CC BY
19
9. Григорьева О.И. Особенности естественного лесовосстановления в условиях криолитозоны // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2018. Т. 6. № 4 (40). С. 25-29.
10. Rudov S., Shapiro V., Grigorev I., Kunitskaya O., Druzyanova V., Kokieva G., Filatov A., Sleptsova M., Bondarenko A., Radnaed D. Specific features of influence of propulsion plants of the wheel-tyre tractors upon the cryomorphic soils, soils, and soil grounds // International Journal of Civil Engineering and Technology. 2019. Т. 10. № 1. С. 2052-2071.
11. Rudov S.E., Voronova A.M., Chemshikova J.M., Teterevleva E.V., Kruchinin I.N., Dondokov Yu.Zh., Khaldeeva M.N., Burtseva I.A., Danilov V.V., Grigorev I.V. Theoretical approaches to logging trail network planning: increasing efficiency of forest machines and reducing their negative impact on soil and terrain // Asian Journal of Water, Environment and Pollution. 2019. Т. 16. № 4. С. 61-75.
12. Григорьев И.В., Рудов С.Е. Особенности эксплуатации колесных лесных машин в сложных почвенно-грунтовых и рельефных условиях // Forest Engineering: материалы научно-практической конференции с международным участием. 2018. С. 67-71.
13. Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьев И.В. Анализ естественного лесовозобновления в Алексеевском участковом лесничестве Республики Саха (Якутия) // Forest Engineering: материалы научно-практической конференции с международным участием. 2018. С. 72-75.
14. Гринько О.И., Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Степанова Д.И. Естественное лесовосстановление лиственницы после низовых пожаров // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: Материалы XVII Международной научно-технической конференции. 2019. С. 26-29.
15. Григорьева О.И. Влияние сильных разреживаний и удобрений на компоненты лесной экосистемы // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2006. № 13. С.157-160.
УДК 630*361.2
ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ СИСТЕМ МАШИН ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
THE EFFICIENCY OF THE SYSTEM OF TIMBER PRODUCTION
Швецова В.В. (Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург, РФ) Shvetsova V. V. (Saint Petersburg state University of architecture and civil engineering, Saint Petersburg, Russia)
Рассмотрены технические и технологические аспекты оценки и повышения эффективности работы систем машин лесозаготовительного производства по критериям экологичности, экономической и энергетической эффективности
The technical and technological aspects of evaluating and improving the efficiency of logging machine systems based on the criteria of environmental friendliness, economic and energy efficiency are considered
Ключевые слова: лесозаготовительное производство, экологическая эффективность лесопользования, системы машин
Key words: logging production, ecological efficiency of forest management, machine systems
Лесной комплекс Российской Федерации состоит из двух основных частей - лесное хозяйство и лесная промышленность, которая, в свою оче-
редь, подразделяется на лесозаготовительное производство и деревоперера-батывающую промышленность [1]. К основным функциям лесозаготовительного производства, согласно действующей нормативной базе, относятся: лесосечные работы, лесотранспортные работы, лесоскладские работы, лесовосстановительные работы [2]. На всех этих работах используются различные системы машин и механизмов, и все эти работы, в большей или меньшей степени, подвержены влиянию сезонных факторов [3]. Например, подавляющий объем лесосечных работ выполняется в теплый период года, а лесовосстановительные работы выполняются только в теплый период [4]. Основной объем вывозки заготовленной древесины также приходится на зимний период, а работы по строительству лесовозных дорог и трудозатраты на лесоскладских работах распределены по календарному году, более -менее равномерно [5]. Достаточно часто принято оценивать эффективность систем машин по отдельным видам работ - лесосечным, лесовосстанови-тельным, лесоскладским, и т.д. Однако, такой подход, очевидно, является методически не верным, т.к. не дает возможности качественно оценивать и прогнозировать результаты всего комплекса лесозаготовительных работ.
Подходов к оценке эффективности работы систем машин и технологических процессов лесозаготовительного производства достаточно много [6, 7]. Критериями оценки служат экономические показатели, экологический ущерб, объем заготовки и переработки древесины, километраж построенных лесных дорог, удельный расход топлива и энергии и т.д.
Участниками научной школы «Инновационные разработки в области лесозаготовительной промышленности и лесного хозяйства» Якутской государственной сельскохозяйственной академии предложен универсальный критерий экологической эффективности лесопользования [8], основанный на сравнении затрат энергии на получение продуктов лесопользования и их энергоемкости, по аналогии с сельскохозяйственным производством. Данная методика оценки эффективности применена также и процессам создания и эксплуатации лесных плантаций [9], которые в Российской Федерации пока не получили распространения [10]. В работе проф. О.А. Куницкой [11] показано, что экономически невыгодная низкотоварная древесина, при использовании инновационных технологий вполне может приносить прибыль, а также повышать экологическую эффективность лесозаготовительного производства, поскольку к такой древесине, прежде всего, относят мягколи-ственную и тонкомерную хвойную древесину с коротким оборотом рубки.
