Технологические схемы разработки пасек системой машин «Харвестер - форвардер»

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Если при содержании дорог общего пользования нормативные документы регламентируют только вариант А, то на территориальных дорогах, к которым можно отнести лесовозные, появляется возможность использовать иные схемы. Зачастую обосновать предлагаемые варианты возможно только с точки зрения затрат на их осуществление. В настоящей работе проведена технико-экономическая оценка всех представленных вариантов.

В таблице показаны затраты на зимнее содержание автомобильных дорог для различных вариантов [4]. Как видно из данных, наибольший удельный вес для всех вариантов приходится на расходные реагенты. К ним относятся песчано-соляная смесь и их растворы. Максимальные затраты на материалы в вариантах А и Г, которые представляют наиболее часто используемые способы зимнего содержания дорог. Суммарными минимальными затратами характеризуются варианты Б и В. На рис.2 представлена структура затрат на зимнее содержание по предлагаемому варианту Б.

Как видим, для условий Свердловской области наименьшие затраты на транспортную составляющую при работе лесозаготовителей возможны при содержании автомобильной дороги в снежном накате. При такой организации зимнего содержания лесозаготовитель обеспечивает возможность стабильного функционирования своего предприятия.

Библиографический список

1. Стандарт организации. Нормативы и организация работ по зимнему содержанию территориальных дорог Пермской области. - Пермь: Перм. Гос. Техн. Ун-т., 2006. - 182 с.

2. Афанасьев, И.А. Зимнее содержание лесовозных автомобильных дорог Уральского региона: научное издание / И.А. Афанасьев, И.Н. Кручинин. - Пермь: Перм. Гос. Техн. Ун-т., 2006. - 135 с.

3. Сиденко, В.М. Эксплуатация автомобильных дорог: учебник / В.М. Сиденко и др. - Киев: Высшая школа, 1979. - 260 с.

4. Временные сметные нормы и расценки на работы по зимнему содержанию автомобильных дорог. Уральский федеральный округ. - М.: Росавтодор Минтранса России, 2003. - 89 с.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПАСЕК СИСТЕМОЙ мАШИН «ХАРВЕСТЕР - ФОРВАРДЕР»

О.А. ПЕТЕЛИНА, доц. каф. технологии лесопромышленного производства УГЛТУ, канд. с.-х. наук, О.Г. МАСЛОВ, ООО «Цеппелин Русланд», ген. директор

Рост экологического сознания выдвигает на первое место экологические аспекты лесопользования. Воздействие лесозаготовительной техники нарушает равновесие основных компонентов экосистем, выражается в изменении структурно-механических характеристик и загрязнении почв, повреждении подроста, значительном увеличении концентрации фитотоксикантов в атмосферном воздухе на лесосеке и прилегающих территориях и т.д.

Современные условия функционирования лесопромышленных предприятий заставляют их руководителей обращать особое внимание на сортиментную заготовку, которая позволяет значительно повысить эффективность производства при максимальном сохранении и воспроизводстве природной среды, а также значительно увеличить комп-

лексную выработку, сократив тем самым затраты труда.

Разработка лесосеки системой машин «харвестер - форвардер» работает на отдаленных участках лесного фонда, позволяет полностью исключить ручной труд и может применяться при проведении как сплошных, так и несплошных рубок главного пользования, а также проходных рубок.

В качестве объекта исследования принято ООО «Красновишерск Лес».

Заготовка древесины предпри-

ятием ООО «Красновишерск Лес» ведется круглогодично, с перерывами во время весенней и осенней распутицы хар-вестерами Timberjack 1270B и форвардера-ми Timberjack 1410B. Древесина вывозится только в виде сортиментов четырех- и шестиметровой длины.

