Способ очистки мест рубок
CLEANING METHOD FOR FELLING SITES

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при очистке мест рубок от лесосечных отходов.
Очистка мест рубок от лесосечных отходов является одним из видов заключительных лесосечных работ. Целью очистки мест рубок является снижение пожарной опасности, недопущение развития очагов вредных насекомых и болезней, создание условий для лесовосстановления. Действующими нормативно-правовыми документами [1] допускается проведение очистки мест рубок следующими способами:
- укладкой порубочных остатков на волока с целью их укрепления и предохранения почвы от сильного уплотнения и повреждения при трелевке;
- сбор порубочных остатков в кучи и валы с последующим сжиганием их в пожаробезопасный период;
- сбор порубочных остатков в кучи и валы с оставлением их на месте для перегнивания и для подкормки диких животных в зимний период;
- разбрасыванием измельченных порубочных остатков в целях улучшения лесорастительных условий;
- укладкой и оставлением на перегнивание порубочных остатков на месте рубки;
- вывозом порубочных остатков в места их дальнейшей переработки.
Указанные способы очистки мест рубок при необходимости могут применяться комбинированно.
При этом очистка лесосек сплошных рубок с последующим искусственным лесовосстановлением должна производиться способами, обеспечивающими создание условий для проведения всего комплекса лесовосстановительных работ (подготовка участка и обработка почвы, посадка или посев лесных культур, агротехнические уходы), а также ухода за молодняками.
Перечисленные способы очистки мест рубок хорошо зарекомендовали себя при проведении рубок спелых и перестойных насаждений, а также рубок ухода. Однако при проведении прочих рубок, то есть рубок, преследующих цель очистки территории под строительство линейных и площадных объектов, утвержденные способы очистки не решают задачу освобождения площади под строительство. На вырубках остаются порубочные остатки, пни и нетоварная древесина, которые мешают строительству и повышают пожарную опасность после высыхания. Сжигание порубочных остатков в пожароопасный период в кучах и валах также проблематично в связи с тем, что прочие рубки проводятся в любой период года. Кроме того, сжигание не допускается по правилам пожарной безопасности. В частности, при очистке от древесной растительности трасс нефте- и продуктопроводов, кустовых площадок, занятых объектами разведки, добычи и переработки нефти и т.п.
Следует отметить, что из патентной и научно - технической литературы известно размещение зеленой массы в траншее. Такие траншеи возводятся для получения компоста или, как например, в статье [2] для захоронения измельченных отходов древесины и зеленой массы с повышенной радиоактивностью.
Также известен способ расчистки вырубок для искусственного лесовосстановления со сбором лесосечных отходов, который включает сгребание порубочных остатков рабочим органом машины, перемещение их к месту сжигания или отгрузки и/или переработки на топливную щепу, при этом при перемещении сгребающего порубочные остатки подборщика находящуюся на пути его перемещения надземную часть пней измельчают на щепу, перемешивая ее совместно с порубочными остатками (патент на изобретение РФ №2554447, опубл. 20.03.2015 г.).
Техническая задача заявляемого изобретения - повышение эффективности очистки мест рубок.
Достигаемый технический результат - образование противопожарной полосы для остановки низового пожара, которую можно поддерживать в рабочем состоянии бесконечно длительный период.
Дополнительным техническим результатом является создание условий обеспечивающих при необходимости искусственное или естественное лесоразведение на огнезащитных вырубленных полосах.
Техническая задача достигается тем, что способ очистки мест рубок включает сгребание лесосечных отходов рабочим органом машины отличающийся тем, что к местам рубок доставляется землеройная машина, дополнительно рабочим органом землеройной машины производится корчевание пней и рытье на месте рубок траншеи с выемкой грунта, с последующим с размещением в траншее лесосечных отходов и выкорчеванных пней, после этого траншея засыпается ранее вынутым грунтом, затем производится выравнивание поверхности над траншеей и дальнейшее уплотнение верхнего слоя заполненной траншеи, с образованием по траектории траншеи противопожарной полосы.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:
- к местам рубок доставляется землеройная машина;
- дополнительно рабочим органом землеройной машины производится корчевание пней;
- дополнительно рабочим органом землеройной машины производится рытье на месте рубок траншеи с выемкой грунта;
- последующее размещение в траншее лесосечных отходов и выкорчеванных пней;
- траншея засыпается ранее вынутым грунтом;
- затем производится выравнивание поверхности над траншеей;
- дальнейшее уплотнение верхнего слоя заполненной траншеи, с образованием по траектории траншеи противопожарной полосы.
Поэтому можно предположить, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Изобретение может быть реализовано использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».
В результате патентно-информационных исследований заявляемой совокупности признаков при очистке мест рубок не выявлено, поэтому заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».
Способ реализуется следующим образом.
К местам рубок доставляется землеройная машина, например, гусеничный экскаватор Komatsu РС210-10М0. В местах рубок, например, вдоль будущей линии нефтепровода, после проведения рубок, ковшом землеройной машины производится корчевание пней, а также выполняется операция выкапывания траншеи с выемкой грунта, который располагается с одной стороны траншеи. Рытье траншеи производится на расстоянии 15 м от линии нефтепровода. Глубина траншеи составляет 1,0-1,5 м, ширина траншеи составляет 1,0-1,5 м. Выкорчеванные пни ковшом экскаватора перемешаются в траншею, также ковшом экскаватора в траншею перемещаются лесосечные отходы, оставшиеся после рубок. Затем траншея засыпается вынутым ранее грунтом и выравнивается ковшом экскаватора. После этого экскаватор производит уплотнение верхнего слоя почвы заполненной траншеи. Таким образом, образуется противопожарная полоса.
