Новая технология использования аэростатно-канатных систем

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЭРОСТАТНО-КАНАТНЫХ СИСТЕМ

Луценко Е.В., Кравец А.Д., Рябухин П.Б.

В статье впервые предложена технология лесосечных работ на базе машинно-аэростатных систем. Внедрение технологии позволит повысить экономическую и эколого-лесоводственную эффективность освоения горных лесных массивов при полном соблюдении действующего лесного законодательства.

In article for the first time is offered the technology logging works on base machine-aerostat systems. Introduction of technology will allow to increase economic and ecology-silviculture efficiency of development of mountain large forests at full observance of the working wood legislation.

В настоящее время на Дальнем Востоке Российской Федерации сложилась ситуация, когда основные запасы спелой древесины сосредоточены в горных лесных массивах на склонах свыше 150. Это произошло в результате антропогенных воздействий и их последствий, что привело к росту доли горных лесов в общем объеме спелых и перестойных насаждений с 18-20 % в 70-х годах 20-го века до 35-40 % в настоящее время.

Освоение данных ресурсов с использованием традиционных способов выполнения лесосечных работ затруднено, поскольку разработка горных лесных массивов требует использования специализированных систем машин, предназначенных для работы на крутых склонах. Многие из этих машин имеют низкую экономическую эффективность или запрещены действующими нормативными документами по причине негативного воздействия на экологическое состояние древостоев.

При освоении лесных массивов, расположенных в горной местности, использование технологий на базе самоходные канатных установок или системы «валочно-пакетирующая машина (ВПМ) + трелевочная машина (ТМ), не решают в корне проблему горных лесозаготовок.

Как показали исследования, изложенные в источнике [1], система ВПМ +ТМ, имеют определенные технические сложности при работе на мягких грунтах и на склонах свыше 16 градусов, что, естественно, накладывает отпечаток на экологическое воздействие. Использование же трелевочных тракторов на склонах свыше 20 градусов запрещено существующим лесным законодательством [2].

Канатные установки имеют существенное ограничение по расстоянию трелевки, к тому же, время выполнения монтажных и демонтажных работ в среднем занимает до 45% от общего времени освоения лесосеки. А использующийся полуподвесной режим трелевки оказывает существенное отрицательное влияние на лесную флору и фауну, повреждая подрост и почву.

Что касается систем на базе вертолетной трелевки, то их лесоводственно-

экологическая эффективность весьма высока, но экономическая эффективность очень низкая из-за высокой себестоимости заготовленной древесины, при которой даже заготовка ценных пород древесины, как правило, нерентабельна.

Весьма перспективной выглядит не имеющая пока широкого применения технология лесосечных работ на базе аэростатно-канатной системы (АКС). Как показали исследования Абузова А.В. [3-7] данная технология обладает значительно большей экономической эффективностью по сравнению с технологией на базе вертолетной трелевки, а также сравнимые с ней высокие лесоводствен-но-экологические показатели.

В работе [8] представлена конструкция и описана технология работы трехлинейной аэростатно-канатной системы для трелевки древесины, заготовленной с использованием механизированного бензомоторного инструмента.

Результаты, изложенные в работе [8], показывают, что технология обладает экономической эффективностью, превышающей эффективность технологий на базе мобильных канатных установок, но значительно уступающей технологиям на базе системы ВПМ + ТМ.

Но как показали исследования выполненные авторами статьи технология, предложенная в работе [8] имеет весьма существенные недостатки, к основным можно отнести следующие:

1. Неполноценное использование рейсовой нагрузки аэростата, т.к. в процессе механизированной валки практически невозможно осуществлять концентрацию древесины в одной точке в объеме, соответствующем значению номинальной рейсовой нагрузки аэростата.

-5

При номинальной грузоподъемности аэростата в 10-15 м , фактическая нагрузка составляет 1,5-4 куб.м, что приводит к весьма невысокой производительности АКС от той которая теоретически возможна при большей загрузки АКС.

