RU2574983C1 - Procedures of fighting and/or prevention of peat fire propagation - Google Patents
Procedures of fighting and/or prevention of peat fire propagation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574983C1 RU2574983C1 RU2014125540/12A RU2014125540A RU2574983C1 RU 2574983 C1 RU2574983 C1 RU 2574983C1 RU 2014125540/12 A RU2014125540/12 A RU 2014125540/12A RU 2014125540 A RU2014125540 A RU 2014125540A RU 2574983 C1 RU2574983 C1 RU 2574983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- superabsorbent
- ditch
- water
- partially
- Prior art date
Links
- 239000003415 peat Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 30
- 230000002522 swelling Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229920000247 Superabsorbent polymer Polymers 0.000 claims abstract description 12
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 20
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical group [H]* 0.000 claims description 7
- -1 sodium cations Chemical class 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229960003563 Calcium Carbonate Drugs 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N N,N'-Methylenebisacrylamide Chemical compound C=CC(=O)NCNC(=O)C=C ZIUHHBKFKCYYJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 2
- 229920001888 polyacrylic acid Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004583 superabsorbent polymers (SAPs) Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 abstract 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000002269 spontaneous Effects 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 240000001307 Myosotis scorpioides Species 0.000 description 2
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinylpyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N Methacrylamide Chemical compound CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L Sulphite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000002700 Urine Anatomy 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating Effects 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 description 1
- 229920000578 graft polymer Polymers 0.000 description 1
- FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N hepta-2,5-dienediamide Chemical compound NC(=O)C=CCC=CC(N)=O FIKFOOMAUXPBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N monochloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Подземные торфяные пожары - обычное явление во многих странах, таких как Россия, Индонезия, Финляндия, Канада, Швеция и Норвегия.Underground peat fires are a common occurrence in many countries such as Russia, Indonesia, Finland, Canada, Sweden and Norway.
Действительно, торф покрывает значительные площади. Например: 1,1 млн км2 в Канаде, 750000 км2 в Советском Союзе, 263000 км2 в Индонезии.Indeed, peat covers significant areas. For example: 1.1 million km 2 in Canada, 750,000 km 2 in the Soviet Union, 263,000 km 2 in Indonesia.
Причины этих торфяных пожаров различны:The causes of these peat fires are various:
- лесные пожары, распространяющиеся в почву;- forest fires spreading into the soil;
- молнии, поджигающие растения;- lightning, setting fire to plants;
- самовозгорание складов торфа, предназначенного для различного применения (как топливо, источник торфяного кокса, удобрение и др.);- spontaneous combustion of peat warehouses intended for various applications (such as fuel, a source of peat coke, fertilizer, etc.);
- внутреннее самовозгорание при очень сухой погоде;- internal spontaneous combustion in very dry weather;
- случайные пожары или поджоги, особенно пожары на пахотных землях.- occasional fires or arsons, especially fires on arable land.
Эти торфяные пожары типичны для периода с позднего лета до ранней осени, особенно в засушливые годы (как 1972 в России). Торф на поверхности высыхает и прогревается из-за ферментации и самоокисления.These peat fires are typical for the period from late summer to early autumn, especially in dry years (as in 1972 in Russia). Peat on the surface dries and warms up due to fermentation and self-oxidation.
Толщина торфяных пластов в почве может быть различной в зависимости от слоя:The thickness of peat layers in the soil can be different depending on the layer:
- верхняя минеральная почва (0-1 м);- upper mineral soil (0-1 m);
- гумус (0,2-0,3 м);- humus (0.2-0.3 m);
- не до конца разложившийся белый торф (0,8-1,50 м);- not completely decomposed white peat (0.8-1.50 m);
- полностью разложившийся черный торф (0,8-4 м);- completely decomposed black peat (0.8-4 m);
- непромокаемый шлам и песок.- waterproof sludge and sand.
В большинстве случаев толщина варьируется от 1 до 5 метров.In most cases, the thickness varies from 1 to 5 meters.
Учитывая площади поверхности, многие города, поселки и отдельные дома строятся на участках, содержащих торф. При закладывании фундамента зданий из минеральной почвы изымается слой торфа.Given the surface area, many cities, towns, and individual houses are being built in areas containing peat. When laying the foundation of buildings, a peat layer is removed from the mineral soil.
Иногда из-под свай не убирают торф, и это представляет огромную опасность.Sometimes peat is not removed from under the piles, and this is a huge danger.
Наконец, участки зеленых насаждений в городах и вокруг них не учитываются, таким образом возникает вероятность распространения торфяных пожаров вплоть до жилых районов.Finally, green spaces in cities and around them are not taken into account, thus there is a likelihood of the spread of peat fires up to residential areas.
Бороться с торфяными пожарами очень трудно. Чаще всего с помощью экскаваторов выкапываются рвы, куда пожарными шлангами выводят огонь. Однако зачастую эти канавы оказываются недостаточно глубоки и огонь проходит под ними.To deal with peat fires is very difficult. Most often, with the help of excavators, ditches are excavated, where fire hoses fire. However, often these ditches are not deep enough and the fire passes under them.
Это глубокие слои с большим содержанием асфальта, очень герметичные, поэтому вода не проникает сквозь них и пожар распространяется свободно.These are deep layers with a high asphalt content, very tight, so water does not penetrate through them and the fire spreads freely.
Вода подается под давлением от 2 до 6 бар на близповерхностные участки пожара. Для этого используют стержни от 1 до 1,50 м, двигая напорные трубы. Таким образом, можно тушить только небольшие и близповерхностные пожары.Water is supplied under pressure from 2 to 6 bar to the near-surface areas of the fire. To do this, use rods from 1 to 1.50 m, moving pressure pipes. Thus, only small and near-surface fires can be put out.
В других случаях пробуют ввести максимальное количество воды, в которую добавлены поверхностно-активное вещество (нефтяной сульфонат) и ингибитор горения (фосфаты).In other cases, try to introduce the maximum amount of water into which a surfactant (petroleum sulfonate) and a combustion inhibitor (phosphates) are added.
Во всех случаях распространение воды в глубинных гидрофобных слоях почвы и полное тушение пожара очень затруднено. Иногда встречаются участки с трещинами, через которые вода проходит, не увлажняя слой.In all cases, the spread of water in deep hydrophobic layers of the soil and complete fire extinguishing is very difficult. Sometimes there are areas with cracks through which water passes without wetting the layer.
Только в 2010 г. в России произошли крупные торфяные пожары, которые так и не удалось полностью погасить.Only in 2010 in Russia there were large peat fires that could not be completely extinguished.
Таким образом, встает задача разработать способ предотвращения распространения торфяных пожаров и защиты городов или отдельных зданий, который служил бы как профилактикой, так и экстренной мерой в случае возгорания. Эта мера должна отличаться быстротой и максимальной экономичностью, чтобы ее можно было принимать постоянно.Thus, the task is to develop a way to prevent the spread of peat fires and to protect cities or individual buildings, which would serve both as a prevention and an emergency measure in case of fire. This measure should be distinguished by speed and maximum efficiency so that it can be taken constantly.
С этой целью заявитель разработал способ, позволяющий побороть все вышеуказанные сложности за счет использования сверхпоглощающих со(полимеров), или СПП, способных к значительному набуханию в воде. По своей природе эти полимеры являются сшитыми. Существуют сополимеры, тройные полимеры и др., а также их смеси. Основной их характеристикой является высокая способность к набуханию в водных средах.To this end, the applicant has developed a method that allows you to overcome all of the above difficulties through the use of super-absorbing co (polymers), or SPP, capable of significant swelling in water. By their nature, these polymers are crosslinked. There are copolymers, ternary polymers, etc., as well as mixtures thereof. Their main characteristic is a high ability to swell in aqueous media.
Сверхпоглощающие полимеры хорошо известны в области тонкого органического синтеза. Их обычная форма - порошок. В основе их структуры лежит трехмерная сетка, аналогичная совокупности небольших лунок, каждая из которых подвержена деформации и поглощению воды. Благодаря этому они способны абсорбировать огромные количества воды и за счет этого набухать. Такие полимеры описаны, например, в патенте FR 2559158, который касается сшитых полимеров акриловой и метакриловой кислоты, сшитых графтполимеров полисахаридов и акрила или акриловой кислоты, сшитых тройных полимеров акриловой или метакриловой кислоты/акриламида/сульфонированного акриламида и их соли щелочных и щелочно-земельных металлов.Super absorbent polymers are well known in the field of fine organic synthesis. Their usual form is powder. Their structure is based on a three-dimensional grid, similar to a collection of small holes, each of which is subject to deformation and absorption of water. Due to this, they are able to absorb huge amounts of water and due to this swell. Such polymers are described, for example, in patent FR 2559158, which relates to crosslinked polymers of acrylic and methacrylic acid, crosslinked graft polymers of polysaccharides and acrylic or acrylic acid, crosslinked ternary polymers of acrylic or methacrylic acid / acrylamide / sulfonated acrylamide and their alkali and alkaline earth metal salts .
