ч [6]. Обслуживающий персонал при круглосуточной работе – 16 человек (6 – на средствах перекачки, 6 – на стояке, патрульно-аварийная команда с водителем – 4). При работе только в светлое время суток потребность в персонале снижается до 6 человек (2 на средствах перекачки и патрульно-аварийная команда с водителем – 4). Для автоцистерны АЦ8-40 (штатный расчёт 7 человек) скорость движения по лесным дорогам принята равной 25 км/ч. Производительность собственного насоса при заполнении цистерны и при выдаче воды на лафетный ствол – 40 л/с, или 144 м3/ч (2,4 м3/мин). Вместимость цистерны 8 м3. Несложный расчёт показывает (табл. 2), что потребность в машинах АЦ8-40 при доставке воды на расстояние 10 км в 4,5 раза больше, чем при заполнении ёмкостей из стояков, расположенных на удалении 1 км от очага пожара.

Эффективность предлагаемого способа увеличится, если учесть экономию горючего для техники от работы в ночное время, потребности в персонале, амортизационным расходам на технические средства.

Учёт количества воды – важная задача при мониторинге ликвидации ЧС: для наливных машин контролируется количество рейсов и доставленной воды, для – авиации количество вылетов, для ПМТ – количество перекачанной воды в течение определённого отрезка времени или на установленное время суток. В состав комплектов ПМТ не входят счётчики жидкости в потоке. При развёртывании и эксплуатации трубопровода по целевому предназначению учёт перекачанного горючего ведётся по счётчикам или по замерам в стационарных резервуарах в начальных, промежуточных и конечных пунктах (базы и склады горючего) трубопроводной системы. Следовательно, сведения о количестве перекачанной воды, которые подавались в течение многолетней истории привлечения трубопроводных частей и подразделений к ликвидации пожаров, носили довольно приблизительный характер. Объяснить это можно тем, что до последнего времени не существовало простой и легко реализуемой методики расчёта производительности перекачки, да и сама обстановка острейшего дефицита времени не позволяла выполнять сложные расчёты.

В настоящее время разработана и проверена методика, реализуемая на персональном компьютере [6]. Адекватность методики проверена по данным практических учений с полевыми магистральными трубопроводами ПМТП-150 и ПМТБ-200, когда в линиях ПМТ в исследовательских целях устанавливались счётчики типа НОРД-150-64 и СЖ-100-1,6. Относительные погрешности при расчётах по разработанной методике не превышают 5 %.

Таблица 2

Расход времени при работе машин АЦ-8-40, мин

Таблица 3

Оценка производительности перекачки по линиям трубопроводов (доклад/расчёт)

Актуальность внедрения такой методики подтверждается результатами расчетов (табл. 3), где показана погрешность (в основном – в сторону преувеличения), в докладах о производительности перекачки по некоторым линиям ПМТ при ликвидации пожаров в 2010 г. Исходными данными являются: длина линии ПМТ, его диаметр, давление в начальном и конечном пунктах, высотные отметки этих пунктов [3–4, 6, 7–9]. Программа и методика, наряду с другими программами, методиками и примерами расчётов по использованию ПМТ при подаче воды для ликвидации массовых пожаров, включена в издание [6].

Подводя итоги, можно считать, что три проблемные задачи, касающиеся использования полевых магистральных трубопроводов при ликвидации массовых пожаров, к настоящему времени имеют решения. Во-первых, полевые магистральные трубопроводы являются наиболее мощным средством подачи воды для ликвидации чрезвычайных ситуаций такого рода. Во-вторых, использование ПМТ в сочетании с пожарными автомобилями и рукавными линиями позволяет намного повысить эффективность действий по борьбе с огненной стихией. Наконец, в-третьих, разработанная методика определения производительности перекачки позволит объективно оценивать вклад трубопроводных подразделений в многотрудную задачу борьбы с массовыми пожарами.

Рецензенты:

Торопов С.Ю., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень;

Соколов С.М., д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень.