Введение

Склады аграрной продукции относятся к неоднородной группе объектов. В одних помещениях зерно хранится насыпью, в других продукция размещается в мешках или на стеллажах, а отдельные сооружения предназначены для сена, соломы, комбикормов, муки либо маслосодержащего сырья. Согласно техническому регламенту, горение твердых веществ и материалов относится к пожарам класса А, тогда как горение жидкостей и плавящихся твердых веществ — к классу В; из чего следует, что выбор способа тушения должен учитывать не назначение здания как таковое, а физико-химические свойства конкретной пожарной нагрузки.[1]

Образование органической пыли является основной опасностью на зернохранилищах и перерабатывающих участках. При транспортировании, пересыпании и очистке зерна большое количество пыли витает в воздухе и при наличии источника зажигания возможно образование взрывоопасной среды. По данным, приведенным в ПУЭ, нижний концентрационный предел воспламенения мучной пыли разных зерновых культур находится в диапазоне 20–63 г/м³, температура воспламенения пыли витающей в вохдухе составляет около 410 °C, а температура самовоспламенения осевшей пыли — около 205 °C. Эти значения зависят от дисперсности, влажности и состава продукта.

Еще один характерный механизм — самосогревание влажного зерна или грубых кормов. Небольшие включения влажного зерна способны интенсифицировать дыхание зерновой массы, развитие плесени и образование локальных горячих точек, которые затем распространяются на окружающий объем. Для успешного тушения требуется контролировать температуру внутри насыпи или штабеля, исключать вторичный взрыв и предотвращать повторное возгорание. Для успешного тушения пожаров на складах аграрной продукции необходимо учитывать какой именно горючий материал хранится в здании пожара.

Зерно, мука и комбикорма

Насыпное зерно сравнительно медленно распространяет пламенное горение в глубину, однако транспортные галереи, нории, конвейерные ленты, полимерная тара и пылевые отложения благоприятно влияют на распространение огня. Ударная волна или компактная водяная струя способны сформировать вторичное пылевое облако, которое в свою очередь может усугубить текущий процесс тушения пожара. Именно вторичные взрывы зачастую представляют большую опасность, поскольку первичная вспышка поднимает в основном отложения с балок, оборудования и ограждающих конструкций, а последующий вспышки могу вызвать дополнительный подъем пыли из внутренностей залежек материала.

Исследования и отраслевые обзоры связывают пылевую опасность с нарушениями эксплуатации оборудования, самовозгоранием сырья, огневыми работами и неисправностями зерносушилок. Профилактическая аспирация снижает концентрацию пыли непосредственно в местах ее образования. При пожаре исправная до этого вентиляция может, напротив, переносить дым, пламя и раскаленные частицы, поэтому методические рекомендации предписывают остановить предприятие, отключить и перекрыть вентиляционные и аспирационные системы.[2]

Сено и солома

Грубые корма обладают развитой пористой структурой. Огонь распространяется по поверхности, между тюками и по внутренним воздушным каналам, а после внешнего подавления пламени внутри штабеля могут сохраняться тлеющие участки, которые в последствии вновь образовывают очаги пламени. Для влажных или чрезмерно уплотненных материалов возрастает риск самосогревания. Необходимо контролировать температуру в тюках и возможность их быстрого перемещения наружу при признаках нагрева Так же изменение формы штабеля, специфический запах и рост температуры, являют собой признаками возможного возгорания.

МЧС России рекомендует размещать сено и солому вдали от зданий и дорог, очищать территорию складирования от горючего мусора и обеспечивать возможность использования водоисточников. При уже развившемся пожаре необходимо не только тушить горящую постройку, но и защищать соседние помещения и здания. Для чего применяются распыленные струи воды, а разборку проводят механизированной техникой или вручную.[3]

Маслосодержащее сырье

Семена подсолнечника, рапса и другие маслосодержащие культуры обладают свойствами твердого органического материала и склонностью к самосогреванию при неблагоприятном режиме хранения в котором допускают изменения температуры и влажности, необходимые для хранения масел. Горение растительных масел относится к горению жидкости класса В, поэтому воздействие компактной водяной струей на поверхность разлитого масла может увеличить площадь пожара. В таких зонах способ тушения должен выбираться по паспорту вещества и проектной документации объекта, а смешанное хранение продуктов с несовместимыми свойствами следует исключать. Правила противопожарного режима требуют размещать складируемые вещества с учетом способности к окислению, самонагреванию, воспламенению при контакте с влагой и воздухом.[4]

Развитие пожара

Развитие пожара на аграрном складе можно представить как последовательность взаимосвязанных стадий. Первым возникает локальный очаг — перегретый подшипник, искра электродвигателя, тлеющий растительный материал, нарушение режима сушки и иные причины возгорания. Далее огонь переходит на упаковку, конвейерную ленту, деревянные конструкции или поверхность продукта. Работающие транспортеры и вентиляция способны перенести горящие частицы в удаленные зоны от очага возгарания.

Тяжесть последствий определяет не только количество продукта, но и геометрия самого материала. Эксперименты по тушению стеллажных пожаров показывают, что критическая плотность подачи воды зависит от свойств товара, горючести упаковки, высоты и компоновки хранения. Поэтому одинаковая площадь помещения не означает одинаковую скорость тушения. Плотный штабель мешков, стеллажи с тарой или насыпь зерна требуют разных, как способов подачи огнетушащего вещества, так и самого огнетушащих веществ.

В силосе или бункере ситуация осложняется ограниченным доступом к очагу, вертикальным распространением продуктов горения и опасностью обрушения слежавшейся массы. Открытие люков создает приток воздуха,  разгрузка близлежащего материала к очагу пламени без подготовки, может привести к выбросу горящего продукта и формированию пылевого облака, в следствии которого может произойти резкое распространение огня на большую прилегающую территорию.

Тактика тушения

Первоначальные действия должны начинаться с эвакуации людей, вызова пожарных и передачи им необходимых данных и точных сведений для успешного тушения пожара. Правила противопожарного режима требуют обесточивать оборудование складов при пожаре. Так как остановка оборудования дополнительно препятствует механическому переносу горящего продукта и образованию пылевого облака и в дополнении убирает риск травмирования личного состава, задействованного в тушении.

Для твердых сельскохозяйственных материалов основным огнетушащим веществом остается вода, прежде всего в распыленном виде. Распыление уменьшает механическое воздействие на пылевые отложения и повышает площадь теплообмена, но при интенсивных воздействиях струй воды, возможно поднятие пыли, следовательно сильный напор воды не должен попадать непосредственно на материал, а лишь создавать мелкую дисперсию, которая будет снижать уровень пыли над очагом. Компактная струя допустима после снижения пылевой опасности и используется главным образом для охлаждения конструкций, защиты смежных участков и подачи воды на значительное расстояние.

При горении сена и соломы поверхностного орошения недостаточно. Требуется поэтапно разбирать, выносить или перемещать материал на открытую площадку, проливать отдельные тюки и контролировать отсутствие тления. Распыленная вода уменьшает разлет горящих частиц, но плотная сердцевина тюка может сохранять тепло, поэтому температурный контроль после ликвидации видимого пламени обязателен.

Пена может использоваться для изоляции поверхности, защиты отдельных участков и заполнения деформированных воздуховодов, однако ее применение определяется свойствами продукта и проектом объекта. При горении внутри силоса методические рекомендации предусматривают флегматизацию среды углекислым газом или азотом и заполнение свободного объема пеной с последующей контролируемой выгрузкой. Такие операции требуют газового контроля и выполняются специализированными подразделениями, поскольку неправильная подача воздуха или огнетушащего вещества может усилить горение либо вызвать взрыв.

Таблица 1

Матрица решений

Автоматическая защита

Автоматическая установка пожаротушения должна проектироваться с учетом архитектурных решений, технологического оборудования и возможности применения конкретного огнетушащего вещества; она также может выполнять функции пожарной сигнализации от собственных средств обнаружения. Для отапливаемых помещений применимы водозаполненные спринклерные системы, а в неотапливаемых складах требуется решение, устойчивое к замерзанию воды. Тип оросителя, интенсивность и расчетная площадь подачи нельзя выбирать только по площади здания — необходимо учитывать высоту хранения, упаковку и категорию пожарной опасности продукции.

СП 486.1311500.2020 устанавливает критерии оснащения объектов автоматическими установками пожаротушения и сигнализацией, но для зданий переработки и хранения зерна, овощей и фруктов содержит специальные исключения из отдельных общих строк таблицы. Следовательно, необходимость и параметры автоматической защиты зерносклада определяются совокупностью профильных норм, категории помещения, объемно-планировочных решений и расчета пожарного риска, а не одним универсальным порогом площади.

Работоспособность установки зависит от технического обслуживания. ГОСТ Р 59636-2021 распространяется на проектирование, монтаж, эксплуатацию, обслуживание, ремонт и испытания автоматических установок пожаротушения. Для аграрных складов особое значение имеют контроль свободного пространства под оросителями, отсутствие экранирования штабелями, исправность водоснабжения, защита трубопроводов от замерзания и регулярная очистка оборудования от пыли.[5]

Профилактика

Наиболее эффективная стратегия — предотвращение условий, при которых небольшой очаг переходит в развитый пожар или взрыв. Правила противопожарного режима запрещают совместно хранить с зерном другие материалы и оборудование, использовать в зерновом складе машины с двигателями внутреннего сгорания и сокращать расстояние от верха насыпи до горючих конструкций покрытия, светильников и электропроводов менее 0,5 м. Для складов общего назначения также запрещены стоянка и ремонт транспорта, применение бытовых электронагревателей и загромождение путей эвакуации.

Основными техническими направлениями профилактики являются:

• аспирация в местах пересыпки и очистки зерна;
• регулярное удаление пылевых отложений без образования облака;
• применение электрооборудования, соответствующего классу взрывоопасной зоны;
• заземление оборудования и защита от статического электричества;
• контроль нагрева подшипников, лент, сушильных камер и зерновой массы;
• разделение склада на пожарные отсеки и обеспечение подъезда пожарной техники;
• содержание наружного и внутреннего противопожарного водоснабжения в исправном состоянии;
• актуализация оперативного плана тушения с указанием типов продукции и опасных веществ.

Анализ показывает, что основное противоречие при тушении аграрных складов связано с необходимостью быстро охладить пожарную нагрузку и одновременно не создать новые опасности. Вода эффективна для большинства твердых органических материалов, но компактная струя может поднять пыль, а избыточное поступление воды в зерновую массу увеличивает ее вес, приводит к разбуханию и усложняет выгрузку. Пена и инертные газы уменьшают доступ кислорода, однако требуют контролируемого объема, герметизации и специального оборудования.

Отсюда следует, что результативность определяется не максимальным расходом огнетушащего вещества, а его адресной подачей. Сначала необходимо пресечь транспортирование огня по технологическим коммуникациям, затем снизить пылевую опасность и защитить соседние участки, после чего обеспечить доступ к скрытым очагам путем безопасной разборки или выгрузки. Для силосов приоритет имеют дистанционные операции и газовый контроль; для сена и соломы — механизированная разборка; для пыльных помещений — распыленная вода и предотвращение взвешивания отложений.

Практическая новизна предложенного подхода состоит в объединении разных видов аграрной продукции в единую матрицу принятия решений. В отличие от классификации только по назначению здания, матрица ориентирована на доминирующий опасный процесс: пылевой взрыв, глубокое тление, самосогревание, растекание жидкости или токсическое разложение. Такой подход может использоваться при разработке карточки тушения пожара, проведении инструктажей и обучении персонала склада.

Ограничением работы является отсутствие натурных огневых испытаний предложенной последовательности. Последующее исследование целесообразно проводить на конкретном объекте с учетом геометрии склада, вида продукции, влажности, высоты хранения, характеристик упаковки и фактической производительности водоснабжения. Расчетные сценарии рекомендуется дополнить моделированием динамики опасных факторов и проверкой времени прибытия подразделений.

Заключение

Складские помещения аграрной продукции требуют дифференцированного подхода к тушению. Для зерна, муки и комбикормов определяющей является опасность пылевоздушного взрыва; для сена и соломы — глубокое тление и повторное возгорание; для растительных масел и химических средств — растекание и химическая несовместимость. Поэтому до выбора огнетушащего вещества необходимо идентифицировать продукт и сценарий пожара.

Безопасная последовательность действий включает эвакуацию, отключение электроснабжения и технологических механизмов, остановку вентиляции и аспирации, защиту смежных отсеков, применение распыленных струй в пыльных помещениях, контролируемую разборку или выгрузку и длительный температурный контроль. Компактные струи не следует направлять на открытые скопления мучной или зерновой пыли из-за опасности ее взвешивания.

Автоматическая защита должна проектироваться по действующим СП с учетом высоты и способа хранения, категории помещения, температуры эксплуатации и особенностей продукции. Систематическое удаление пыли, исправная аспирация, температурный мониторинг и готовый оперативный план способны предотвратить переход локального очага в крупный пожар или пылевой взрыв.[6]