2. Низкая производительность на операциях валки и раскряжевки деревьев и невозможность работы системы в ночное время приводят к относительно невысокой эффективности использования АКС.

С целью устранению указанных недостатков в данной работе предложена технология использования АКС в комплексе с ВПМ, позволяющая осваивать горные лесные массивы с соблюдением экологических и лесоводственных требований и более высокой экономической эффективностью. Схема организации процесса лесосечных работ по данной технологии представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Технологическая схема лесосечных работ на базе системы

ВПМ + АКУ

1 - опорное дерево; 2 - вырубка; 3 - граница пасеки; 4 - пачка деревьев, сформированная ВПМ; 5 - аэростат; 6 - мобильная лебедка; 7 - ВПМ; 8 - магистральный волок; 9 - полоса безопасности; 10 - растущий лес; 11 - чокеровщик; 12 - лесовозный ус; 13 - штабель деревьев; 14 - заездной волок; 15 -направление движения чокеровщика

До начала основных работ разрабатывается объездной волок и монтируется АКС.

Основные работы происходят следующим образом. Вначале на лесосеку заходит ВПМ и перемещась от лесовозного уса к верхней части лесосеки производит разработку пасеки с укладкой пачек деревьев на свой след. Разработав пасеку машина, используя объездной волок спускается к лесовозному усу и перемещается к началу следующей пасеки и цикл работы машины повторяется.

После ухода ВПМ на безопасное расстояние происходит монтаж АКС на разработанной пасечной ленте. После завершения монтажа происходит трелевка древесины с использованием системы АКС, подробно описанная в работе [8]. Трелюемая пачка деревьев формируется с использованием чокерной оснастки. Так как деревья находятся в одной пачке и расположены параллельно возможно использование значительно большего количества чокерных захватов, чем при работе в паре с вальщиком, что увеличивает рейсовую нагрузку и приводит к общему увеличению производительности АКС.

Внедрение предложенной технологии лесосечных работ на базе комплекса ВПМ + АКС позволит производить разработку запасов древесины на крутых горных склонах лесных массивов с учетом требований устойчивого лесополь-

зования и высокой экономической эффективностью, что является решением одной из наиболее актуальных задач лесопромышленного комплекса.

Литература

1. Луценко Е.В Функционирование лесосечных машин в горных лесных массивах. Дис. на соиск. учен. степени кандидата техн. наук, 2006 - 189 с.

2. Лесной кодекс Российской Федерации - ФЗ №200, 2006.

3. Абузов А.В. Перспективы внедрения и эксплуатации современных аэростатных систем трелевки // Наука - Хабаровскому краю: материалы восьмого краевого конкурса-конференции молодых ученых и аспирантов: Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2006. - с. 144 - 154.

4. Абузов А.В. Аэростатические аппараты и их применение в лесной промышленности / П.Б.Рябухин, А.В. Абузов // Вопросы совершенствования технологий и оборудования в лесопромышленном комплексе и строительстве: Юбилейный сб. науч. тр. Дальневосточного Лесотехнического Института. - Хабаровск: Изд-во Хабар.гос.техн.ун-та, 1998. - С. 75 - 80.

5. Абузов А.В. Целесообразность применения аэростатов на лесозаготовках // Воздухоплаватель: Издание Федерации Воздухоплавания России. - Москва: Вып. 3(21), 2000 - с.36 -38.

6. Аэростатные системы трелевки - второе рождение// Лесной вестник: Изд-во Московского государственного университета леса.- Вып. 1 (43), 2006. - с. 78-84

7. Абузов А.В. Экспериментальные исследования аэростатно-канатной системы / А.В. Абузов, К В. Рудица // Вестник ТОГУ. - Хабаровск: Изд-во ТОГУ, Вып. 1(8), 2008. - с. 259 -274.

8. Абузов А.В. Обоснование конструктивных параметров и режимов эксплуатации аэростатно-канатной системы для условий Дальнего Востока. дис. на соиск. учен. степени кандидата техн. наук, 2008. - 241 с.