Как уже сказано, основной характеристикой этих полимеров является высокая способность к набуханию в водных средах. Они могут абсорбировать и удерживать огромные количества воды - более чем в 100 раз превышающие их по массе. Они нашли широкое применение в сельском хозяйстве для удержания воды в почве, в гигиенических средствах для младенцев для впитывания мочи и других аналогичных областях.As already mentioned, the main characteristic of these polymers is their high swelling ability in aqueous media. They can absorb and retain huge amounts of water - more than 100 times their mass. They are widely used in agriculture for retaining water in the soil, in hygiene products for babies to absorb urine and other similar areas.
Выявлено, например, что сшитые полиакриламидные СПП поглощают объем воды в 100-250 раз больше собственного в зависимости от содержания солей. Поэтому они являются чрезвычайно эффективными теплоизоляторами.It has been revealed, for example, that crosslinked polyacrylamide SPPs absorb a volume of water 100-250 times greater than their own, depending on the salt content. Therefore, they are extremely effective heat insulators.
Иными словами, изобретение касается способа тушения и/или предотвращения распространения торфяных пожаров, который включает:In other words, the invention relates to a method for extinguishing and / or preventing the spread of peat fires, which includes:
- выкапывание канавы по периметру участка возникшего или вероятного пожара;- digging a ditch along the perimeter of the site of a fire that has occurred or is likely to occur;
- заполнение канавы (хотя бы частичное) одним или несколькими сверхпоглощающими (со)полимерами (СПП).- filling the ditch (at least partially) with one or more superabsorbent (co) polymers (SPP).
В первом варианте СПП должны частично или полностью набухнуть, т.е. перед заполнением канавы их предварительно смешивают с водой, которую они абсорбируют.In the first embodiment, NGN should partially or completely swell, i.e. Before filling the ditch, they are pre-mixed with the water that they absorb.
СПП должны частично или полностью набухнуть. Полностью набухшие СПП характеризуются тем, что все небольшие лунки трехмерной сетки до предела наполнены водой, т.е. до уровня, когда при добавлении новой воды СПП ее не абсорбируют.NGN should partially or fully swell. Completely swollen SPPs are characterized by the fact that all the small holes of the three-dimensional grid are filled to the limit with water, i.e. to the point where, when new water is added, NGN is not absorbed.
Таким образом, изобретение заключается в использовании сверхпоглощающих полимеров в качестве теплоизолятора, для чего частично или полностью набухшими СПП заполняют канаву. Такие частично или полностью набухшие СПП называются "твердой водой", поскольку содержание воды в них может достигать 99%.Thus, the invention consists in the use of superabsorbent polymers as a heat insulator, for which a partially or completely swollen SPP is filled in a ditch. Such partially or fully swollen SPPs are called “solid water” because their water content can reach 99%.
Выкапывание канав траншейным экскаватором можно производить с большой скоростью, особенно в рыхлых почвах, со скоростью 5 км/ч в зависимости от ширины и глубины.Digging ditches with a trench excavator can be done at high speed, especially in loose soils, at a speed of 5 km / h, depending on the width and depth.
Траншейные экскаваторы делятся на несколько типов:Trench excavators are divided into several types:
- колесные траншейные экскаваторы (фиг. 1), позволяющие выкапывать канавы до 1,20-1,50 м глубиной и при этом довольно узкие: 10-20 см;- wheeled trench excavators (Fig. 1), allowing to dig ditches up to 1.20-1.50 m deep and at the same time quite narrow: 10-20 cm;
- гусеничные экскаваторы (фиг. 2, 3 и 4), способные выкапывать канавы до 8 метров глубиной в рыхлых почвах. Ширина таких канав зависит от жесткости ковша, минимальная варьируется от 20 до 40 см. С помощью некоторых экскаваторов можно выкапывать траншеи до 1 м и более.- crawler excavators (Fig. 2, 3 and 4), capable of digging ditches up to 8 meters deep in loose soils. The width of such ditches depends on the stiffness of the bucket, the minimum varies from 20 to 40 cm. Using some excavators, you can dig trenches up to 1 m or more.
На практике ширина канавы составляет от 20 до 40 см. Чем меньше ширина, тем лучше, поскольку это снижает расход сверхпоглощающего полимера. Ширину можно определить специальными испытаниями.In practice, the width of the ditch is from 20 to 40 cm. The smaller the width, the better, as this reduces the consumption of super absorbent polymer. Width can be determined by special tests.
