Оценка влияния продолжительности рабочей смены оператора харвестера на производительность и состояние природной среды

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

технологию всегда позволит достичь более рационального использования древесного сырья.

4. Полученные закономерности можно применять для решения различных производственных задач по производству ТКС:

- определения основных объемноразмерных характеристик такого сырья без проведения экспериментальных исследований;

- прогнозирования ожидаемых объемов ТКС как в целом, так и по каждой группе диаметров;

- организации участков сортировки такого сырья по группам диаметров, по назначению и другим признакам;

- выбора оптимальных схем раскроя и технологического оборудования при использовании ТКС для получения пилопродукции.

Библиографический список

1. Калитеевский, Р.Е. Лесопиление в XXI веке. Технология, оборудование, менеджмент / Р.Е. Калитеевский. - СПб.: ПРОФИ-ИНФОРМ, 2005. - 480 с.

2. Петровский, В.С. Оптимальная раскряжевка лесоматериалов / В.С. Петровский. - 2-е изд. - М.: Лесн. пром-сть, 1989. - 288 с.

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ РАБОЧЕЙ СМЕНЫ ОПЕРАТОРА ХАРВЕСТЕРА НА ПРОИзВОдИТЕЛьНОСТь

и состояние природной среды

А.В. МЕХРЕНЦЕВ, Мин-во пром-сти, энергетики и науки Свердловской обл., канд. техн. наук, Ф.Г БЕЛЯИКОВ, асп. каф. автоматизации производственных процессов УГЛТУ,

М.В. ПОЛУКАРОВ, асп. каф. автоматизации производственных процессов УГЛТУ

Лесозаготовительные работы неизбежно оказывают влияние на качество заготовленного древесного сырья. При этом данное влияние необходимо рассматривать во временном контексте. Оно может быть сиюминутным и отражаться на качестве заготовленного сырья, определяемого применяемыми технологией, машинами, сроками заготовки, видом складирования и т. п., в плане соответствия его предъявляемым к лесоматериалам стандартам. А может быть и пролонги-

рованным во времени, что характерно для несплошных рубок леса. При этом, говоря о качестве сырья, нужно рассматривать не только непосредственно качество заготовленных при данном виде рубки лесоматериалов, но и качество оставляемого на доращивание древостоя, отводимого в последующие рубки. Здесь в первую очередь должна рассматриваться сохранность его от повреждений и защита лесной почвы, на которой данный древостой продолжает расти [1].

Социальные критерии

Возможные

технологии

\

Отбор

/

Экологические критерии

Экономические критерии

1

Допустимые технологии

1

Отбор

Принятая

технология

Рис. 1. Принципиальная схема последовательности выбора технологии проведения лесосечных работ

130

ЛЕСНОИ ВЕСТНИК 8/2007

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

В настоящее время стратегия устойчивого лесопользования предусматривает регулирование комплекса функций леса, а также переход на природощадящие и экологизированные технологии и соответствующее им оборудование. Эффективные технологии лесосечных работ должны осуществляться с учетом социальных, экономических, экологических критериев [2] (рис. 1).

Учитывая, что в России доля сортиментной технологии постоянно растет, значительный интерес лесозаготовителей вызывает оценка качества заготовки и применимость харвестеров - лесных комбайнов, производящих валку дерева, обрезку сучьев, раскряжевку на сортименты, их частичную рассортировку и окучивание по породам и назначению, и фор-вардеров, осуществляющих сбор, погрузку, транспортирование и штабелирование древесины у лесной дороги [3, 4]. Лесозаготовителя интересует как производительность, так и процент поврежденных деревьев, оставляемых на доращивание при несплошных рубках.

Можно выделить ряд факторов, влияющих на качество заготовки: применяемая технология, машины и оборудование, место и время проведения рубок, квалифицированность персонала.

Для оценки влияния сортиментной технологии и машин на качество оставляемого на доращивание древостоя была исследована машинизированная сортиментная лесозаготовка на базе «Международного учебного центра по обучению операторов многооперационных лесных машин» в Ленинградской области (Светогорск). Исследования проводились с применением харвестера HS16 ERGO фирмы «Ponsse».

