CC BY
6
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛЕСОСЕЧНЫХ МАШИН НА ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ
Ермичев В.А., Заикин А.Н., Курбатова Н.Б. (РФ, г. Брянск, БГИТА)
Methods of reduction and definition of volumes harmful influences of machines for preparation of a wood on an environment.
Состояние атмосферного воздуха, от которого зависят климат и биосфера Земли, является определяющим фактором для жизни человека, существования животного и растительного мира, а также для плодородия почвы. Наряду с промышленными предприятиями источником загрязнения являются лесозаготовительные машины и оборудование. В нашей стране выбросы в атмосферу твердых частиц тракторами не нормируются и не контролируются. Токсичность твердых частиц, содержащихся в отработанных газах дизельных двигателей, значительно выше, чем в выбросах промышленных предприятий, поэтому вредные выбросы тракторов следует признать достаточно опасными.
Наряду с выбросами загрязняющих веществ с отработанными газами двигателей лесозаготовительных машин существуют и выбросы жидкостей (минеральных масел) из гидросистем этих машин, а также повышенный шум от работающих двигателей. По некоторым данным, эти выбросы почти вдвое превышают потребности для заправки баков. В худшем случае разовая утечка может составить несколько десятков литров на несколько квадратных метров почвенного покрова лесосеки [1]. Кроме этого вредное воздействие оказывает ходовая часть машин, разрушая почвенный покров. Помимо уплотнения почвы, ее повреждения могут быть обусловлены буксованием машин, что вызывает срез верхнего слоя. Такие повреждения чаще всего встречаются при использовании машин с механическими трансмиссиями. Современные лесные машины имеют гидростатическую трансмиссию, что снижает уровень возникновения подобного рода воздействий на почвы особенно у харвестеров и форвардеров.
Факторы, влияющие на степень воздействия машин на лесные экосистемы, можно разделить на четыре основные группы:
- природно-климатические; организационные; технологические; конструктивные.
Первая группа факторов является неуправляемой и обусловлена природой. К ней относятся климатические факторы (время года, температура воздуха, количество осадков и влажность почвы), параметры древостоя (размеры деревьев, их возраст, распределение по площади), рельеф местности и почвенно-грунтовые условия.
Остальные три управляемые. Наиболее изученными являются технические факторы. Немаловажный интерес представляют организационные и технологические факторы.
Анализ работы лесосечных машин показал, что подобрать численность машин в комплекте так, чтобы их объемы выработки на всех операциях были
одинаковые, практически невозможно. Несбалансированность объемов выработки, как известно, приводит к простоям наиболее производительных машин и снижению общего объема их выработки. Общий объем выработки такого комплекта машин зачастую бывает равен минимальному объему выработки машин на одной из операций, составляющих комплект.
Требуется так организовать процесс, чтобы общий объем выработки всего комплекта машин был бы равен или близок к максимальному объему выработки машин на одной из операций.
Данное условие может быть реализовано за счет сбалансированности объемов выработки машин на смежных операциях. Сбалансированность может быть обеспечена совершенствованием организации пополнения и выработки объемов межоперационных запасов, необходимых в конкретных производственных условиях и поддержания запасов на требуемом уровне путем маневрирования численностью или сменностью работы машин на отдельных операциях. Т.е. на операциях с объемом выработки меньшим, чем Отах. следует на определенное, рассчитанное для конкретных условий время, подключать резервную машину или на это время увеличить сменность работы на этой операции одной или нескольких машин.
Нами проведены исследования по организации работы лесосечных машин на основе рассчитанных на ЭВМ режимов их функционирования. Эти исследования показали, что поддержание оперативных запасов на определенном для конкретных условий уровне, с учетом подключения дополнительных машин на отстающих операциях, дает возможность увеличить объем выработки комплекта машин, а, следовательно, уменьшить число дней работы машин на лесосеке [2].
В результате сокращения продолжительности разработки лесосеки снижается вредное воздействие лесосечных машин на окружающую среду: объем вредных выбросов в атмосферу с выхлопными газами; вредное воздействие на почвенный покров, особенно в весенний период; шумовое воздействие и др.
