Партнеры журнала:

Лесозаготовка

Форвардеры на лесозаготовках

Часть 2. Технологии использования погрузочно-транспортных машин на лесосечных работах

Работа погрузочно-транспортных машин на лесосеке может быть организована двумя основными способами: после валки, обрезки сучьев и раскряжевки бензопилами либо после выполнения тех же операций с помощью машин – харвестеров.

Часть 1. Классификация и особенности конструкции

Рассмотрим типовую технологическую схему разработки лесосек с использованием бензопил и форвардеров при несплошных рубках (рис. 1). Вальщики леса последовательно выполняют весь комплекс лесосечных работ: валку деревьев, обрезку сучьев и укладку на волок, разметку и раскряжевку хлыстов, подноску (подтаскивание) сортиментов в зону действия манипулятора форвардера и укладывание в пачки. Сбор, погрузка сортиментов на платформу, подвозка на верхний склад, сортировка и штабелевка производятся форвардером. В зависимости от состава и крупномерности древостоя форвардер должны обслуживать 4–6 вальщиков.

Рис. 1. Типовая технологическая схема разработки лесосеки при несплошных рубках леса с использованием бензопил и форвардеров
Рис. 1. Типовая технологическая схема разработки лесосеки при несплошных рубках леса с использованием бензопил и форвардеров: 1 – волок; 2 – порубочные остатки; 3 – вальщик леса; 4 – поваленные деревья; 5 – пачки сортиментов; 6 – деревья, оставленные на доращивание; 7 – разворотное кольцо; 8 – пень; 9 – полупасека после рубки; 10 – магистральный волок; 11 – форвардер; 12 – граница полупасеки

Разработку лесосеки начинают с вырубки погрузочного пункта, магистральных и пасечных волоков (рис. 2). Все деревья спиливаются заподлицо с поверхностью земли. Разрубку волока, как правило, выполняют один или два вальщика. Валку деревьев на волоке начинают с его ближнего конца – вдоль продольной оси, вершинами к площадке верхнего склада.

Рис. 2. Схема разработки волока
Рис. 2. Схема разработки волока: 1 – пачка сортиментов; 2 – пасечный волок; 3 – растущий лес; 4 – порубочные остатки; 5 – сортименты; 6 – разворотное кольцо; 7 – поваленное дерево; 8 – верхний лесосклад; SП – ширина пасеки

Разрубив волок на 40–50 м, вальщик приступает к обрезке сучьев и раскряжевке хлыстов. Длина отмеряется с помощью рулетки (мерной ленты). Вальщик закрепляет на срезе дерева конец рулетки и, двигаясь от комля к вершине, обрезает сучья на требуемую длину и отрезает отмеренное рулеткой бревно. Вершина и сучья остаются на месте обработки дерева. Окончив раскряжевку, вальщик приступает к окучиванию заготовленных сортиментов. Долготье откатывается к границе волока, в зону действия манипулятора. Коротье укладывается в пачки рядом с волоком, на свободные от подроста места. Пачки размещаются так, чтобы они не мешали проезду форвардера по волоку. Освобождение волока от сортиментов и их окучивание обязательны при использовании форвардера с манипулятором длиной 6,5–8 м. При вылете манипулятора более 8 м предварительное освобождение волока от сортиментов может осуществлять форвардер.

После разработки двух смежных волоков форвардер заезжает по волоку вглубь лесосеки, выезжает на смежный волок и собирает и грузит сортименты на платформу. Загружаются сортименты одной длины и одного назначения, и только при их нехватке догружаются другими сортиментами. После сбора воза форвардер доставляет сортименты на погрузочную площадку и приступает к их разгрузке и штабелевке.

По окончании транспортировки сортиментов с волоков приступают к разработке полупасек. Полупасека разрабатывается в два приема. В первый прием деревья валят на примыкающей к волоку ленте шириной 5–7 м, вершинами на волок (рис. 3). Обрезка сучьев и раскряжевка хлыстов на сортименты проводятся так же, как и на волоке. Порубочные остатки укладывают на волок. Заготовленные сортименты сортируют и окучивают в пачки. За второй прием валят деревья на остальной части полупасеки (рис. 4).

