лесосечные работы

кивается на полуприцеп автопоезда при помощи лебедки, установленной за кабиной машины (рис. 3.21, в);

-с погрузкой при помощи гидроманипулятора (гидрокрана) – автопоезда такого типа могут выполняться в виде хлыстовозов или сортиментовозов (рис. 3.21, г, д), причем у сортиментовозов гидроманипулятор может устанавливаться как непосредственно за кабиной машины, так и на корме машины, что позволяет обслуживать и лесовоз и

прицеп при наименьшем требуемом вылете манипулятора. Основными требованиями предъявляемыми к машинам и механиз-

мам используемым на погрузке древесины на лесовозный транспорт являются: приспособленность к работе с крупногабаритными грузами; возможность набора пачки как с площадки, так и из штабеля; возможность подъема и подтаскивания груза к месту укладки; достаточная грузоподъемность, равная или кратная грузоподъемности подвижного состава; минимальные затраты на монтаж и демонтаж; обязательное обеспечение требований техники безопасности и сохранности подвижного состава при выполнении работ.

Из перечисленных выше погрузочных машин и механизмов, в настоящее время, наиболее распространены мобильные челюстные погрузчики перекидного типа и самопогружающиеся лесовозные автопоезда с гидроманипуляторами.

Из всех перечисленных видов мобильных челюстных погрузчиков наибольшее распространение получили погрузчики перекидного типа, поскольку конструкция их технологического оборудования позволяет свести к минимуму требуемые маневры машин при выполнении погрузки, что, в свою очередь, сокращает расходы на подготовку погрузочных площадок, особенно на слабых грунтах. Погрузчики фронтального и поворотного типов нашли применение на нижних складах в качестве лесоштабелеров и разгрузчиков лесовозного транспорта, а также на вспомогательных внутрицеховых операциях.

Для погрузки древесины рассредоточенной в небольших количествах вдоль лесовозных дорог были последовательно созданы различного типа самопогружающиеся лесовозные автопоезда, из которых к настоящему времени применяются только автомобили с гидроманипуляторами (гидрокранами), это связано с существенными недостатками автопоездов с канатно-блочной системой и контейнерной загрузкой, которые, в основном, заключаются в следующем: не устраняют ручную прицепку груза, имеют продолжительный цикл погрузки, а автопоезда с контейнерной погрузкой, помимо перечисленного, требуют дополнительных механизмов для загрузки и разгрузки контейнера.

101

Рис. 3.21. Погрузочные машины: а — челюстной погрузчик перекидного типа ЛТ-65Б; б — автопоезд с боковой самопогрузкой; в — самопогружающийся контейнерный автопоезд; г — самопогружающийся автопоезд с гидроманипулятором — хлыстовоз; д — самопогружающийся автопоезд с гидроманипулятором — сортиментовоз

Однако, автопоезда оборудованные гидроманипуляторами, также имеют существенный недостаток, связанный с массой погрузочного обо-

102

рудования – установка гидроманипулятора уменьшает полезную грузоподъемность автопоезда и приводят к дополнительным расходам топлива как в грузовом, так и в холостом направлениях, поэтому использование таких автопоездов целесообразно при вывозке древесины с небольших лесосек при малых плечах вывозки.

Техническая производительность погрузчиков перекидного типа при работе из запаса превышает 400 м3 в смену, однако для достижения таких результатов необходима правильная и четкая организация их работы.

Штабеля запаса должны укладываться глубиной не более 35 м, а в случае укладки и отгрузки хлыстов их комли должны быть ориентированы в сторону вывозки.

Организационные формы работы лесопогрузчиков могут быть различными. В отдельных случаях наиболее целесообразно закреплять погрузчики за автоколоннами, т.е. при изменении маршрута вывозки меняется место работы погрузчиков, например, при организации сквозной лесозаготовительной бригады. В других случаях удобнее закрепить погрузчик за лесопунктом, т.е. погрузчик последовательно производит погрузку на всех лесосеках данного лесопункта – погрузчик работает в качестве функционального звена. Однако при всех формах организации труда должны соблюдаться два условия: при работе нескольких автопогрузчиков на одной погрузочной площадке очередь автопоездов к ним должна быть общей; при работе погрузчиков должен быть запас древесины.

