貯木場(chǎng)原木楞堆火災(zāi)研究現(xiàn)狀

王德仁

摘 要：隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民對(duì)木材消費(fèi)需求量不斷提高，但是木材資源的減少已經(jīng)是很嚴(yán)重的問(wèn)題。因此保護(hù)現(xiàn)有木材資源勢(shì)在必行。東北林區(qū)對(duì)維護(hù)生態(tài)平衡和支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都起著重要的作用，貯木場(chǎng)是貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)木材的重要場(chǎng)所，是木材從造材到銷售的重要一環(huán)，在整個(gè)林區(qū)中扮演著極為重要的角色。文章針對(duì)貯木場(chǎng)原木楞堆火災(zāi)研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：木材資源；重要性；經(jīng)濟(jì)發(fā)展

貯木場(chǎng)作為貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)木材的重要場(chǎng)所，是木材從造材到銷售的重要一環(huán)，在整個(gè)森工生產(chǎn)中扮演著極其重要的角色[1]。但是森工貯木場(chǎng)中存有的大量原木、枝條、板材以及木質(zhì)加工剩余物因?yàn)槎逊e時(shí)間長(zhǎng)極有可能發(fā)生陰燃，同時(shí)生產(chǎn)作業(yè)人員的流動(dòng)性、機(jī)械設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用以及冬季的取暖設(shè)施都有引發(fā)火災(zāi)的可能。尤其對(duì)處于高緯度地區(qū)的東北貯木場(chǎng)來(lái)說(shuō)，大風(fēng)、干旱少雨的氣象環(huán)境在春秋兩季持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，增加了火災(zāi)發(fā)生的可能性。貯木場(chǎng)內(nèi)一旦著火，大量可燃物的存在大大增加了滅火和撲救的難度，如果不能及時(shí)的抑制火災(zāi)蔓延，極有可能會(huì)形成森林大火造成重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失。如1987年?yáng)|北大興安嶺林區(qū)發(fā)生特大森林火災(zāi)，受害森林面積87萬(wàn)hm2，燒毀貯木場(chǎng)4個(gè)，吞噬木材85.5萬(wàn)立方米，直接經(jīng)濟(jì)損失近5億元。1991年內(nèi)蒙古博克圖鎮(zhèn)貯木場(chǎng)發(fā)生特大火災(zāi)，貯木場(chǎng)近2萬(wàn)立方米木材被大火火燒毀，并燒毀房屋288m2。同年5月內(nèi)蒙古甘河林業(yè)公司貯木場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，優(yōu)質(zhì)木材44662立方米被燒毀，同時(shí)被燒毀的還有貯木場(chǎng)各種機(jī)電設(shè)施，直接經(jīng)濟(jì)損失1000余萬(wàn)元。2000年，金江大沙壩貯木場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)，火勢(shì)兇猛，撲救時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)。保護(hù)現(xiàn)有木材資源、避免因貯木場(chǎng)火災(zāi)而造成的重大經(jīng)濟(jì)損失和人員安全威脅，所以消滅貯木場(chǎng)楞堆火災(zāi)是極其重要的任務(wù)。

1 貯木場(chǎng)火災(zāi)的特點(diǎn)

貯木場(chǎng)的原木楞堆及樹(shù)皮、鋸沫等可燃物具有易點(diǎn)燃、易燃燒的特點(diǎn)，相對(duì)于其他類型火災(zāi)，貯木場(chǎng)火災(zāi)主要有如下特點(diǎn)：

（1）引發(fā)火災(zāi)的因素多，突發(fā)性、不確定性強(qiáng)。貯木場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)的因素可分為氣象因素、人為因素和場(chǎng)地條件三方面。氣象因素包含降雨情況，空氣濕度、風(fēng)速等；人為因素包含防護(hù)檢查情況、個(gè)人防火意識(shí)、設(shè)備連續(xù)工作時(shí)間等；場(chǎng)地條件包含木材存貯量、木質(zhì)剩余物的散放程度以及地形條件等。

（2）由于貯木場(chǎng)木材存儲(chǔ)量大、木質(zhì)剩余物的散放造成起火初期不易被察覺(jué)，等出現(xiàn)明火后火勢(shì)發(fā)展兇猛，火焰溫度高，向四周的熱輻射很強(qiáng)。

（3）火災(zāi)范圍波及面廣，受災(zāi)區(qū)域性廣。森工貯木場(chǎng)大多建立在采伐區(qū)的邊緣，貯木場(chǎng)內(nèi)原木楞堆和木材加工剩余物堆放密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，極易形成火燒聯(lián)營(yíng)，如果不及時(shí)撲救，火勢(shì)迅速向四周蔓延，甚至蔓延到森林邊緣而引起森林大火。