Считая первой фазой лесозаготовительного производства лесосечные работы можно утверждать, что вопрос оптимальности выбора машин и технологических процессов является краеугольным камнем эффективности работы всей дальнейшей технологической цепочки.
В последние годы в России начинает преобладать машинная заготовка древесины, основанная на использовании двух принципиально отличных систем машин. Первая - предусматривает получение сортиментов у пня (скандинавская технология) при помощи харвестера (валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины) и их последующую трелевку на погрузочный пункт при помощи форвардера. Вторая - предусматривает получение сор-
тиментов на верхнем складе (канадская технология), в этом случае работает три машины - валочно-пакетирующая, скиддер (трактор с пачковым захватом), и процессор (сучкорезно-раскряжевочная машина). Но при малообъемных лесозаготовках, в условиях, когда лесосечный фонд сильно дефраг-ментирован, и состоит из небольших по площади и запасу лесосек, эти системы машин могут заменяться одномашинными комплексами, соответственно, для скандинавской технологии - это харвардер (валочно-сучкорезно-раскряжевочно-трелевочная машина), для канадской технологии - это ВТПМ (валочно-трелевочно-процессорная машина).
С точки зрения удельной энергоемкости кубометра заготовленной древесины системы машин, основанные на механизированной заготовке (при помощи бензиномоторных пил) предпочтительнее [12], но при этом существенное уменьшение доли заготовки древесины при помощи ручных моторных инструментов вызвано как социальными факторами - практически полным отсутствием желающих работать вальщиками леса, так и экономическими - затраты на амортизацию современных лесозаготовительных комплексов и оплату труда двух-четырех операторов зачастую меньше, нежели затраты на конкурентоспособную оплату труда и социальные отчисления большого количества вальщиков, их помощников, чокеровщиков, и т.д., при прочих равных условиях.
Следует также иметь ввиду, что действующие Правила лесовосстанов-ления во многом ориентируют лесопользователей на искусственное последующее лесовосстановление [13]. При этом большая часть затрат этого процесса приходится на подготовку вырубок к посадке сеянцев или саженцев. Трудоемкость подготовки напрямую зависит от состояния вырубки после проведения лесосечных работ. А это состояние зависит от используемых на лесосечных работах машин и механизмов и принятого технологического процесса, вкупе с оптимальным расположением трелевочных волоков.
Самые значительные затраты лесозаготовительного производства в России приходятся на лесотранспортные работы, которые предусматривают строительство лесовозных дорог и транспортировку по ним заготовленной древесины. Отечественные лесозаготовительные компании, в стремлении снизить операционные затраты, часто экономят на таких первичных путях транспорта леса как лесовозные усы. При этом подвозку заготовленных сортиментов по бездорожью осуществляют при помощи мощных форвардеров. Однако, при этом не делается оценка общей эффективности хотя бы двух смежных процессов - лесосечных и лесотранспортных работ. Да, затраты на лесотранспортные работы существенно сокращаются, как в плане снижения затрат на дорожное строительство, так и в плане транспортировки заготовленной древесины лесовозами по дорогам далеко не лучшего качества -усам и веткам. Но при этом значительно снижается эффективность фазы лесосечных работ, поскольку, во-первых, при больших расстояниях транспортировки (трелевка и подвозка) резко снижается производительность форвар-деров, и, зачастую, приходится приобретать еще один (чтобы обеспечить производительность на трелевке равную производительности харвестера), во-вторых, при больших расстояниях транспортировки нужен тяжелый фор-
вардер с большой грузоподъемностью, а он наносит существенный вред лесным почвогрунтам, а значит трудозатраты на следующей смежной фазе -лесовосстановительных работах возрастут, а их эффективность снизится.
Отсутствие в России практики выращивания древесного сырья на лесных плантациях приводит к постоянному росту плеча вывозки заготовленной древесины из естественных лесов. Это привело к развитию нового вида лесопромышленных складов - лесных терминалов, во многом похожих по принципу построения на склады типа 4 НС. На них производится первичная обработка заготовленной древесины - получение пиломатериалов, и даже твердого биотоплива. Это позволяет повысить коэффициент полнодревесно-сти воза древесины при ее вывозке на стационарные лесопромышленные склады. Такая технология сейчас активно пропагандируется, но при этом авторы публикаций зачастую забывают указать, что КПД приводов от двигателей внутреннего сгорания меньше, чем приводы стационарных машин от электродвигателей. В результате общей картины эффективности лесозаготовительного процесса не складывается.