Следует отметить, что в необходимых случаях образованная полоса позволяет обеспечивать искусственное или естественное лесоразведение.
Таким образом, достигается повышение эффективности очистки мест рубок.
Литература
1. «Об утверждении Видов лесосечных работ, порядка и последовательности их проведения, Формы технологической карты лесосечных работ, формы акта осмотра лесосеки и Порядка осмотра лесосеки»: Утв. Приказом Минприроды России от 27.06.2016 г. №367.
2. «Направления использования древесных отходов». Маркелов В.М., Заикин A.M. Брянский государственный инженерно-технологический университет, (см. Приложение к заявке).
Считается, что древесина как натуральное сырье не может угрожать окружающей среде, однако безвредность древесных отходов зависит от вида, количества и способа утилизации. Количество и качество отходов обусловлено профилем продукции и применяемой на данном предприятии технологией. Поэтому важнейшим классификационным критерием применения отходов древесины является степень ее загрязнения опасными для окружающей среды химическими веществами.
Главным направлением утилизации отходов является их использование в других производствах как вторичного сырья для изготовления новых материалов или как энергетического сырья. Направление и метод утилизации зависит от вида древесных отходов, а также от других факторов, среди которых можно назвать такие, как степень концентрации, транспортные расходы и т.п. Отходы могут иметь технологическое применение как вторичное сырье, если имеется достаточное количество и они имеют устоявшееся качество, а изделия из них находит спрос и не создает дополнительных технико-технологических проблем, связанных с его дальнейшей утилизацией.
Можно говорить о трех главных направлениях утилизации отходов: материальный, энергетический, биологический. Возможны случаи, когда материал, особенно загрязненный вредными веществами, методика обезвреживания которых еще не разработана или недоступна, может временно храниться на складах, где предотвращается доступ этих веществ в землю, воду и воздух.
При переработке радиоактивно загрязненной древесины по предлагаемым технологиям [1] в нормативно чистую продукцию образуется порядка 40% отходов, содержащих около 65% от общего объема радионуклидов в использованном древесном сырье.
Наиболее предпочтительными методами утилизации представляются измельчение радиоактивных отходов древесины непосредственно на лесосеке и захоронение их в специально подготовленные траншеи, либо равномерное распределение по окружающей территории.
Переработка загрязненных радионуклидами материалов промышленного происхождения реализована практически во всех странах, имеющих развитую атомную энергетику, в том числе и в России. Изучены и реализованы технологии по обращению с активными зольными отходами - компактирование, иммобилизация, транспортировка и хранение. Отработаны схемы и технология очистки газовых и вентиляционных выбросов, получаемых при проведении переработки отходов. С целью выбора метода и технологии утилизации отходов нами были отобраны отходы производства горбыли, рейки, опилки, в процентном соотношении соответствующему лесопильному производству, и произведено озоление в муфельной печи. В табл. 1 представлены результаты испытаний на содержание в золе различных радионуклидов.
Из табл. 1 видно, что в древесине основными элементами, обуславливающими загрязненность древесины, являются Cs-137 и Sr-90.
Удельная активность радионуклидов в золе на порядок превышает даже самую загрязненную часть древесины - кору по содержанию Cs-137. Очевидно, что при утилизации отходов производства пиломатериалов термическими способами, возникает необходимость в захоронении зольных элементов методами остекловывания или битумизации.
Анализ существующих методов переработки и использования радиоактивных древесных отходов показывает, что наиболее предпочтительными, с нашей точки зрения, являются термические методы (газификации) утилизации таких отходов. Метод газификации позволяет преобразовывать энергию биотоплива в тепловую или электрическую.
При реализации методов сжигания древесных отходов содержащих радиоактивные элементы возникает проблема, связанная с наличием смолистых включений в отходящих газах, что снижает эффективность и надежность их очистки от радиоактивных элементов. Для обеспечения более надежного способа очистки газов может быть выполнена с применением комбинирования «сухих» и «мокрых» процессов. Опытная установка, реализующая многоступенчатую систему газоочистки, изготовлена на Новозыбковском станкостроительном заводе.
Белорусскими учеными предлагается газогенератор для переработки древесных радиоактивных отходов [2], который позволяет уменьшить возможность загрязнения генераторного газа радиоактивными веществами при переработке древесины в районах, загрязненных при аварии на ЧАЭС, что при большом объеме, подлежащих переработке древесных отходов, значительно повысит безопасность проведения таких работ.
Одним из преимуществ термической переработки является значительное уменьшение объема отходов, что значительно упрощает процесс захоронения радиоактивных элементов.
Список использованных источников
1. Заикин А.Н., Меркелов В.М. Технология и оборудование заготовки и переработки древесины, загрязненной радионуклидами: монография. Брянск: БГИТА, 2012. 266 с.
2. Пат. № 2073926 Российская Федерация МПК G21F9/32. Газогенератор для переработки древесных радиоактивных отходов / Г.Г. Колчанов, А.В. Наганов, И.А. Савушкин, В.Д. Дубровский // Изобретения. Полезные модели. 1997. № 6.