Технологические процессы основных работ при разработке труднодоступных лесосек


Лекция №4

Основные выводы по главе 1

По результатам представленного выше обзора литературных источников можно сделать следующие основные выводы:

1 Наиболее распространенной в настоящее время технологией лесосечных работ является хлыстовая (более 85%), которая включает в себя три технологических процесса (см. табл. 1.1).

2 Наиболее энергоемкой и экологически опасной операцией указанных технологических процессов является трелевка лесоматериалов (хлыстов, полухлыстов или деревьев) в полупогруженном или полуподвешенном положении, за комли или вершины, поскольку в свете экономических и природно-производственных условий машинная заготовка леса, на ближайшую перспективу будет менее выгодна в РФ, нежели механизированная.

3 Наиболее распространенным в настоящее время, на ближайшую обозримую перспективу, видом первичного транспорта леса для работы по хлыстовой технологии являются гусеничные трелевочные тракторы, оборудованные скользящим канатночокерным оборудованием, бесчокерным оборудованием или пачковым захватом.

4 Основными факторами отрицательного воздействия лесозаготовительной техники и технологии на лесную среду является переуплотнение лесных почвогрунтов и повреждение (разрушение) подроста и ключевых местообитаний и местоположений (ключевых биотопов).

5 Воздействие техники на лесные почвогрунты может быть как положительным, так и отрицательным.

6 Технология работы без сохранения подроста (но с сохранением ключевых биотопов) может быть весьма перспективной с точки зрения повышения экономической и экологической эффективности сплошных рубок главного пользования лесом. И, в перспективе, ее внедрение будет способствовать упрощению прохождения лесозаготовительными организациями процессов экосертификации и эколебелинга.__

 

 

 

Известно, что основным способом повышения экономической эффективности проведения лесосечных работ является внедрение специализированных лесозаготовительных машин, способных выполнять валку деревьев и ряд смежных технологических операций. Однако в условиях труднодоступных лесосек наиболее предпочтительной будет механизированная валка деревьев (при помощи бензиномоторных пил). Это связано с тем, что по расчетам отечественных экономистов и технологов бензиномоторные пилы в ближайшие два десятилетия будут экономически выгодны на лесозаготовках в РФ. Кроме того, вальщик с бензиномоторной пилой наносит лесной среде меньший вред, чем лесозаготовительная машина. Эти тезисы особенно актуальны для рассматриваемых природно-производственных условий, поскольку машины способные работать на крутых склонах стоят значительно больше обычных, предназначенных для работы в равнинных условиях, а также в связи с тем, что лесная экосистема крутых склонов холмисто-грядовых рельефов значительно ранимее равнинных. При механизированной заготовке леса могут использоваться как универсальные (с низким расположением рукоятей), так и специализированные (с высоким расположением рукоятей) бензиномоторные пилы. Следует отметить, что с точки зрения эргономики процесса в обычных условиях предпочтительной представляется компоновка специализированных пил, называемых также ≪пилы для валки леса в равнинных условиях≫. Очевидно, что при значительных уклонах местности, в условиях холмисто-грядовых рельефов наиболее предпочтительным будет использование уни-версальных бензиномоторных пил. Наиболее предпочтительной технологической схемой разработки труднодоступных лесосек представляется технологии, разработанная учеными Тихоокеанского государственного университета, с использованием минитракторов и самоходной канатной трелевочной установки, состоит из двух технологических цепочек – это трелевка, которая осуществляется мини трелевочными тракторами и транспортировка, которая ведется по принципу замкнутой канатной магистрали (ЗКМ). (Рис. 5.1)

В качестве мини трелевочных тракторов, в зависимости от древостоя и времени года, могут применяться тракторы на колесном (рис. 5.2) или гусеничном ходу (5.3), которые осуществляют трелевку леса к замкнутой канатной магистрали, образуя промежуточные перегрузочные пункты. Рисунок 1.1. Система машин для равнинных условий.