128

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

9 м

Ь Y <

1 !т п " -

Рис. 1. Схема разработки лесосек с размещением волока по границе пасеки: 1 - растущий лес; 2 - волок; 3 - харвестер; 4 - пакеты сортиментов; 5 - порубочные остатки; 6 - Форвардер

Работа системы машин в зависимости от таксационных характеристик лесосеки и рекомендованного способа рубок возможна по нескольким технологиям. Технологии отличаются возможностью сохранения компонентов лесной среды и различной производительностью харвестера, которая рассчитывается по классической формуле [2]

П =

где Тсм - продолжительность рабочей смены, с; tp - регламентированные простои (обед, заправка машин), c;

Vx - средний объем хлыста, м3; t - продолжительность цикла, с.

Выполняя основные технологические операции по заготовке сортиментов в зоне действия манипулятора, харвестер находится на «технологической» стоянке. Работа хар-вестера на стоянке включает несколько рабочих позиций.

Производительность при работе по различным технологиям определяется изменением цикла машины за счет изменения взаимного расположения рабочих позиций, возможности сочетания выполнения технологических операций, а также различных вариантов выполнения самих операций (возможность работы харвестера по полному циклу - валка, обрезка сучьев, раскряжевка, сортировка, пакетирование; в режиме валка; в режиме обрезка сучьев, раскряжевка, сортировка, пакетирование).

Технология разработки пасек при размещении волока по границе пасеки

Применяется при проведении сплошных рубок при отсутствии под пологом насаждения хвойного подроста или второго яруса. Так как при этой технологии на волоке укладывается меньший объем порубочных остатков, чем при других схемах, то требуется хорошая несущая способность грунтов.

Разработка ведется на одной полупасеке одновременно с разрубкой волока. Деревья валят на стену леса в направлении, перпендикулярном волоку. Выпиливаемые сортименты пакетируют на площади, вырубленной с предыдущего волока, сучья укладывают на волок [1].

Основным недостатком данной технологии является большая протяженность пасечных волоков, как следствие - большая площадь с поврежденным напочвенным покровом и увеличение затрат времени на переезды между рабочими позициями. Положительная сторона - наличие свободной площади для укладки сортиментов, что упрощает работу оператора харвестера на рабочей позиции и сокращает затраты времени на выбор места для укладки пакетов.

Технология разработки пасек с размещением волока на ее середине

Применяется для проведения рубок с сохранением подроста или на участках, где требуется увеличить несущую способность волока укладкой на него большего количества порубочных остатков, чем в технологии с волоком, расположенным по границе пасеки. Обе полупасеки разрабатываются одновременно с волоком.

Деревья спиливают и валят перпендикулярно волоку, но с учетом расположения групп подроста и молодняка хозяйственно ценных пород. Волок при этой технологии может быть как прямолинейным, что упрощает трелевку, так и непрямолинейным вследствие огибания харвестером куртин подроста, куртин и одиночных деревьев молодняка хозяйственно ценных пород. Ширина пасеки при этой технологии составляет два эффективных вылета манипулятора [1].

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

129

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

17 м

«U 4|>' * * Li« - i_

** Г = "ТС ! " ;Я i L -

ш I ! 2 l 344 %

Рис. 2. Схема разработки лесосек с размещением волока по середине пасеки: 1 - растущий лес; 2 - волок; 3 - харвестер; 4 - пакеты сортиментов; 5 - порубочные остатки; 6 - форвардер

Протяженность пасечных волоков меньше, чем при технологии с размещением волока по краю пасеки, и меньше затраты времени на переезды машины.

Технология работы харвестера по неполному циклу

При работе по этой технологии волоки прокладываются только на нечетных лентах, сортименты укладываются вдоль волоков.

Вначале разрубаются смежные нечетные ленты, на которых устраиваются волоки. Работа при этом ведется по полному циклу. Затем харвестер переходит на оставленную между волоками полосу леса. Перемещаясь по центру полосы таким образом, чтобы нанести минимальный ущерб лесу, харвестер осуществляет направленную валку деревьев, назначенных в рубку, под прямым углом к волоку вершиной в направлении ближайшего из волоков. Обрезка сучьев и раскряжевка поваленных деревьев осуществляется во время следующего прохода харвестера по разрубленным волокам. Обрезка сучьев производится при этом способом «за вершину», а раскряжевка хлыста после перехвата его харвестерным агрегатом - «за комель» [1].

