The report provides a review of three different international test methods where testing of the performance and function of extinguishing systems intended for vehicles and machines is presented. The test methods show that there are large differences in execution even if the basic processes are based on similar principles. The results of the tests with the limitations given in the methods can be used for the design of extinguishing systems based on risk analysis leading to installation instructions for the vehicles or machines to be protected.

To be able to set more performance-based and other types of procurement requirements than just refer to the Swedish method used today with the aim of getting more robust systems installed. There is a need to review and compare the processes and methods of risk analysis that lead to the design and installation of extinguishing systems.

Supportive report with suggestions at revision of GRAMKO mining guidelines regarding fire suppression systems in mining vehicles

A need has been identified to revise swedish minings guidelines BRANDSKYDD I GRUV- OCH BERGANLÄGGNINGAR Bilaga 1-FORDON BRANDSKYDDSKONTROLL dated 2016 as SBF 127 has been revised in 2021. SBF 127:17 has been revised on crucial points regarding the installation of automatic extinguishing systems in engine compartments. The transition rules for extinguishing systems according to previous editions of SBF 127 expire on 31-12-2023. The work has also included a review of how other needed revisions in the same appendix can be handled. A proposal for how extinguishing systems according to SBF 127:17 can be applied for fire protection of vehicles with Li-ion batteries that are used in underground facilities has been elaborated. Recommendations of additional measures that may need to be implemented to achieve a reasonable fire protection of these vehicles and machines is included. This project has been financed by TUSC.

I denna rapport beskrivs genomförande av försök med en ventilationstub i tunnel i reducerad skala (1:3). Försöken är genomförda i en tunnel som byggts av fyra 40 ”fot” stålcontainrar i rad med en total längd på 49 m. Tunneln var öppen i ena ändan och stängd i den andra (stuff). Ventilationstuben var upphängd i taket och kopplad till ett plåtrör som i sin tur var kopplad till en axialfläkt placerad 2 m utanför tunneln. Den totala längden på tuben var 32 m därav 30 m inne i tunneln. Syftet med försöken var att undersöka effektiviteten hos ventilationstuber gjorda av en flamskyddad polyesterväv med PVC-beläggning som utsatts för en brand med flammor underifrån. Tunneln som användes var 2,7 m hög och 2,6 m bred. Diametern på ventilationstuben var 0,6 m. Genom att multiplicera alla längder med 3 så uppnås motsvarande dimensioner i fullskala. Till exempel motsvarar försökstunneln en 147 m lång tunnel med stuff och en ventilationstub på 1,8 m i diameter. Tilluftsflödet i ventilationskanalen var 2,3 m3/s vilket motsvarar 36 m3/s i fullskala. Brandens dimensionerade storlek var 0,8 MW respektive 1,9 MW vilket motsvarar 12 respektive 30 MW i fullskala. Det i sin tur motsvarar brandeffekter från en stor hjullastare och en borrigg [1]. Försöken kombinerade med beräkningar visar att för en 30 MW brand kommer ventilationstuben inom 7 m (på varje sida) att antändas och brinna bort. Tuben kommer att påverkas av brandgaserna genom att den delvis krymper eller smälter och därmed ramlar ner inom 90 m (på varje sida). Alla siffror är uppräknade till fullskala. Beräkningar visar att för en 20 MW brand kommer tuben med 3 m (på varje sida) att antändas och brinna bort. Tuben kommer att påverkas av brandgaserna genom att den delvis krymper eller smälter och därmed ramlar ner inom 60 m (på varje sida). För en 15 MW brand kommer förmodligen enbart tuben ovanför branden att antändas av flamman och brinna bort och tuben kommer att påverkas av brandgaserna inom 40 m (på varje sida). För en 10 MW brand kommer förmodligen enbart tuben ovanför branden att antändas, medan den kommer att påverkas av branden inom 20 m på varje sida. Det är också möjligt att ventilationstuben ovanför flamman smälter utan att den antänds. Alla de beräknade siffrorna är beroende på tunnelhöjden då den påverkar temperaturen inne i tunneln. Ett fortsatt luftflöde genom tuben kommer att inträffa om fläkten är i funktion hela tiden. Om fläkten stängs av under perioden finns det risk för att luftflödet igenom inte kan återupptas. Orsaken till detta är att änden på tuben som brinner av smälter ihop (stängs). En observation från försöken är att om gastemperaturen i taket ligger mellan smälttemperaturen (180 oC) och självantändningstemperaturen (500 oC), kommer tuben i första hand krympa ihop för att sedan även smälta. Det inkluderar även väven i tuben. Tuben kan smälta om temperaturen är hög (över 260 oC för polyesterväven). För temperaturer över 500 oC kommer tuben att brinna bort helt och hållet. Ovan angivna värden är konservativa för de scenarier som beaktas. Flamman som sprids genom tuben har inte inkluderats och därmed kan skadeintervallet vara större än de observerade. Försöken indikerar dock ingen flamspridning i ventilationstuben förutom i det område där flamman finns. Även om försöken är gjorda i skala 1:3 uppfyller de kraven om rimlighet när det gäller geometri, ventilation, brandstorlek och inverkan av branden på ventilationstuben. I skalmodeller kan man inte alltid uppfylla kraven på alla skalparametrar, till exempel strålning, men eftersom den reducerade skalan är så pass stor (1:3) kan vi anta att resultaten representerar väl vad som kan inträffa i en verklig skala. Ett fullskaletest är alltid att föredra men det kräver mycket resurser, speciellt när det gäller brandeffekten som kan bli hög. Istället för att göra försök i skala 1:3 med 1–3 MW, som presenteras i denna rapport, kräver det 10–30 MW i fullskala. Temperaturerna bör dock vara ungefär de samma som i fullskalan och därför bedömer vi att resultaten ger oss ett underlag för att kunna gå vidare för bedömning av resultaten i en fullskalig anläggning. I följande delar av rapporten presenteras bakgrunden till projektet, metoderna, resultaten och de slutsatser som dras.

This report presents both small scale laboratory tests and tunnel fire tests carried out in a FORMAS project. Four series of small scale laboratory tests were conducted to obtain the material properties, burning properties, water spray distributions, and spray droplet size distributions. The main efforts were, by adopting the Froude scaling, seven series of tests conducted in a about 50 m long container tunnel with a scale of 1 to 3. This report presents results on the influence of low pressure, medium pressure and high pressure water-based fixed fire fighting systems (FFFSs) on fire development, fire spread to adjacent vehicles, structural protection, tenability, smoke control, spray deflection and spray resistances. The focus is to compare the performance of three default FFFSs and to evaluate the efficiency of each of the FFFS. The results show that the default low pressure FFFS performs well in term of suppressing the fire development, preventing the fire spread to nearby vehicles, providing tenable conditions for evacuation and rescue service, protecting tunnel structure and easing the problem with spray deflection due to tunnel ventilation. The default high pressure FFFS is usually on the opposite side while the default medium pressure FFFS usually lie in between.