Снижение объема вредных выбросов можно рассчитать по формуле:
V =Ъа .. • N .. • п.. • Д • Т • к..,
1 е)г ]1 эв см ]г '
где qsji - удельный объем выбросов каждого б- того элемента, мг/ч ]-тым типом машин на ьтой операции; Ые - мощность двигателя j-той машины ьтой операции, кВт; п^ - количество работающих машин j-того типа на ьтой операции; Дэв- число дней, на которое сокращается время разработки лесосеки; к^ -коэффициент сменности работы машин j-того типа на ьой операции; Тсм - продолжительность смены, ч.
Число дней, на которое сократиться продолжительность разработки лесосеки за счет маневрирования численностью или сменностью работы лесосечных машин будет определяться разницей в числе дней работы лесосечных машин при условии минимальной и максимальной выработки комплекта машин на каждой конкретной лесосеке
Дэв = Дро- Дрд,
где Дро и Дрд число дней разработки лесосеки, соответственно, при минимальной и максимальной выработки комплекта.
Число дней разработки лесосеки при условии минимальной выработки комплекта можно определить по формуле:
д ,
р° ТО
yQmin
K
где Qz - запас древесины на лесосеке, м3; У Qmin - суммарный минималь-
k=1
ный объем выработки комплекта машин за весь срок разработки лесосеки:
K K
У Q _ у П
У^min - У см min к , k=1 k=1
где Псм min к - минимальная сменная выработка комплекта машин за k -тый месяц.
Число дней разработки лесосеки при условии максимальной выработки комплекта можно определить по формуле:
д =_Q^
У(1 '
Qmax
К
где У Qmax - суммарный максимальный объем выработки комплекта ма-
к=1
шин за весь срок разработки лесосеки:
К K
у Q - у П ,
max = у см тахк>
к=1 k=1
где Псм max к - максимальная сменная выработка комплекта машин за k - тый месяц.
Сокращение времени разработки лесосеки предлагается проводить за счет маневрирования численностью или сменностью работы лесосечных машин. Следовательно, во время их работы будут дополнительно производиться выбросы вредных веществ в атмосферу. Величина этих выбросов будет определяться по аналогичной формуле, но для дополнительных машин, то есть
V(д) = Уа . • N(d)ей • n(д) • Д(д) • Т • k
es ^ Sil elJ il гЛ n см
(д)
^еЧ П Д Т см к }1
где - мощность двигателя дополнительной машины ]-того типа на 1 -той операции ; п^) - количество (как правило, одна) дополнительных машин _]-
того типа на ьтой операции; Др) - число дней работы дополнительных машин
]-того типа на ьтой операции, определяется по методике [2]; ) - коэффициент
сменности работы (как правило, =1) дополнительных машин ]-того типа на ьтой операции.
Тогда абсолютное уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу каждого отдельного Б-того элемента может быть рассчитано по формуле:
V ( «) = V _ V O)
es es es •
При разработке зимних лесосек желательно работы заканчивать до начала интенсивного таяния снега. Предлагаемая нами методика расчета режимов работы лесосечных машин, как показывают производственные исследования и исследования на модели, позволяют значительно сократить продолжительность разработки лесосеки. Заранее проанализировать возможные варианты, своевременно начать и закончить разработку каждой конкретной лесосеки.
Размер площадей лесных почв сохраненных от разрушения, будет зависеть от количества дней, на которое уменьшится время разработки лесосеки, дневного объема выработки комплекта лесосечных машин и среднего запаса на одном гектаре.
q • д
С г^см max гЛ эв ту Sc =--Кэв ,
s ср
-5
где Осмтах - сменный объем выработки комплекта машин, м ;
Дэв - число дней, на которое сокращается время разработки лесосеки;
-5
gc;p - средний запас древесины, м /га ;
Кэв - коэффициент использования сэкономленного времени.
При разработке летних лесосек есть возможность компенсировать возможные простои машин из-за затянувшихся дождей, обеспечить соответствующее увеличение объемов выработки машин на каждой операции отдельным комплектом машин. Такая организация работы позволяет эксплуатировать лесосечные машины в более сухой период времени, что значительно снижает вредное воздействие их на почвенный покров.
Литература
1. Климов О.Г. Влияние выбросов лесохозяйственных тракторов на состояние экологии. Лесное хозяйство 2003, №1, с 46-47.
2. Заикин А.Н. Технология лесозаготовок (Часть 1. Управление межоперационными запасами, расчет режимов работы машин и технико-экономических показателей): Учебное пособие.- Брянск: БГИТА, 2001.- 80с.