Траншейные экскаваторы могут обладать различными конструкциями и характеристиками мощности: от 50 до 1500 л.с, в зависимости от типа грунта (суглинок, каменистый грунт, известняк, скальные породы и т.д.), глубины и ширины канавы. Их широко применяют в сельском хозяйстве для закапывания оросительных трубопроводов. Эти канавы можно наполнить водой. К сожалению, в этом случае вода впитывается в почву, а стенки канавы оседают.Trench excavators can have various designs and power characteristics: from 50 to 1500 hp, depending on the type of soil (loam, rocky soil, limestone, rock, etc.), the depth and width of the ditch. They are widely used in agriculture for digging irrigation pipelines. These ditches can be filled with water. Unfortunately, in this case, water is absorbed into the soil, and the walls of the ditch settle.
В случае с торфом, 20-40 см слоя частично или полностью набухшего сверхпоглощающего полимера достаточно для предотвращения распространения пожара.In the case of peat, a 20-40 cm layer of a partially or fully swollen superabsorbent polymer is sufficient to prevent the spread of fire.
Некоторые траншейные экскаваторы оснащены ленточным конвейером для извлечения выкапываемого грунта. Что касается торфа, его очень важно извлечь и во избежание самовозгорания хранить в условиях повышенной влажности.Some trench excavators are equipped with a conveyor belt to extract excavated soil. As for peat, it is very important to remove it and to avoid spontaneous combustion, store in high humidity.
Во втором варианте СПП не обрабатывают предварительно водой, а заполняют канаву ими и водой по отдельности. Таким образом, канаву заливают водой до или после засыпания в нее СПП, в результате чего полимеры частично или полностью набухают уже в канаве. При небольшой глубине канавы (1 м) и малой рыхлости ее стенок, полимер можно поместить на дно и залить водой. В этом случае предпочтительны более крупные частицы (менее 4 мм), обеспечивающие лучшее распределение воды и при этом достаточно долгое время набухания.In the second embodiment, the SPP is not pretreated with water, but is filled in a ditch with them and water separately. Thus, the ditch is filled with water before or after the SPP is poured into it, as a result of which the polymers partially or completely swell already in the ditch. With a shallow depth of the ditch (1 m) and low friability of its walls, the polymer can be placed on the bottom and filled with water. In this case, larger particles (less than 4 mm) are preferred, providing a better distribution of water and a sufficiently long swelling time.
С успехом можно применять следующие группы полимеров:The following polymer groups can be used with success:
- сшитые полимеры, полученные полимеризацией акриламида и акриловой кислоты, атомы водорода которой частично или полностью замещены (предпочтительно катионами натрия);- crosslinked polymers obtained by the polymerization of acrylamide and acrylic acid, the hydrogen atoms of which are partially or fully substituted (preferably sodium cations);
- сшитые полиакриловые кислоты, атомы водорода которой частично или полностью замещены (предпочтительно катионами натрия).- crosslinked polyacrylic acids, the hydrogen atoms of which are partially or fully substituted (preferably sodium cations).
Предпочтительнее всего вариант использования сшитых полимеров акриламида и акриловой кислоты, атомы водорода которой частично или полностью замещены, и содержащих 40-90 моль-% акриламида и 10-60 моль-% акриловой кислоты и/или ее соли.The most preferred embodiment is the use of crosslinked polymers of acrylamide and acrylic acid, the hydrogen atoms of which are partially or completely substituted, and containing 40-90 mol% acrylamide and 10-60 mol% acrylic acid and / or its salt.
В отдельных случаях, СПП - это терполимер, полученный полимеризацией акриламида и/или акриловой кислоты или 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, атомы водорода которых частично или полностью замещены, и/или N-винилпирролидона. Для эффективности способа содержание 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты и/или N-винилпирролидона составляет приблизительно 10 моль-%.In some cases, SPP is a terpolymer obtained by the polymerization of acrylamide and / or acrylic acid or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, the hydrogen atoms of which are partially or fully substituted, and / or N-vinylpyrrolidone. For the effectiveness of the method, the content of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and / or N-vinylpyrrolidone is approximately 10 mol%.
Полимеры можно получать и из других гидрофильных, а также гидрофобных мономеров.Polymers can be obtained from other hydrophilic as well as hydrophobic monomers.
Сополимеры сшиты специальным агентом в количество 100-6,000 частиц на млн, выбранным из группы, включающей акрил (метилен-бис-акриламид), аллил (тетраллиламмония хлорид), винил (дивинилбензол), диэпоксид, соединения солей металлов и др.The copolymers are crosslinked by a special agent in the amount of 100-6,000 ppm selected from the group consisting of acrylic (methylene-bis-acrylamide), allyl (tetralallylammonium chloride), vinyl (divinylbenzene), diepoxide, metal salt compounds, etc.
