Варианты комплектов машин и оборудования для переработки древесины, загрязненной радионуклидами

УДК 674.093:630

ВАРИАНТЫ КОМПЛЕКТОВ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ, ЗАГРЯЗНЕННОЙ РАДИОНУКЛИДАМИ

OPTIONS SETS OF MACHINERY AND EQUIPMENT FOR THE PROCESSING OF WOOD CONTAMINATED WITH RADIONUCLIDES

Заикин А.Н., Меркелов В.М.

Zaikin A.N., Merkulov V.M.

В результате техногенных аварий, в том числе на Чернобыльской АЭС, значительная часть лесных массивов страны подверглась радиоактивному загрязнению. Использование древесины из таких регионов является весьма актуальной задачей, так как позволяет решить также экологические проблемы данных регионов за счет снижения вероятности повторного заражения радионуклидами прилегающих территорий. Решение данной проблемы предлагается на основе технологии переработки древесины, загрязненной радионуклидами, на базе комплектов мобильных машин и оборудования, работающих от бензиновых или дизельных двигателей через карданный вал, непосредственно на лесосеке.

As a result of technogenic accidents, including the Chernobyl NPP, a significant part offorests of the country was subjected to radioactive contamination. The use of wood from these regions is a very important task as it allows to solve also ecological problems of these regions by reducing the likelihood of contamination with radionuclides of the surrounding areas. The solution to this problem is based on the technology of processing of wood contaminated with radionuclides, on the basis of sets of mobile machinery and equipment, powered by gasoline or diesel engines through prop shaft directly on the cutting area.

Ключевые слова: Радионуклид, загрязнение, окорка, распиловка, переработка отходов, лесосека, комплект машин, шпалы

Key words: Radionuclide pollution, debarking, sawmilling, recycling, wood cutting, kit cars, sleepers

В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиационному загрязнению подвергся лесной фонд на площади около 1 млн. га [1,7]. Радиоактивное загрязнение лесных экосистем создало такие условия, при которых в течение многих лет невозможно обычное многоцелевое использование леса [12]. Так как леса, подвергшиеся радиационному воздействию от выбросов ЧАЭС, представляют серьезную экологическую опасность в связи с возможностью возникновения пожаров, как от воздействия человека, так и вследствие естественных причин [5].

Проведенные ранее исследования [3,10,11, 13] показали, что древесина, заготовленная в лесных массивах первой зоны загрязнения радионуклидами, может быть использована в промышленных целях после окорки. Древесина из лесных массивов второй и последующих зон загрязнения может использоваться в промышленных целях при условии полной очистки бревен от коры и снятия наиболее загрязненного внешнего слоя.

При этом необходимо выполнять целый ряд технологических операций - окорку, распиловку, переработку отходов от распиловки и раскряжевки. Предпочтение следует отдавать мобильным установкам (рис.) работающим от бензиновых или дизельных двигателей путем отбора мощностей [6]. Для выполнения технологических операций целесообразно использовать одну из предлагаемых нами схем [3].

Окорка сортиментов выполняется передвижным окорочным станком с приводом от вала отбора мощности трактора. Погрузка окоренных сортиментов на подвижной состав может осуществляться манипуляторным погрузчиком или самозагружающимся автомобилем, который устанавливается в удобном для погрузки месте.

При переработке древесины, пораженной радионуклидами, невозможно 100%-ое удаление радионуклидов, незначительная их часть все равно остается в древесине. Поэтому из такой древесины целесообразно изготавливать такую продукцию, которая будет эксплуатироваться там, где люди не будут вступать в прямой контакт с этой продукцией, например, шпалы. Производство шпал не требует большого количества операций и является наименее трудоемким видом продукции. Этот вид продукции до настоящего времени находит широкое применение, т.к. Российская Федерация располагает самой большой в мире протяженностью железных дорог - более 50% грузоперевозок в стране осуществляется железнодорожным транспортом. Целесообразно, полученные таким образом шпалы использовать на территориях, подвергшихся радиационному воздействию.

Нами предлагается технологическая схема процесса производства шпал из круглых лесоматериалов, пораженных радионуклидами. Раскряжевка лесоматериалов, пораженных радионуклидами, осуществляется в соответствии с предлагаемой нами схемой [9]. Продольный раскрой полученных в результате раскряжевки сортиментов на пилопродукцию осуществляется по схеме, предложенной авторами и защищенной патентом РФ № 2350460 [8].

Предлагаемая нами технология и варианты комплектов машин позволяет с минимальными потерями заготовить и отгрузить потребителю «чистую» древесину в виде окоренного сырья или готовых пиломатериалов.