Рис. 3. Схема разработки ленты, примыкающей к волоку
Рис. 3. Схема разработки ленты, примыкающей к волоку: 1 – поваленные деревья; 2 – сортименты; 3 – порубочные остатки; 4 – пачки сортиментов; 5 – разворотное кольцо; 6 – растущий лес; 7 – пасечный волок; 8 – лента, примыкающая к волоку; 9 – верхний лесосклад; SП – ширина пасеки
Рис. 4. Схема разработки ленты, удаленной от волока
Рис. 4. Схема разработки ленты, удаленной от волока: 1 – поваленные деревья; 2 – сортименты; 3 – порубочные остатки; 4 – пачки сортиментов; 5 – разворотное кольцо; 6 – растущий лес; 7 – пасечный волок; 8 – лента, удаленная от волока; 9 – верхний лесосклад; SП – ширина пасеки

Направление валки деревьев выбирается так, чтобы не повредить оставляемые на корню деревья и обеспечить наибольшую производительность последующих операций (до минимума сократить расстояние подноски, подкатки сортиментов при окучивании). Порубочные остатки, оказавшиеся рядом с волоком, укладываются на проезжую часть, остальные оставляются на пасеке для перегнивания. Технология обрезки сучьев и раскряжевки такая же, как на волоке. Расстояние подноски сортиментов при окучивании не должно быть более 5 м. При заготовке крупных сортиментов, находящихся за пределами зоны действия манипулятора, используется следующий прием: при раскряжевке хлыста на сортименты сверху и снизу делаются подпилы в середине которых оставляют недопил шириной 2–3 см. Манипулятором форвардера хлыст подтаскивается к волоку с последовательным обламыванием сортиментов так, чтобы следующий сортимент находился в зоне действия манипулятора.

После сбора древесины, заготовленной на первой полупасеке, разрабатывается следующая полупасека. Такая последовательность диктуется необходимостью создания благоприятных условий для производительной работы вальщиков и форвардера, а также уменьшения механических повреждений оставляемых на корню деревьев.

Для обеспечения полной загрузки форвардера тракторист выборочно может догружать на платформу сортименты другой длины и иного назначения. Окончательная сортировка производится при разгрузке и штабелевке на верхнем складе.

Строительные и пиловочные бревна штабелируются верхним отрезом в сторону дороги, разбег торцев в штабеле не должен превышать 15 см. Балансы, рудстойка, дрова хвойных и лиственных пород могут укладываться в штабель вразнокомелицу. Разбег торцев в штабеле может достигать 50 см. Высота штабеля определяется параметрами манипулятора форвардера.

После окончания лесосечных работ производится доочистка делянки, оправка и освобождение подроста хвойных пород от порубочных остатков, уборка деревьев, поврежденных до степени прекращения роста.

Рассмотрим типовую технологическую схему разработки лесосек при использовании харвестера и форвардера (рис. 5).

Рис. 5. Типовая технологическая схема разработки лесосеки с использованием харвестера и форвардера
Рис. 5. Типовая технологическая схема разработки лесосеки с использованием харвестера и форвардера: 1 – магистральный волок; 2 – граница пасеки; 3 – размеченный волок (до рубки); 4 – полупасека до рубки; 5 – растущее дерево; 6 – харвестер; 7 – прорубленный волок; 8 – пень; 9 – пачка сортиментов; 10 – полупасека после рубки; 11 – порубочные остатки; 12 – сортиментовоз;

Технологический цикл заготовки сортиментов харвестером состоит из следующих приемов и движений: наводки валочно-сучкорезно-раскряжевочной головки на дерево и его зажим; срезания, сталкивания и подтаскивания дерева в зону обработки; обрезки сучьев и раскряжевки ствола.