Список использованных источников
1. Мохирев А.П., Позднякова М.О., Куницкая О.А., Григорьев И.В. Факторы доступности древесных ресурсов: анализ влияния на ключевые критерии // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 1 (37). С. 110-115.
2. Тамби А.А., Морковина С.С., Григорьев И.В., Григорьев В.И. Развитие циркулярной экономики в России: рынок биотоплива // Лесотехнический журнал. 2019. Т. 9. № 4 (36). С. 173-185.
3. Рудов С.Е., Шапиро В.Я., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьева О.И. Вариационный метод расчета параметров взаимодействия трелевочной системы с массивом мерзлых и оттаивающих почвогрунтов // Системы. Методы. Технологии. 2019. № 1 (41). С. 68-77.
4. Воронов Р.В., Марков О.Б., Григорьев И.В., Давтян А.Б. Математическая модель модульного принципа подбора системы машин для создания и эксплуатации лесных плантаций // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. 2019. № 5 (371). С. 125-134.
5. Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Sushkov S.I., Kruchinin I.N., Grigorev I.V., Nikiforov A.A., Pilnik Y.N., Teppoev A.V., Lavrov M., Timokhova O.M. Enhancing quality of road pavements through adhésion improvement // Journal of the Balkan Tribological Association. 2019. Т. 25. № 3. С. 678-694.
6. Григорьев И.В., Куницкая О.А., Рудов С.Е., Давтян А.Б. Пути повышения эффективности работы лесных машин // Энергия: экономика, техника, экология. 2020, № 1. С. 55-63
7. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Чураков А.А. Эффективные технологии и системы машин для малообъёмных заготовок древесины // Энергия: экономика, техника, экология. 2018. № 2. С. 61-66.
8. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Никифорова А.И., Куницкая О.А. Обоснование методики оценки экологической эффективности лесопользования // Вестник Крас-ГАУ. 2012. № 6 (69). С. 72-77.
9. Вагвелди А., Фехер Ш., Хорват Б., Коман С., Ковач Г., Сабо Л., Цупи И., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Данилов Д., Куницкая О.А., Криваш Е. Выращивание и эксплуатация лесных плантаций. Ужгород: University of West Hungary Press, 2016. - 132 с.
10. Григорьев И.В., Григорьева О.И., Вернер Н.Н. Системы машин для создания и эксплуатации лесных плантаций // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2017. Т. 5. № 5 (31). С. 438-443.
11. Куницкая О.А. Перспективные технологии переработки низкотоварной древесины // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2018. Т. 6. № 4 (40). С. 173-177.
12. Гончаров А.В., Григорьев И.В., Куницкая О.А., Григорьев М.Ф. Основные ошибки вальщиков, приводящие к выходу из строя бензиномоторных пил // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2018. № 10. С. 17-21.
13. Григорьев И.В., Григорьева О.И. Комментарии к правилам ухода за лесами 2018 года // Леспроминформ. 2018. № 1(131). С. 56-61.
УДК 630.31
РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ МАШИН «ХАРВЕСТЕР+ФОРВАРДЕР» ПО РАЗЛИЧНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СХЕМАМ
RESULTS OF MONITORING THE EFFICIENCY OF THE
HARVESTER+FORWARDER MACHINE SYSTEM USING VARIOUS
TECHNOLOGICAL SCHEMES
Ширнин Ю.А., Гайсин И.Г., Рыганова С.Г., Гатауллин А.Р.
(Поволжский государственный технологический университет,
г. Йошкар-Ола, РФ)
Shirnin Y.A., Gaisin I.G., Ryganova S.G., Gataullin A.R. (Volga State University of Technology)
Представлены результаты наблюдения за работой системы машин «харве-стер+форвардер». В ходе проведения производственного эксперимента определены вероятностные продолжительности обработки одного дерева харвестером и погрузки группы сортиментов форвардером, при трех различных схем работы. Установлена целесообразная схема работы системы машин.
The results of monitoring the operation of the harvester+forwarder machine system are presented. In the course of the production experiment, the probabilistic durations of processing one tree with a harvester and loading a group of sorts with a forwarder were determined, with three different work schemes. A reasonable scheme of operation of the machine system has been established.
Ключевые слова: харвестер, форвардер, хронометражные наблюдения, продолжительность обработки
Key words: harvester, forwarder, time of observation, processing time
Актуальность темы. На территории Российской Федерации преобладающей технологией лесосечных работ является заготовка лесоматериалов с вывозкой сортиментов, на долю которой приходится 74%. Преимущественно в реализации этой технологии используется система машин «харве-стер+форвардер». Важным фактором оценки эксплуатации этой системы машин является время выполнения операций технологического процесса [1, 2].
