Обоснование технологии заготовки и вывозки лесоматериалов различной длины Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

В.В. Савельев, Ю.А. Ширнин

Марийский государственный технический университет

Савельев Валерий Владимирович родился в 1944 г., окончил в 1970 г. Марийский политехнический институт, доктор технических наук, профессор Марийского государственного технического университета. Имеет более 50 печатных работ в области проектирования лесовозных автомобильных дорог и автоматизированного проектирования лесотранспорта. E-mail: lpf@marstu.net

Ширнин Юрий Александрович родился в 1946 г., окончил в 1973 г. Марийский политехнический институт, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и оборудования лесопромышленных производств Марийского государственного технического университета. Имеет более 230 печатных работ в области технологии и оборудования лесопромышленных производств. E-mail: yushirnin@rambler.ru

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАГОТОВКИ И ВЫВОЗКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЫ

Рассмотрены технологические схемы сортиментной вывозки лесоматериалов, показатели экономической эффективности сравниваемых вариантов.

Ключевые слова: лесосека, сортименты, хлысты, автопоезд, лесоматериалы, заготовка, вывозка.

Сортиментная технология заготовки и вывозки лесоматериалов находит широкое применение за рубежом. В России доминирующей остается технология, основанная на заготовке и вывозке из лесосеки хлыстов и производстве сортиментов на нижних лесопромышленных складах лесозаготовительных предприятий.

Заготовка небольших объемов лесоматериалов на малых разрозненных лесосеках и при рубках промежуточного пользования приводит к незначительной концентрации хлыстов на погрузочных пунктах и неэффективному использованию самоходных лесопогрузочных машин и оборудования нижних складов.

Цель нашего исследования - рассмотреть возможность и эффективность использования в условиях лесозаготовительного предприятия Республики Марий Эл технологии заготовки и вывозки лесоматериалов в сортиментах взамен хлыстовой. Выбор наилучшего варианта позволит уменьшить себестоимость погрузочных, транспортных, разгрузочных и нижнескладских работ.

Теоретическое обоснование и постановка задачи. По данным 2005-2006 гг., в ОАО «Суслонгерский лесокомбинат» количество лесосек с объемом заготовки 1000 м3 и более составляло 41, менее 200 м3 - 42 %. Технологическое оборудование на лесопромышленном складе использовалось неэффективно: челюстной погрузчик ПЛ-1 - на 50, установка РРУ-10 -на 56, башенный кран КБ-308 - на 21 %. Длина полухлыстов, перевозимых автопоездами «Урал-5557»+ТМЗ-802, составляла 15...17 м.

Валка деревьев бензопилой

I —

Обрубка сучьев топором

I

Структурная схема технологических процессов предприятия: а - действующий (базовый) вариант; б - проектируемые варианты

Трслсвка хлыстов ТДТ-55

I

Обрезка вершин хлыетов бензопилой «Урал»

Погрузка полухлыстов ПЛ-1

X

Вывозка полухлыстов «Урал-5557»+ТМЗ-802

I

Разгрузка автопоезда РРУ-10

I

Раскряжевка полухлыстов бензопилой ЭПЧ-3

I

Сортировка сортиментов Б-22У

I I

Штабелевка сортиментов и подача их в цех КБ-308

Валка деревьев бензопилой

I

Обрубка сучьев топором

I

Трелевка хлыстов ТДТ-55 1

Раскряжевка хлыстов бензопилой «Урал»

X

Подсортировка сортиментов Погрузка и вывозка сортиментов самозагружающимися автопоездами

1

Погрузка и вывозка сортиментов самозагружающимися автопоездами

*

Выгрузка сортиментов самозагружающимися автопоездами

1

Выгрузка сортиментов автопоездами у цеха ;

Сортировка сортиментов Б-22У

1

Штабелевка сортиментов и подача их в цех КБ-308

Существующий и проектируемые варианты технологического процесса (рис. а, б) сравнивали по эксплуатационным затратам, капитальным вложениям и приведенным затратам. Расчет выполняли для годового объема заготовки и вывозки лесоматериалов в виде хлыстов Qгод = 19,821 тыс.м .

Технологический процесс лесосечных и нижнескладских работ по проектируемым вариантам принят с небольшими изменениями (рис. б). Хлысты раскряжевывали на сортименты на верхнем лесопромышленном складе. Затем производили подсортировку сортиментов и вывозку потребителю (первый проектируемый вариант) или вывозку сортиментов с последующей подсортировкой на нижнем лесопромышленном складе (второй проектируемый вариант).

В проектируемых вариантах рассмотрены следующие составы автопоездов на вывозке сортиментов: 1) «Урал-5557»+СЗАП-83571+СФ-65С; 2) «Урал-43204»+СЗАП-83571+СФ-65С; 3) звеньевая вывозка «Урал-5557»+ +ТМЗ-802+СФ-65С и «Урал-5557»+СЗАП-83571; 4) звеньевая вывозка «Урал-43204»+ТМЗ-802+СФ-65С и «Урал-43204»+СЗАП-83571.