Эти полимеры сохраняют свою структуру в почве в течение нескольких лет.These polymers retain their structure in the soil for several years.
Стабильность можно улучшить двойным сшиванием акриловым агентом, желательно при 100-1000 частиц на млн и аллиловым агентом, желательно при 1000-5000 частиц на млн, например МБА (метилен-бис-акриламидом) и тетраллиламмония хлоридом, которые продлевают стабильность СПП на более чем 5 лет. Кроме того, набухание уменьшается прямо пропорционально объему, занимаемому полимером в канаве.Stability can be improved by double crosslinking with an acrylic agent, preferably at 100-1000 ppm and an allyl agent, preferably at 1000-5000 ppm, for example MBA (methylene bis acrylamide) and tetralyl ammonium chloride, which extend the stability of the SPP by more than 5 years. In addition, the swelling decreases in direct proportion to the volume occupied by the polymer in the ditch.
При работе с очень кислыми средами перед обработкой сверхпоглощающего полимера водой его можно смешать с 10-20% кальция карбонатом и натрия карбонатом. Кальция карбонат более предпочтителен, поскольку он не снижает степень набухания СПП.When working with very acidic media, before treating the superabsorbent polymer with water, it can be mixed with 10-20% calcium carbonate and sodium carbonate. Calcium carbonate is preferable because it does not reduce the degree of swelling of the SPP.
Кроме того, в полимер могут быть добавлены вещества, повышающие пожаротушительные свойства воды. Это могут быть, например, фосфаты, аммиак, бикарбонат (калия, например), мочевина и др. Следует учитывать, что диссоциация солей в воде снижает степень набухания. Поэтому предпочтительно использовать мочевину.In addition, substances that enhance the fire fighting properties of water can be added to the polymer. It can be, for example, phosphates, ammonia, bicarbonate (potassium, for example), urea, etc. It should be noted that dissociation of salts in water reduces the degree of swelling. Therefore, it is preferable to use urea.
Что касается материального обеспечения канав, необходимо установить платформы для проезда транспорта, равномерно распределяющие нагрузку по обеим сторонам.As for the material support of the ditches, it is necessary to install platforms for the passage of vehicles that evenly distribute the load on both sides.
Кроме того, в случае уменьшения объема можно досыпать предварительно обработанный водой сверхпоглощающий полимер с помощью, например, автоцистерны, оснащенной нагнетательным насосом типа Moineau.In addition, in the event of a decrease in volume, a pre-treated super absorbent polymer can be added using, for example, a tank truck equipped with a Moineau-type injection pump.
Конкретнее, сверхпоглощающий (со)полимер обрабатывается водой в специальном центре и перевозится в цистерне на место засыпания.More specifically, a superabsorbent (co) polymer is treated with water in a special center and transported in a tank to the place of falling asleep.
Чтобы адаптировать оборудование к местным условиям, специалисты могут различным образом модифицировать этот метод борьбы с торфяными пожарами.To adapt the equipment to local conditions, specialists can modify this method of combating peat fires in various ways.
В частности, можно заранее организовать такие канавы вокруг городов, промышленных предприятий, энергогенераторов или отдельных домов.In particular, such ditches can be arranged in advance around cities, industrial enterprises, power generators or individual houses.
Кроме того, можно остановить пожары, вырыв канавы на расстоянии, рассчитанном с учетом скорости распространения этих пожаров.In addition, you can stop the fires, digging a ditch at a distance calculated taking into account the speed of propagation of these fires.
Крупные участки можно разделять с помощью таких канав.Large areas can be divided using such ditches.
В случае с торфяными пожарами, происходящими на небольшой и средней глубине, можно ускорить рытье канав до 20 км/ч, наполнить их водой на каждом участке и в несколько этапов (для равномерности набухания) добавить порошок сверхпоглощающего полимера. Необходимо провести местные испытания, чтобы определить оптимальные условия, в частности, сопротивление стенок.In the case of peat fires occurring at shallow and medium depths, it is possible to accelerate the digging of ditches up to 20 km / h, fill them with water at each site, and add superabsorbent polymer powder in several stages (for uniform swelling). Local tests must be carried out to determine the optimal conditions, in particular, the resistance of the walls.
При большой площади участков можно разработать специальное оборудование, наиболее подходящее для данного типа работ (если грунт отличается рыхлостью, или при низком энергопотреблении).With a large area of plots, you can develop special equipment that is most suitable for this type of work (if the soil is loose, or with low energy consumption).