Описанная технология позволяет хар-вестеру сосредоточить на волоке большее количество порубочных остатков, чем в технологии со вспомогательным волоком, что предпочтительнее на грунтах с недостаточной

несущей способностью. Однако затраты времени на производство сортиментов возрастут за счет увеличения числа подходов в работе с одной единицей предмета труда (дерева).

В свою очередь, вспомогательный коридор, на котором работает только харвестер, позволяет уменьшить протяженность пасечных волоков и тем самым сохранить лесную среду в большей мере нетронутой.

Технология с заездами на полупасеки

При данной технологии уширение пасеки достигается за счет заездов харвестера на полупасеки.

Технология может быть рекомендована при наличии свободного пространства и неэксплуатационных участков на полупасеках, разрозненных куртин жизнеспособного подроста и хорошей несущей способности грунтов.

Заезд на полупасеки позволяет увеличить ширину пасеки до четырех эффективных вылетов манипулятора, что создает более благоприятные условия для сохранения лесной среды и уменьшения площади лесосеки, занятой технологическими коридорами. Заезды на смежных полупасеках совмещены на половину шага примыкания, что обеспечивает досягаемость всех деревьев. Заезды при этом выполняются по дуге, что обеспечивает плавное примыкание к волоку [1]. Продолжительность цикла при этой технологи несколько увеличится.

-------------------\------------------

1 3 6 2 4 5

-Л-----

30-35 м

Рис. 3. Схема разработки лесосеки с заездами хар-вестера на полупасеки: 1 - растущий лес; 2 - волок; 3 - харвестер; 4 - пакеты сортиментов; 5 - порубочные остатки; 6 - заезд на полупасеку

130

ДЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО

Таблица

Производительность харвестера в зависимости от объема хлыста

Объем хлыста, м3 Производительность, м3

при размещении волока по середине пасеки при размещении волока по границе пасеки при работе хар-вестера в трех режимах при работе харвес-тера со вспомогательным волоком при работе харвестера с заездами на полупасеке

0,2 101,8 96,4 80,6 90,2 79,1

0,25 122,3 116,1 97,2 108,9 94,9

0,3 141,3 134,3 112,6 126,3 109,4

0,35 159,0 150,0 127,0 142,6 123,0

0,4 175,3 167,2 140,3 157,8 135,3

0,45 190,6 182,1 152,9 172,2 146,9

0,5 204,9 196,0 164,7 185,6 157,7

0,55 218,3 209,1 175,8 198,4 167,8

0,6 230,8 221,5 186,3 210,4 177,3

0,65 242,7 233,1 196,2 221,7 186,1

0,7 253,8 244,1 205,5 232,5 194,5

0,75 264,3 254,5 214,4 242,7 202,4

0,8 274,3 264,3 222,8 252,4 209,8

0,85 284,7 273,7 230,7 261,6 216,8

Рис. 4. Схема разработки лесосеки со вспомогательным коридором: 1 - путь движения харвестера; 2 - границы волока; 3 - границы ленты; 4 - пакеты сортиментов, сформированные при разрубке волока; 5 - пакеты сортиментов, сформированные при разрубке вспомогательной ленты

Технология со вспомогательным коридором

При работе по этой технологии волок прокладывается только на нечетных лентах. Такая технология позволяет уменьшить общую длину пасечных волоков на лесосеке за счет технологического коридора, на котором харвестер работает на разрубке четных лент.

Вначале разрабатываются две смежных нечетные ленты с разрубкой волоков и прилегающих полулент. Затем харвестер переходит на четную ленту, выполняя на ней работу по полному циклу. При этом опера-

тор стремится максимально сохранить подрост и оставшуюся часть древостоя, а также укладывает сортименты на максимальном удалении от машины. Этим обеспечивается доступность сортиментов для манипулятора форвардера, перемещающегося по основному волоку [1].

Объем хлыста, м3

-•-технология с размещением волока по середине пасеки

-»- технология со вспомогательным волоком

Рис. 5. График зависимости производительности харвестера от объема хлыста

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2008

131