Валочно-трелевочная машина

Сучкорезно-

раскряжевочная

машина

Валочно-

пакетирующая

машина

Трелевочная машина

Сучкорезно-

раскряжевочная

машина

Окорочная установка

Окорочная установка

Валочно-

пакетирующая

машина

Трелевочная машина

Сучкорезно-

раскряжевочная

машина

Ленточнопильный станок

Валочно-трелевочная машина

Сучкорезно-

раскряжевочная Круглопильный станок машина

• С 1V

Харвестер

Фор-

Круглопильный станок

Харвестер Форвардер Круглопильный станок

Рисунок 1 - Варианты компоновки технологических машин и оборудования для получения окоренных сортиментов и пиломатериалов на лесосеке

Наиболее предпочтительными методами утилизации образующихся при этом радиоактивных отходов древесины представляется их измельчение непосредственно на лесосеке и захоронение в специально подготовленные траншеи, либо равномерное распределение по окружающей территории [4], а также термические методы утилизации (газификация) с помощью газогенератора для переработки древесных радиоактивных отходов [2], который позволяет уменьшить возможность загрязнения генераторного газа радиоактивными веществами при переработке древесины в районах, загрязненных радионуклидами.

Список использованных источников

1. Борзенков Ю.А., Шубина О.А., Спиридонов С.И., Фесенко С.В. Прогнозирование

137

распределения Cs по компонентам древесного яруса леса при различных источниках радиоактивного загрязнения // Проблемы лесоведения и лесоводства: сб. науч. тр. Гомель: Ин-т леса НАН Беларуси, 2005. Вып. 63. С. 457-458.

2. Газогенератор для переработки древесных радиоактивных отходов: пат. 2073926 РФ, МПК G 21 F 9/32 / Колчанов Г.Г., Наганов А.В., Савушкин И.А., Дубровский В.Д. // Изобретения. Полезные модели. 1997. № 6.

3. Заикин А.Н., Меркелов В.М. Технология и оборудование заготовки и переработки древесины, загрязненной радионуклидами. Брянск: БГИТА, 2012. 266 с.

4. Заикин А.Н., Меркелов В.М. Технология использования древесины с территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства: сб. докл. IV Междунар. науч. эколог. конф. Краснодар: Кубанский госагроуниверситет, 2015. Ч. П.С. 573-575.

5. Кузнецов А.В., Москвилин Е.А., Федоткин Д.В., Зверева-Степная А.В. Экологические последствия лесных пожаров на радиоактивно загрязненной местности. Режим доступа: http://cyberleninka.rU/article/n/ekologicheskie-posledstviya-lesnyh-pozharov-na-radioaktivno-zagryaz....

6. Меркелов В.М., Макеева А.А. Мобильные установки для переработки древесины, загрязненной радионуклидами // Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса: материалы II Междунар. науч.-техн. конф. Кострома: КГТУ, 2013. С.132-134.

7. Руководство по ведению лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения от аварии на Чернобыльской АЭС (на период 1997-2000 гг.). Режим доступа: ttps://docviewer.yandex.ru /?url=http%3A%2F%2F www.forestforum.ru%2Finfo%2Flaws % 2Fmanagement%2Fradiation.doc&name=radiation.doc&lang=ru&c=57f69787f466&page=1

8. Способ раскроя круглых лесоматериалов, пораженных радионуклидами: пат. 2350460 РФ, МПК В 27 В 1/00 / Торопов А.С., Торопов С.А., Меркелов В.М., Микрюкова Е.В., Шакирова А.И.; заявитель и патентообладатель Мар. ГТУ. № 2007117657/03; заявл. 11.05.07; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9.

9. Способ раскроя круглых лесоматериалов, пораженных радионуклидами: пат. 2247022 РФ, МПК В 27 В 1/00 / Торопов А.С., Меркелов В.М., Жидова Е.В., Краснова В.Ф.; заявитель и патентообладатель Мар. ГТУ. № 2007117657/03; заявл. 11.05.07; опубл. 27.03.09, Бюл. № 9.

10. Торопов А.С., Заикин А.Н., Меркелов В.М. Особенности переработки древесины, загрязненной радионуклидами // Лесн. журн. 2017. № 1. С. 59-65. - (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2017.1.119

11. Торопов А.С., Меркелов В.М., Краснова В.Ф. Принципы моделирования раскроя древесины, загрязненной радионуклидами // Вестн. Красн.ГАУ. 2011. № 5. С. 7-11.

12. Panfilov A.V., Uspenskaya E.Ju. Rehabilitation of Radioactive Contaminated Forests. IAEA-TECDOC-1280. Radiation Legacy of the 20th Century: Environmental Restoration. Vienna, 2002, pp. 329-336.

13. Меркелов В.М., Заикин А.Н. Повышение эффективности переработки древесины при применении мобильных установок// Экономика и эффективность организации производства. 2016. №24. С.126-127.