Разумеется, во всех случаях крайне важно избавить площадку (шириной в несколько метров) для канав от возможных препятствий (упавших деревьев, корней растений).Of course, in all cases it is extremely important to rid the site (several meters wide) for ditches of possible obstacles (fallen trees, plant roots).
Данное изобретение также относится к установке для осуществления описанного выше способа, включающего:The present invention also relates to an apparatus for implementing the method described above, comprising:
- средства рытья канав по периметру участка возникшего или вероятного пожара;- means of digging ditches along the perimeter of the site of a fire that has occurred or is likely to occur;
- средства хранения сверхпоглощающего (со)полимера;- storage media superabsorbent (co) polymer;
- средства введения сверхпоглощающего (со)полимера в канаву.- a means of introducing a superabsorbent (co) polymer into a ditch.
В предпочтительном варианте СПП должны быть обработаны водой для частичного или полного разбухания перед заполнением ими канавы.In a preferred embodiment, the NGN should be treated with water to partially or completely swell before filling them with a ditch.
При этих условиях установка должна также включать:Under these conditions, the installation should also include:
- средства дозирования сверхпоглощающего (со)полимера;- dispensing means of a superabsorbent (co) polymer;
- средства дозирования воды;- means for dispensing water;
- средства смешивания сверхпоглощающего (со)полимера;- means for mixing a super absorbent (co) polymer;
- средства нагнетания частично или полностью набухшего сверхпоглощающего полимера;- means for injecting a partially or fully swollen superabsorbent polymer;
- средства введения частично или полностью набухшего сверхпоглощающего (со)полимера в канаву.- means for introducing a partially or fully swollen superabsorbent (co) polymer into the ditch.
Удачнее всего, когда средство смешивания воды и полимера состоит из двух последовательных резервуаров. Таким образом, обеспечивается непрерывное и равномерное набухание сверхпоглощающего полимера.Best of all, when the means of mixing water and polymer consists of two successive tanks. Thus, a continuous and uniform swelling of the superabsorbent polymer is ensured.
Данное изобретение и его преимущества хорошо проиллюстрированы в нижеследующем примере, к которому приложены фигуры.The invention and its advantages are well illustrated in the following example, to which the figures are attached.
На фигуре 1 представлен колесный траншейный экскаватор.The figure 1 shows a wheeled trench excavator.
На фигурах 2, 3 и 4 представлены гусеничные траншейные экскаваторы для различных вариантов реализации.In figures 2, 3 and 4 presents caterpillar trench excavators for various implementations.
На фигуре 5 представлена установка, соответствующая предпочитаемому варианту реализации изобретения.Figure 5 presents the installation corresponding to the preferred embodiment of the invention.
На фигуре 1 представлен колесный траншейный экскаватор, позволяющий выкапывать канавы до 1,20-1,50 м глубиной и при этом довольно узкие (около 10-20 см).The figure 1 shows a wheeled trench excavator that allows you to dig ditches up to 1.20-1.50 m deep and at the same time quite narrow (about 10-20 cm).
На фигурах 2, 3 и 4 представлены гусеничные экскаваторы, позволяющие выкапывать канавы до 8 метров глубиной в рыхлых почвах. Ширина таких канав зависит от жесткости ковша, минимальная варьируется от 20 до 40 см. С помощью некоторых экскаваторов можно выкапывать траншеи до 1 м и более.In figures 2, 3 and 4, caterpillar excavators are shown, allowing you to dig ditches up to 8 meters deep in loose soils. The width of such ditches depends on the stiffness of the bucket, the minimum varies from 20 to 40 cm. Using some excavators, you can dig trenches up to 1 m or more.
На фигуре 5 представлена установка для реализации определенного варианта изобретения.The figure 5 presents the installation for implementing a particular embodiment of the invention.
Троншейный экскаватор (см. фиг.5 - (1)) выкапывает канаву и переносит грунт в грузовик (2). Сзади грузовик (3) вводит набухшие СПП в канаву с помощью нагнетательного насоса типа Moineau (4). На грузовике есть бункер (5) с полимером, завинчивающийся дозатор (6), две цистерны с мешалками для обработки полимера водой (7), где СПП набухает. За вторым грузовиком (3) расположен третий (8), подающий воду через клапан и трубопровод (9), соединяющий грузовик (8) и цистерны для обработки полимера водой (7).A trenched excavator (see Fig. 5 - (1)) digs a ditch and transfers the soil to the truck (2). At the rear, a truck (3) introduces the swollen SPP into the ditch using a Moineau pressure pump (4). On the truck there is a hopper (5) with polymer, a screw dispenser (6), two tanks with mixers for treating the polymer with water (7), where the SPP swells. Behind the second truck (3) there is a third (8), supplying water through a valve and a pipe (9) connecting the truck (8) and tanks for polymer processing with water (7).