Расчетная часовая производительность лесопогрузочных средств (Пч) определяется по формуле:

где: Vп.с – вместимость подвижного состава, м3; φ1 – коэффициент использования грузоподъемности подвижного состава (0,7…0,8); t1 – время подготовки подвижного состава к погрузке, с (120…240); t2 – время погрузки , с (определяется при помощи хронометражных наблюдений); М1

– грузоподъемность лесопогрузчика, м3; φ2 – коэффициент использования грузоподъемности лесопогрузчика (0,6…0,8); t3 – время оправки и крепления пакета после погрузки, с (180…300).

103

3.8.Очистка лесосек

3.8.1.Общие положения

Очистка лесосек – это заключительная операция лесосечных работ, в установленном порядке выполняемая при рубках леса.

Основные цели очистки лесосек органами лесного хозяйства определяются следующим образом: создание необходимых условий для успешного возобновления и роста древесных пород; предупреждение возникновения на местах рубок пожаров, развития болезней, размножения вредителей.

Различают следующие способы очистки лесосек:

•сбор порубочных остатков в кучи или валы с оставлением их на перегнивание;

•измельчение порубочных остатков на отрезки длиной 0,5 – 1,0 м и разбрасывание по территории лесосеки с обязательным приземлением;

•сбор порубочных остатков в кучи или валы с последующим их сжиганием;

•укладка порубочных остатков на трелевочные волока с последующим примятием трактором;

•«сплошной пал» - сжигание порубочных остатков по всей территории лесосеки без их предварительного сбора - по современным лесоводственным требованиям и санитарным правилам запрещен;

•сбор и вывоз порубочных остатков с последующим использованием для строительства лесовозных дорог, получения технологической или топливной щепы, а также изготовления товаров народного потребления.

Очистка лесосек производится исходя из лесоводственных требований и имеет следующие основные задачи:

Противопожарная. Во многих странах эта роль считается главной. Особенно там, где лесные пожары были причиной уничтожения не только лесов но и городов. Так в 1894 году в США из-за лесных пожаров сгорели 6 городов.

От степени захламленности лесосеки зависят высота и скорость огня, а также вероятность перехода пожара в верховой на соседних участках леса. Скорость огня на неочищенной лесосеке увеличивается в 2…3 раза, высота огня от 20…30см до 1,5…2,0 м, а затраты на тушение в 5 раз и более.

Лучший способ очистки лесосек для противопожарных целей – сжигание порубочных остатков в кучах в пожаробезопасный период. При таком способе лесосеку огораживают минерализованной полосой

104

шириной 1,5…2м, а затем такими же полосами разбивают ее на участки шириной до 15 га. Сжигание следует начинать с периферии вырубки, укладывая кучи порубочных остатков на значительном расстоянии от семенников и подроста. Не следует сочетать укладку со сжиганием - сначала нужно уложить кучи, а затем сжечь. Сжигают кучи поочередно избегая не только сухой но и ветреной погоды. В опасный период рекомендуется засыпка сгоревших куч землей.

Лесопатологическая. Порубочные остатки на лесосеке могут быть очагом усиленного размножения насекомых ксилофагов и грибных болезней, которые переносятся на соседние участки леса. Хорошей мерой борьбы с вредителями и болезнями леса считается сжигание порубочных остатков. По санитарным правилам порубочные остатки могут использоваться как ловчие деревья, со сжиганием их до вылета насекомых весной или в начале лета.

Всвязи с тем, что насекомые ксилофаги могут гнездиться в коре пней и корневых лап в районах подверженных таким лесопатологическим поражениям приходится производить их окорку. Эту трудоемкую операцию можно заменить укладкой куч порубочных остатков на пни с последующим их сжиганием.

При сильном размножении лесных патологий приходится производить корчевку пней, хотя в последствии это может приводить к эрозии и обеднению почв.