Во время работы машина движется задним ходом. При движении машины по намеченному визиру убираются все деревья на волоках. Траектория движения может отклоняться от прямолинейной для сохранения групп подроста, а также минимальной вырубки здоровых деревьев.

За один проход по волоку проводится необходимая выборка деревьев по всей ширине полупасек. При сплошных число проходов зависит от запаса и ширины полупасек.

Оператора харвестера иногда обеспечивают бензопилой для валки и частичной раскряжевки деревьев диаметром больше указанного в технической документации на харвестер. Если число таких деревьев превышает 10% всех подлежащих валке, то к машинному звену прикрепляется вальщик леса, который дорабатывает лесосеку после прохода харвестера. Если у комплекта «бензопила + форвардер» почти нет ограничений в применении, то у машинного технологического комплекса «харвестер + форвардер», помимо ограничения по диаметру спиливаемого дерева, еще два ограничения в применении:

1. Использование харвестера не допускается в древостоях, в которых равномерно распределенный подрост 3000 шт./га. А также для валки деревьев, вокруг которых густые группы подроста. В этом случае харвестер переводится на процессорный режим работы (обрезку сучьев и раскряжевку), а валка деревьев осуществляется направленно бензопилой.

2. Использование харвестера также ограничивается, если по лесоводственным соображениям расстояние между волоками (ширина пасек) превышает двойной вылет манипулятора, то есть 16–20 м.

Колесный харвестер может сходить с волока для взятия отдельных деревьев, но в этих случаях, как правило, машинному комплексу придается вальщик (или звено вальщиков), которые, двигаясь вслед за харвестером, дорабатывают неосвоенные им площади пасек.

Выгоднее всего и с экологической, и с экономической точки зрения использовать харвестер, особенно при несплошных рубках, в следующем технологическом комплексе: комплект из 4–5 бензопил + 1 харвестер + 2 форвардера. В этом случае харвестер используется в основном на разрубке волоков и 5–7-метровой зоны вдоль них. Остальная площадь пасек осваивается бензопилами. Преимущества такого технологического комплекса следующие:

  • харвестер используется в основном на сплошной рубке, поскольку повышается его производительность;
  • харвестер работает на малом вылете, что также повышает его производительность;
  • формируя пачки сортиментов, харвестер освобождает вальщиков леса от тяжелой работы по окучиванию в сложных условиях разрубки волока и одновременно создает условия для более производительной работы форвардера;
  • обеспечивая укладку сучьев и вершин на волок, харвестер укрепляет его, в результате повышается проходимость форвардеров, снижается вероятность повреждения корней деревьев, растущих рядом с волоком, и, что особенно важно, вальщики леса освобождаются от сбора порубочных остатков для укрепления волока и больше времени уделяют основной работе;
  • освоение основной площади полупасек вальщиками леса уменьшает вероятность ошибки в выборке деревьев, а направленная валка бензопилой обеспечивает лучшую сохранность подроста.

При расстоянии между волоками 20 м на рубках ухода применяется типовая схема работы харвестера (рис. 6). При большем расстоянии между волоками и использовании малогабаритных легких харвестеров допускается их заход в пасеку (рис. 7). 

Рис. 6. Типовая схема работы харвестера при расстоянии между волоками 20 м
Рис. 6. Типовая схема работы харвестера при расстоянии между волоками 20 м
Рис. 7. Допустимая схема работы харвестера при расстоянии между волоками более 20 м
Рис. 7. Допустимая схема работы харвестера при расстоянии между волоками более 20 м

Текст:
Леонид Бухтояров, канд. техн. наук, доцент ВГЛТУ
Виталий Абрамов, канд. техн. наук, доцент ВГЛТУ
Алексей Просужих, ст. преп. УГТУ
Сергей Рудов, канд. техн. наук, ст. преп. ВАС
Игорь Григорьев, д-р техн. наук, профессор АГАТУ
Ольга Куницкая, д-р техн. наук, профессор АГАТУ

Продолжение следеут