В некоторых случаях можно использовать ряд прицепов (в т.ч. прицеп для обработки водой, прицеп с полимером и прицеп с водой), буксируемых мощным трактором. Разумеется, конструкция этого оборудования зависит от необходимого комплекса работ.In some cases, you can use a number of trailers (including a trailer for water treatment, a trailer with a polymer and a trailer with water) towed by a powerful tractor. Of course, the design of this equipment depends on the required set of works.
Для наполнения канавы шириной 20 см и глубиной 4 м необходимо 800 л (со)полимера на метр, из которых (наполнителя твердой воды) 782 литра воды и 8 кг полимера. Время набухания зависит от размера частиц полимера. Для полимера с размером частиц менее 1 мм необходим приблизительно 1 час. Иногда предпочтительнее использовать полимер с большим размером частиц (до 4 мм) с большим временем набухания (приблизительно 3 часа). Можно вводить сополимеры, которые набухли не полностью. Процесс набухания заканчивается в канаве, куда дополнительно добавляется вода.To fill the ditch with a width of 20 cm and a depth of 4 m, 800 l of (co) polymer per meter is needed, of which (solid water filler) 782 liters of water and 8 kg of polymer. The swelling time depends on the particle size of the polymer. For a polymer with a particle size of less than 1 mm, approximately 1 hour is required. Sometimes it is preferable to use a polymer with a large particle size (up to 4 mm) with a long swelling time (approximately 3 hours). You can enter copolymers that are not completely swollen. The swelling process ends in a ditch, where additional water is added.
При наличии грузовика на 20 м3 воды можно обработать канаву длиной от 20 до 40 метров в зависимости от глубины и ширины. Поэтому в этом случае необходимо значительное количество грузовиков с водой.If you have a truck with 20 m 3 of water, you can treat a ditch from 20 to 40 meters long, depending on the depth and width. Therefore, in this case, a significant number of trucks with water are needed.
5-тонный контейнер с полимером позволит обработать 600 метров канав, а 20-тонный грузовик - 2500 метра.A 5-ton container with polymer will allow you to process 600 meters of ditches, and a 20-ton truck - 2500 meters.
Специалист может адаптировать эту базовую установку к местным условиям.A specialist can adapt this basic installation to local conditions.
Claims (11)
- выкапывают канаву по периметру участка возникшего или вероятного пожара;
- заполняют эту канаву (хотя бы частично) одним или несколькими сверхпоглощающими (со)полимерами (СПП),
отличающийся тем, что для полного или частичного набухания полимер постоянно обрабатывают водой в последовательных резервуарах и перевозят автоцистерной к месту засыпания, после чего его засыпают в канаву.1. A method for preventing the spread of peat fires, comprising the steps of:
- dig a ditch around the perimeter of the site of a fire that has occurred or is likely to occur;
- fill this ditch (at least partially) with one or more superabsorbent (co) polymers (SPP),
characterized in that for full or partial swelling, the polymer is constantly treated with water in successive tanks and transported by a tank truck to the place of falling asleep, after which it is poured into the ditch.
- сшитые полимеры, полученные полимеризацией акриламида и акриловой кислоты, атомы водорода которой частично или полностью замещены (предпочтительно катионами натрия);
- сшитые полиакриловые кислоты, атомы водорода которой частично или полностью замещены (предпочтительно катионами натрия).4. The method according to p. 1, characterized in that the superabsorbent (co) polymer is selected from the following:
- crosslinked polymers obtained by the polymerization of acrylamide and acrylic acid, the hydrogen atoms of which are partially or fully substituted (preferably sodium cations);
- crosslinked polyacrylic acids, the hydrogen atoms of which are partially or fully substituted (preferably sodium cations).
- средство рытья канав по периметру участка вероятного пожара;
- средство хранения сверхпоглощающего (со)полимера;
- средство смешивания воды и сверхпоглощающего полимера;
- средство введения сверхпоглощающего (со)полимера в канаву.10. Installation for implementing one of the variants of the method according to p. 1, which contains:
- a means of digging ditches along the perimeter of a likely fire site;
- means for storing superabsorbent (co) polymer;
- a means of mixing water and superabsorbent polymer;
- a means of introducing a superabsorbent (co) polymer into a ditch.