Всвязи с тем, что сжигание порубочных остатков является трудоемкой операцией, для содействия естественному лесовозобновлению на сухих и тяжелых сырых почвах и при наличии большого количества подроста допускается применение других способов очистки с соблюдением санитарных правил. При сборе порубочных остатков в кучи или валы толстые ветви (5см и более) укладываются вниз, а сверху засыпаются плотным слоем тонких ветвей при толщине этого слоя не менее 80см.

Содействие естественному лесовозобновлению. Помимо сжигания и разбрасывания золы по территории лесосеки с точки зрения содействия естественному лесовозобновлению полезным признается также измельчение разбрасывание и приземление порубочных остатков. Наряду со сбором порубочных в кучи их измельчение и разбрасывание по лесосеке позволяет защитить подрост от резких перепадов температуры, выжимания корней и пересыхания. В скандинавских странах распространена технология разбрасывания по лесосеке щепы полученной из порубочных остатков при помощи мобильных рубильных машин, что способствует скорейшему перегниванию и удобрению почвы, иногда в разбрасываемую щепу добавляются удобрения.

Помимо вышеперечисленных задач очистка лесосек, проводимая одновременно с лесозаготовительными работами облегчает валку и тре-

105

левку, обеспечивает свободное перемещение машин и персонала по лесосеке, что в свою очередь уменьшает трудоемкость работ и увеличивает их безопасность.

Укладка порубочных остатков на волока позволяет увеличить их работоспособность, а также уменьшить отрицательные экологические воздействия трелевочных систем в виде уплотнения почвы и повреждения корней оставляемых на корню деревьев и подроста.

Утилизация порубочных остатков на изготовление полезной продукции или получение тепловой энергии считается наиболее прогрессивным направлением технологического процесса, предусматривающим полное использование всей фитомассы дерева. Однако современная лесоводственная наука считает необходимым оставлять часть порубочных остатков на лесосеке во избежание обеднения почв. Особенно вредным удаление порубочных остатков с территории лесосеки считается на глубоких песчаных почвах склонных к образованию сыпучих песков.

3.8.2. Определение объема лесосечных отходов

Объем древесных отходов на лесосеке зависит от объема заготовки, времени года, породного состава древостоя и пр.

Наибольшую долю от стволовой древесины составляет крона. Ее размеры и объемы зависят от породы и возраста деревьев, запаса леса на гектаре, диаметра и бонитета леса. Средний объем кроны от объема ствола может быть принят: для ели – 18, сосны – 14, березы – 6, осины 8%. Доля хвороста, оставляемого на лесосеке, достигает 11% от объема вывезенной древесины, валежника и обломков стволов – от 3 до 6,6%, вершинок – 1,5, пней – 3, корней: ели – 16,5, сосны – 11,5, осины – 13%. Соотношение между основными элементами фитомассы деревьев некоторых пород России, % от общего объема приведены в таблице 3.9.

Таблица 3.9 Соотношение между основными элементами биомассы деревьев некото-

рых пород России, % от общего объема

Средневзвешенные нормативы отходов лесозаготовок в виде вершин, сучьев, веток и отходов раскряжевки для каждого пункта их кон-

106

центрации в м3 на 1000 м3 заготовляемой древесины определяется по формуле:

где: ai – доля древесины i- той породы в формуле породного состава лесонасаждений; bi – норматив образования данного вида отхода i-той породы,%; К- количество пород деревьев; Сi – нормативы поступления элементов кроны для каждой породы дерева в пункт трелевки с учетом потерь при валке, формировании пакета, трелевке (см. табл. 3.10).

Таблица 3.10 Потери элементов кроны в процессе лесозаготовок (% от массы кроны)

Потери элементов кроны в процессе лесозаготовок завися от принятой технологии лесосечных работ, системы машин.

3.8.3. Техника и технология очистки лесосек

Сбор порубочных остатков может осуществляться как вручную, так и при помощи специализированных машин называемых подборщиками.