Основной целью исследований стало выявление причин повреждений оставляемого древостоя при несплошных рубках. Объектом исследования стал оставляемый древостой после проведения несплошных рубок с применением харвестера обучаемым оператором с опытом работы до года. Рабочая смена обучаемого оператора разбивалась примерно на 2-часовые промежутки, на каждом из которых оценивались такие параметры, как производительность и повреждаемость. Данные об объеме заготовленной древесины и

производительности собирались при помощи специализированной измерительной системы харвестера «OPTI», которые можно вывести на монитор или принтер. Данные о повреждениях, длинах измерительных участков, ширине волока, ширине пасек, таксационных показателях получены путем измерения вручную. Экспериментальными участками послужили лесосеки Северо-западного лесхоза пограничного лесничества. Первая пробная площадка (далее площадка № 1) расположена в квартале № 196 (лесосека № 1). Общая площадь лесосеки 6,7 га, средний запас на 1 га равен 174 м3, средний объем хлыста равен 0,539 м3, тип леса сосняк травяной, полнота насаждения 1,15, процент вырубки 35 %. Вторая пробная площадка (далее площадка № 2) расположена в квартале № 178 (лесосека № 1). Общая площадь лесосеки 34,0 га, средний запас на 1 га равен 136 м3, средний объем хлыста равен 0,531 м3, тип леса сосняк травяной, полнота насаждения 1,06, процент вырубки 28 %. Время заготовки - март и февраль соответственно.

В результате исследований были получены зависимости от времени таких технологических параметров, как производительность (рис. 2) и повреждаемость (рис. 3).

Время работы, ч а

о 0 ------щ----

^0 123 45678 9

Время работы, ч б

Рис. 2. Графики зависимостей производительности от продолжительности рабочей смены

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007

131

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Рис. 3. Графики зависимостей процента поврежденного древостоя от продолжительности рабочей смены

Было выявлено, что у обучаемого оператора харвестера с опытом менее 1 года в процессе лесозаготовки на площадке № 1 производительность в течение смены растет до общей продолжительности 4 часа (рис. 2а), после чего начинает падать. При этом процент повреждений (рис. 3а) сначала падает, достигает минимума после 6 часов работы, после чего увеличивается. Такую динамику производительности можно объяснить тем, что в начальный момент оператор еще не утомлен, но при этом еще недостаточно внимателен, что отражается на высоком уровне повреждений и не очень высокой производительности. Далее в процессе работы оператор становится более внимательным и уверенным, вследствие чего делает меньше повреждений при большей производительности. После 6 часов работы начинает сказываться утомляемость, начинает падать производительность и увеличиваться повреждаемость.

Несколько иная ситуация на площадке № 2. Здесь оператор работал лишь 6 часов. При этом график зависимости производительности от времени (рис. 2б) схож по форме с графиком производительности делянки № 1, но с меньшей производительностью. Но совершенно другой график зависимости процента пов-

реждений от времени (рис. 3б). Теперь процент повреждений с течением времени растет.

Основной причиной таких отличий стали различные таксационные показатели делянок и, в первую очередь, средний запас, полнота и процент вырубки.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Оценка технологических процессов лесосечных работ должна включать критерии экологического, экономического и социального характера.

2. Уменьшение длительности смены обучаемого оператора харвестера до 4 часов позволит значительно снизить процент повреждений оставляемого древостоя при проведении обучения. При этом остальную часть 8-часовой рабочей смены обучаемого оператора стоит занять либо практическим обучением работе на форвардере, либо выполнением других производственных задач, таких как заточка цепей, осмотр делянок, оценка повреждений и др.

3. Результаты работы позволят при обучении операторов лесозаготовительных машин (харвестеров) разрабатывать организационно-технологические мероприятия, повышающие как эксплуатационные (экономические) показатели основных работ несплошных рубок, так и показатели экологической обеспеченности (эффективности), основанные на надежном последующем естественном лесовозобновлении и сохранении биологического разнообразия лесной среды.

Библиографический список

1. Герасимов, Ю.Ю. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок / Ю.Ю. Герасимов, В.С. Сюнёв. - Йоэн-суу: Изд-во университета Йоэнсуу, 1998. - 178 с.

2. Герц, Э.Ф. Оценка технологии лесопользования на лесосечных работах / Э.Ф. Герц. - Екатеринбург: УрГЛТУ, 2003. - 120 с.

3. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных работ: учебник для вузов / В.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - 392 с.

4. Сазонова, Е.А. Энергетический подход в оценке эффективности технологических процессов лесозаготовок. Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса // Сб. матер. междунар. науч.-техн. конф. / Е.А. Сазонова.- Екатеринбург: УрГЛТУ- 2003. - С. 186-187.

132

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2007