1- тяговая лебедка на базе автомобиля Урал или Камаз, 2- мини трелевочные трак-

тора, 3- замкнутая канатная магистраль, 4- промежуточные перегрузочные пункты, 5-

транспортируемые пачки древесины, 6- основной разгрузочный пункт Рис. 5.2 Мини трелевочный трактор на колесном ходу Рис. 5.3. Мини трелевочный трактор на гусеничном ходу

Деревья, произрастающие на склоне, как правило, имеют стволы с небольшим наклоном к подошве, а кроны – одностороннее развитие. Следовательно, центр тяжести ствола и кроны смещен от середины к подошве склона. Валка такого дерева не в сторону его природного наклона может привести к развороту ствола в момент падения и стать причиной несчастного случая. Поэтому на склонах деревья часто валят вершиной вниз по склону. Угол падения дерева на склоне значительно больше, чем на равнине, а

это в свою очередь приводит к тому, что деревья, приобретая большую кинетическую энергию при свободном падении, ломаются и скользят вниз к подошве склона. Чтобы сберечь древесину от поломки, опытные вальщики производят валку деревьев под разными углами к подошве склона. Такая практика валки деревьев требует других соотношений между диаметром дерева, глубиной подпила и его формой. Кроме того, при валке деревьев на склоне приходится определять предельно допускаемую крутизну склона, на которой, исходя из условий нормального положения вальщика, можно делать подпил дерева. Так, для одного и того же склона, но для разных диаметров деревьев необходима разная высота подпила, например, на склоне крутизной 40°, для дерева диаметром 30 см высота подпила состав-ляет 0,55 м, а для дерева d= 140 см высота подпила - 135 см. Для того, чтобы спилить дерево d=0,6 м на склоне крутизной 100, необходимо подпилить его на высоте 0,3 м, а на склоне крутизной 34° подпил должен быть сделан на высоте 0,7 м, т.е. Высоту подпила необходимо увеличить в 2-3 раза.

Для диаметров деревьев менее 0,3м высота подпила выразится:h g dtgá n 0 = 10 + , (5.1)

где: hn - высота подпила; d - диаметр дерева на высоте груди; α - крутизна склона; g0 - коэффициент формы комля дерева, который зависит от породы и места произрастания. Ель, лиственница, дуб- 1,4; сосна, кедр, бук- 1,25. Для деревьев диаметром более 0,3 м:

Известно, что вальщик не теряет устойчивость на склоне при высоте подпила до 0,7-0,8 м. Если эту высоту подпила принять за базовую, рис.4.2, то деревья диаметром более 1,2 м можно валить на склонах до 14°, деревья диаметром до 0,9 м можно валить на склонах крутизной до 24° и деревья диаметром до 60 см можно валить на склонах до 40°. В зоне с высотой подпила более 1,0 м, начиная с крутизны склона 25°,валка деревьев диаметром более 1,2 м должна быть запрещена. Таким образом, при существующих механизмах, применяемых на валке леса в условиях холмисто-грядовых рельефов, в зависимости от крутизны склона не все деревья могут быть свалены с соблюдением правил техники безопасности и технологии лесозаготовок. Следует особое внимание уделить устойчивости вальщика на склоне в момент подпила дерева, для чего его необходимо снабдить специальной обувью с шипами, защитными очками, до минимума уменьшить массу пилы. Особое значение в пересеченной местности приобретает выбор направления валки деревьев. На склонах крутизной до 15° направление валки обычно определяется способом транспортного освоения лесосеки, наклоном дерева и другими факторами. По мере увеличения угла наклона местности валка деревьев как верх, так и вниз по склону становится неприемлемой.

При валке вверх по склону, рис. 5.5, положение I, угол ε = 180°, значительно увеличивается опасность для вальщика, так как нет твердой уверенности в том, что дерево при падении упрется торцом комля в пень и небудет скользить по поверхности грунта в направлении, где обычно находится вальщик. Перемещение упавшего дерева по склону наблюдается при валке деревьев, имеющих развитую крону с крупными сучьями. При падении такого дерева комель, отрываясь от пня, приподнимается и увлекает за собой остальную часть дерева вниз по склону. Скольжение дерева вниз по склону при валке его вершиной в гору может происходить также при неправильно проведенном подпиле или при падении ствола на какой-либо возвышающийся предмет (пень, ствол