Сбор порубочных остатков вручную осуществляется при:

• несплошных рубках;

107

•сплошных рубках с обязательным сохранением равномерно распределенного подроста;

•на небольших лесосеках, где применение специальных подборщиков,

с учетом их перебазировок не целесообразно.

Затраты на очистку лесосек существенно сокращаются если технологический процесс лесозаготовок предусматривает вывозку леса деревьями, или очистку деревьев от сучьев на верхнем складе. Это позволяет сконцентрировать основную часть порубочных остатков в одном месте. Вместе с тем, даже при использовании благоприятных технологических процессов, очистку лесосек всю равно приходится производить в связи с тем, что при валке и трелевке деревьев значительное число сучьев, а иногда и тонкомерных деревьев и пасынков обламывается (особенно в зимнее время).

Подборщики предназначены для очистки вырубленных лесосек от порубочных остатков, а также могут применяться для минерализации почвы в целях создания благоприятных условий для естественного лесовозобновления и образования защитных минерализованных полос (вокруг склада ТСМ, при сжигании порубочных остатков и пр.).

Подборщик представляет собой трелевочный трактор, оснащенный специальным оборудованием для сбора сучьев, вершин, валежа и других лесосечных отходов в условиях нераскорчеванных вырубок при наличии пней затрудняющих его передвижение по лесосеке.

По технологическому признаку машины для очистки лесосек делятся на:

•для сбора сучьев, веток и других мелких остатков в валы или кучи с оставлением их на площади лесосек;

•для сбора вершин, валежа и стволовой древесины с их последующей погрузкой и вывозкой с очищаемых лесосек.

По конструкции подборщики подразделяются (рис. 3.22):

•с грабельным или челюстным собирающим органом;

•с навесным или прицепным оборудованием;

•с механическим или гидравлическим приводом собирающего органа;

•с передним или задним (по отношению к трактору) расположением собирающего органа;

•с базированием на трелевочных тракторах или тракторах общего на-

значения.

Для механизированной транспортировки порубочных остатков впервые применили специальную сетку, изготовленную из стальных канатов. Сучья укладывались по всей длине сетки высотой до 1,5…1,7 м. Затем сетка с сучьями завертывалась при помощи лебедки трактора и в таком виде производилась транспортировка. При разгрузке один конец

108

сетки отцепляли; сетка разворачивалась при движении трактора - сучья оказывались на земле. При таком способе сбор порубочных остатков производился вручную.

Рис. 3.22. Классификация машин для очистки лесосек

Затем было сконструировано устройство для механизированного сбора порубочных остатков (рис. 3.23), которое было выполнено в виде трала с двумя тетивами, натягиваемыми двумя тракторами и снабженными собирателями, которые изготовлены из отрезков канатов, образующих трехгранную призму. Рычаг прикреплен шарнирно к накидной скобе, охватывающей подшипниковое кольцо с зацепами, жестко закрепленное на тетиве трала. При работе устройства передняя приводная тетива, изготовленная из круглозвенной цепи, совершала вращательное движение по ходу трактора, таким образом цепь, катящаяся по всему фронту между тракторами, легко преодолевала препятствия и подбира-

109

ла остатки древесины, пропуская их через себя. Отходы накапливались на несущих органах трала.

Применение этого устройства было связано с определенными затруднениями: для натягивания трала необходимо два трактора, сложна конструкция самого трала.

Рис. 3.23. Устройство для механизированного сбора порубочных остатков; 1, 2 - тракторы; 3 - реверсивная коробка лебедки; 4 - приводная передняя тетива; 5 - канатные отрезки верхней тетивы; 6 - подшипниковое кольцо; 7 - холостой вертлюг

В дальнейшем, был сконструирован подборщик, представляющий собой съемное навесное устройство к чокерному трелевочному трактору (рис. 3.24). На щите трактора закреплена качающаяся рама, на которой свободно перемешается каретка с зубьями-захватами. Для подъема каретки используется лебедка трактора. Рабочий орган подборщика являлся выносным.

110