- средство дозирования сверхпоглощающего (со)полимера;
- средство дозирования воды;
- средство нагнетания частично или полностью набухшего сверхпоглощающего полимера;
- средства введения частично или полностью набухшего сверхпоглощающего (со)полимера в канаву. 11. Installation according to claim 10, which further comprises:
- a means for dispensing a superabsorbent (co) polymer;
- a means of dispensing water;
- a means for injecting a partially or fully swollen superabsorbent polymer;
- means for introducing a partially or fully swollen superabsorbent (co) polymer into the ditch.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574983C1 true RU2574983C1 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2089561C1 (en) * | 1994-07-21 | 1997-09-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-внедренческая фирма "АСПА" | Method of synthesis of copolymers exhibiting high moisture retentivity |
| RU2124376C1 (en) * | 1993-10-19 | 1999-01-10 | Софтонекс ОЙ ЛТД | Fire-extinguishing system for limited-volume rooms, nozzle for low-pressure fire-extinguishing system, method of fire extinguishing by means of automatic system |
| US6245252B1 (en) * | 1995-11-14 | 2001-06-12 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Water additive and method for fire prevention and fire extinguishing |
| RU2190441C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной охраны лесов и механизации лесного хозяйства | Method for fire fighting on peat bog |
| RU2290238C1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-12-27 | ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых" | Method for peat fire prevention, localization and suppression |
| RU2403927C2 (en) * | 2008-10-17 | 2010-11-20 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России) | Method of fire extinguishing by means of dispersed water with additives |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2124376C1 (en) * | 1993-10-19 | 1999-01-10 | Софтонекс ОЙ ЛТД | Fire-extinguishing system for limited-volume rooms, nozzle for low-pressure fire-extinguishing system, method of fire extinguishing by means of automatic system |
| RU2089561C1 (en) * | 1994-07-21 | 1997-09-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-внедренческая фирма "АСПА" | Method of synthesis of copolymers exhibiting high moisture retentivity |
| US6245252B1 (en) * | 1995-11-14 | 2001-06-12 | Stockhausen Gmbh & Co. Kg | Water additive and method for fire prevention and fire extinguishing |
| RU2190441C1 (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной охраны лесов и механизации лесного хозяйства | Method for fire fighting on peat bog |
| RU2290238C1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-12-27 | ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых" | Method for peat fire prevention, localization and suppression |
| RU2403927C2 (en) * | 2008-10-17 | 2010-11-20 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России (ФГУ ВНИИПО МЧС России) | Method of fire extinguishing by means of dispersed water with additives |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108532580B (en) | Comprehensive treatment method for recovering ecological environment of gangue dump | |
| AU2012202890B2 (en) | Method for stopping and/or preventing the spread of peat fires | |
| CN103141176A (en) | Method for improving saline soil in excavated grooves of border trees in coastal region | |
| CN103599605A (en) | Extinguishing method for coal gangue dump system | |
| CN209873816U (en) | Mine slope regeneration system | |
| CN202099783U (en) | Nature-imitated ecological protection structure of water banks of rivers, lakes and channels | |
| RU2574983C1 (en) | Procedures of fighting and/or prevention of peat fire propagation | |
| CN210840602U (en) | Coastal area heavy saline-alkali soil improvement system | |
| RU2437694C1 (en) | Method of fire prevention and suppression in peats and dumps and preservation of petroleum reservoirs | |
| RU123018U1 (en) | TEMPORARY WATERFILLING STRUCTURE (OPTIONS) | |
| CN214014948U (en) | Structure for treating soil salinization of coastal region by utilizing engineering muck | |
| CN204608800U (en) | A kind of imbibition geotechnique gauze pad | |
| JPS58189417A (en) | Water sealing for joint of sheathing | |
| JPH10183636A (en) | Greening method for bulkhead slope | |
| RU2318561C2 (en) | Method for peat-bog fire prevention and localization | |
| RU2472549C1 (en) | Method of laying fire-prevention mineralised bands and device for its implementation | |
| Butalia et al. | The utilization of flue-gas desulfurization materials | |
| RU2773889C1 (en) | Method for preparing disturbed and desert lands for biological reclamation and/or utilization of animal waste | |
| JP2019194408A (en) | Impermeable and permeation recovery method in ground | |
| CN220644070U (en) | Novel flexible slope protection structure | |
| CN216005579U (en) | Ecological structure of handling of mud at bottom of mud flat mariculture pond | |
| Zhao et al. | Key technologies of ecological restoration and analysis of slope stability of spontaneous combustion of slag dumps in gullies | |
| Suarez et al. | Season-long changes in infiltration rates associated with irrigation water sodicity and pH | |
| Brater | Low cost shore protection used on the Great Lakes | |
| Engels et al. | Tailings management facilities-intervention actions for risk reduction |