2 貯木場(chǎng)的滅火方式及現(xiàn)狀

貯木場(chǎng)發(fā)生火災(zāi)后，快速的抑制火勢(shì)的蔓延是首要的任務(wù)。貯木場(chǎng)現(xiàn)有的滅火方式有水噴淋和哈龍滅火兩種，這兩種方式雖然可以抑制和撲滅火災(zāi)，但各自都在一定的局限性。水噴淋抑制和撲滅火災(zāi)的前提是能夠提供較長(zhǎng)時(shí)間的滅火用水，所以它需要一個(gè)具有足夠容量消防水池，這對(duì)于地處林區(qū)的貯木場(chǎng)來(lái)說(shuō)有一定的難度，同時(shí)水噴淋對(duì)大尺度火災(zāi)的滅火效率也不理想。哈龍系列滅火劑，雖然它具有較高的滅火效率，但在滅火過(guò)程中會(huì)分解產(chǎn)生有毒性的鹵素自由基，直接威脅火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員的身體健康。同時(shí)哈龍滅火劑在紫外線的干擾下會(huì)產(chǎn)生游離的Cl和Br原子，它們與臭氧結(jié)合，嚴(yán)重破壞了大氣臭氧層的結(jié)構(gòu)，對(duì)人類的生存安全造成威脅。細(xì)水霧化滅火技術(shù)作為新興的滅火技術(shù)，它與傳統(tǒng)的水噴淋系統(tǒng)相比具有耗水量大大降低的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)細(xì)水霧具有更強(qiáng)的冷卻和穿透能力，可以深入燃燒物撲滅深位火災(zāi)。正是由于細(xì)水霧具有滅火的高效，價(jià)格低廉和對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)良特性，細(xì)水霧已經(jīng)作為哈龍?zhí)娲分辉诟黝I(lǐng)域得到廣泛研究并推廣使用。目前細(xì)水霧化滅火技術(shù)在抑制貯木場(chǎng)原木楞堆火災(zāi)方面還未得到針對(duì)性的研究和應(yīng)用[2]。

原木以楞堆的形式堆放在貯木場(chǎng)，所以楞堆在貯木場(chǎng)中又占有極為重要的地位。東北林區(qū)主要采取冬季采伐作業(yè)的方式，貯木場(chǎng)在剩下的季節(jié)中負(fù)擔(dān)起貯存木材的任務(wù)，其中以春季存放的木材最多，然而又因?yàn)闁|北地區(qū)春秋兩季多風(fēng)、少雨、氣候干燥，因此春天和秋天又是發(fā)生貯木場(chǎng)火災(zāi)的高發(fā)期，故而貯木場(chǎng)楞堆火災(zāi)的研究與分析就顯得格外重要。

關(guān)專家做了巷道木材火災(zāi)實(shí)驗(yàn)，并用FULENT流體力學(xué)軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出巷道富氧類燃燒難以產(chǎn)生次生災(zāi)害。

研究了木材的著火實(shí)驗(yàn)，分析了輻射熱流強(qiáng)度、氧氣含量、含水率、木材的厚度及紋理等對(duì)于著火特性的影響。

通過(guò)木垛火的燃燒實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)表面積控制和孔隙度發(fā)生轉(zhuǎn)變與一氧化碳的濃度密切相關(guān)。

研究木屑陰燃，發(fā)現(xiàn)隨氣流速度的增大陰燃傳播速度也相應(yīng)增加，陰燃?xì)怏w中二氧化碳和一氧化碳濃度卻在不同氣流速度下的變化不大。

研究了木材在線性熱流條件下的自發(fā)著火性能，測(cè)定四種典型木材表面，獲得了其相應(yīng)的點(diǎn)燃時(shí)間、入射熱流、試樣內(nèi)部溫度的參數(shù)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究總結(jié)了木材火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c空間方位變化關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。

研究了風(fēng)速對(duì)木材火蔓延的影響，分析了木材的燃燒特性。

在貯木場(chǎng)火災(zāi)方面研究了火災(zāi)燃燒溫度場(chǎng)、熱釋放速率、煙氣濃度、火災(zāi)檢測(cè)與安全評(píng)價(jià)等。通過(guò)對(duì)楞堆的燃燒實(shí)驗(yàn)和原木加工剩余物的燃燒實(shí)驗(yàn)，得出其相應(yīng)的燃燒溫度場(chǎng)，及熱釋放速率等相關(guān)參數(shù)。探討了貯木場(chǎng)火災(zāi)最佳的探測(cè)時(shí)期，以及火災(zāi)的探測(cè)方法，并對(duì)貯木場(chǎng)的火災(zāi)危險(xiǎn)等級(jí)用層次分析法進(jìn)行了評(píng)定[3]。

3 研究發(fā)展趨勢(shì)

目前發(fā)展趨勢(shì)，圍繞貯木場(chǎng)楞堆的燃燒火災(zāi)特性和細(xì)水霧的漂浮特性，展開(kāi)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的研究。通過(guò)楞堆燃燒實(shí)驗(yàn)，分析探討不同的試驗(yàn)狀況和條件下，楞堆燃燒過(guò)程中溫度、熱釋放速率、煙氣的含量，從宏觀上對(duì)在細(xì)水霧作用下楞堆燃燒的特性進(jìn)行討論，并采用數(shù)值模擬方法對(duì)楞堆火災(zāi)燃燒的過(guò)程進(jìn)行仿真，為貯木場(chǎng)楞堆火災(zāi)的滅火和救援提供相應(yīng)的參考依據(jù)。

采用模擬的方法建立貯木場(chǎng)楞堆火災(zāi)模型。以ANSYS模擬軟件為工具，設(shè)置模型性狀，編制相應(yīng)條件。通過(guò)模擬，研究貯木場(chǎng)楞堆在細(xì)水霧作用下燃燒的溫度變化。通過(guò)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，探討模擬方法的可行性，增添研究貯木場(chǎng)楞堆燃燒消防的方法與路徑。

參考文獻(xiàn)

[1]楊學(xué)春，武其星.木材在線拍賣系統(tǒng)初步研究[J].森林工程，2012.

[2]楊學(xué)春，張項(xiàng)楠.貯木場(chǎng)空間管理系統(tǒng)的初步研究[J].森林工程，2012.

[3]馬永波.作業(yè)成本法在森工企業(yè)中的應(yīng)用研究初探[J].森林工程，2012.