упавшего дерева, крупный камень), а также на возвышенность рельефа. При валке дерева вниз по склону, рис. 5.5, положение II, ε=0°, его ствол и крона описывают большую дугу, вследствие чего значительно увеличивается кинетическая энергия падающего дерева. После падения дере-во перемещается вниз по склону, иногда на значительное расстояние, нередко с отломом вершины и трещиной ствола. Деревья же крупных размеров нередко разбиваются на отдельные части. Хотя особой опасности от падающего дерева для вальщика при таком направлении валки нет, подобный способ валки также нельзя признать рациональным из-за значительных потерь древесины.

Рис. 5.4 Ограничение валки деревьев на склоне по подпилу (спиливанию) в зависимости от крутизны склона и диаметра дерева Не следует выполнять валку деревьев и в направлении вверх по склону под некоторым углом, рис. 5.5, положения VII, VIII; 90°<ε< 180°, так как нет никаких преимуществ по сравнению с валкой вверх по склону, рис.5.5 положение I, этот способ не дает. Наиболее рациональной, с позиций безопасного ведения работ и сохранения древесины, следует считать валку поперек склона, рис. 5.5, положения III, IV; ε=90°. Однако при таком направлении валки деревьев от рабочего требуется особое умение управлять направлением падения дерева. Валка крупных деревьев поперек склона опасна. Наиболее приемлемой при работе на уклонах крутизной более 15°следует признать направление валки вниз по склону и под некоторым углом, рис. 5.5, положения V, VI; 0°<ε<900. Угол ε между направлением уклона и направлением падения дерева должен изменяться в зависимости от величины дерева и его наклона к подошве склона: чем меньше наклон и вес дерева, тем больше должен быть ε. При валке деревьев в пересеченной местности вниз по склону подпил обычно выполняется на несколько большую, чем обычно, глубину (в сред-нем на 1/3 d), то есть так же, как для деревьев с попутным наклоном ствола в равнинной местности. В условиях крутых склонов холмисто-грядовых рельефов, которые характеризуются большой шириной, но небольшой протяженностью склонов, наиболее предпочтительным направлением валки будет валка поперек склона, т.е. положения III и IV или близкие к ним. Это объясняется тем, что деревья растущие недалеко от подошвы или вершины склона не могут быть повалены вдоль склона из-за их вероятного разрушения. При большой протяженности склона (около 100 м) и равномерном расположении деревьев к указанной категории будет относится около 50%. Как уже отмечалось ранее операции очистки деревьев от сучьев и раскряжевки могут выполняться на лесосеке (у пня) и на верхнем складе. В условиях, когда поверхность лесосеки имеет значительные уклоны перед проведением этих операций, по требованиям безопасности, дерево необходимо закрепить для предотвращения его самопроизвольного перемещения. Это серьезно уменьшит производительность вальщика, поэтому наиболее целесообразным представляется перенос операций очистки деревьев от сучьев и раскряжевки на верхний склад, это также позволит сконцентрировать порубочные остатки и использовать их для укрепления временных путей транспорта леса. Рис. 5.5 Направление валки деревьев на склонах и направления коридоров отхода. Цифры I-VIII обозначают различные положения деревьев

при валке; подготовка рабочего мета вальщика: б) в холмистой местности при валке дерева на возвышение; в) в холмистой местности при валке по-__

 

Литература

1. Матвейко А.П. Технология и машины лесосечных и лесовосстановительных работ. – Минск: Высшая школа. 1975 г. 520 с.

2. Матвейко А.П., Федоренчик А.С. Технология и машины лесосечных

работ. – Минск: УП ≪Технопринт≫, 2002 г. 480 с.

3. Кочегаров В.Г., Бит Ю.А., Меньшиков В.Н. Технология и машин лесосечных работ. – М.: Лесная промышленность. 1990 г. 387 с.

4. И.В. Григорьев, А.И. Жукова, О.И. Григорьева, Иванов

СРЕДОЩАДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ЛЕСОСЕК В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНАРОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 2008г. 174с