Анализ результатов. Затраты по операциям для базового и проектируемых вариантов технологического процесса и технико-экономические показатели использования лесовозных автопоездов приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Затраты по операциям для базового варианта технологического процесса

Операция

Сменная производительность, м3/см.

Трудозатраты, чел.-дн.

Время работы, маш.-ч

Стоимость, р./ч

Затраты, тыс. р.

Лесосечные работы

Валка деревьев 112 354 1414 64,90 91,77

Обрубка сучьев 23 862 6887 19,32 133,03

Трелевка хлыстов 53 748 2989 424,44 1262,67

Погрузка полухлыстов 200 99 792 460,20 364,5

Итого - - - - 1851,97

Вывозка полухлыстов 35 566 4528 942,82 4269,10

Нижнескладские работы

Разгрузка 200 99 792 60,44 47,87

Раскряжевка 95 417 1667 23,89 39,82

Сортировка сортиментов 95 417 1667 67,71 112,87

Штабелевка сортиментов 244 245 649 410,45 266,38

Итого - - - - 466, 94

Всего - - - - 6588,01

Примечание. Сменная производительность определена по ЕНиР при следующих показателях: средний объем хлыста 0,19 м3, средний диаметр 26 см, среднее расстояние трелевки 300 м. Расчеты выполнены по данным ОАО «Суслон-герский лесокомбинат» в ценах 2006 г.

Таблица 2

5* Расчет технико-экономических показателей использования

лесовозных автопоездов

Вариант ис- Объем Произво- Число от- Списочная Общие затраты

пользования работ, м3 дитель- работанных численность на вывозку

лесовозных ность, м3/см. машино- оборудова- лесоматериа-

автопоездов смен ния, шт. лов, тыс. р.

1 19 821 32,74 605 4 1509,24

2 19 821 32,21 615 4 2066,16

3а 8 914 25,04 356 2 682,92

3б 10 907 30,64 356 2 602,21

4а 8 868 24,63 360 2 954,63

4б 10 953 30,42 360 2 861,84

Примечание. Вариант 1 - погрузка, вывозка и выгрузка «Урал-5557»+ +СЗАП-83571+СФ-65С; 2 - погрузка, вывозка и выгрузка «Урал-43204»+СЗАП-83571+СФ-65С; 3 (звеньевая вывозка): а - погрузка, вывозка и выгрузка «Урал-5557»+ТМЗ-802+СФ-65С, б - вывозка «Урал-5557»+СЗАП-83571; 4 (звеньевая вывозка): а - погрузка, вывозка и выгрузка «Урал-43204»+ТМЗ-802+СФ-65С, б - вывозка «Урал-43204»+СЗАП-83571.

Таблица 3

Затраты по вариантам технологического процесса

Вариант Вариант Затраты по фазам работ, тыс. р.

технологического лесовозных Лесосечные Транспортные Нижне- Общие

процесса автопоездов складские

Базовый - 1851,97 4269,10 466,94 6588,01

Проектируемые:

первый 1 1809,60 1509,27 0 3318,87

2 1809,60 2066,16 0 3875,76

3 1809,60 1285,13 0 3094,73

4 1809,60 1816,47 0 3626,07

второй 1 1612,25 1509,27 379,25 3500,77

2 1612,25 2066,16 379,25 4057,66

3 1612,25 1285,13 379,25 3276,63

4 1612,25 1816,47 379,25 3807,97

Примечание. 1 - на вывозке «Урал-5557»+СЗАП-83571+СФ-65С; 2 - на вывозке «Урал-43204»+СЗАП-83571+СФ-65С; 3, 4 - звеньевая вывозка; в базовом варианте затраты на погрузку лесоматериалов включаются в затраты на лесосечные работы; в проектируемых вариантах в затраты на транспортные работы включены затраты на погрузку и разгрузку.

Результаты расчета затрат отдельно по каждой фазе работ для базового и проектируемых вариантов приведены в табл. 3. Из анализа данных таблицы видно, что общие затраты по предлагаемым вариантам составляют 47,0...61,6 % затрат базового.

Показатели экономической эффективности проектируемых вариантов технологических процессов приведены в табл. 4. Как видим, оба проектируемых варианта экономически выгоднее базового. Снижение затрат

произошло за счет уменьшения расходов на погрузку и вывозку сортиментов и нижнескладские работы. Экономически наиболее выгодным является первый вариант, обеспечивающий снижение удельных приведенных затрат соответственно на 22,8... 50,1 и 3,5... 5,3 % по сравнению с базовым и вторым проектируемым.

Из всех рассматриваемых наивыгоднейшим является вариант 3 (звеньевая вывозка «Урал-5557»+ТМЗ-802+СФ-65С и «Урал-5557»+ +СЗАП 83571). В первое время вывозка сортиментов может осуществляться автопоездами на базе автомобилей «Урал-5557». В дальнейшем возможно приобретение автомобилей «Урал-43204». При переходе к варианту 4 (звеньевая вывозка «Урал-43204»+ТМЗ-802+СФ-65С и «Урал-43204»+ +СЗАП 83571) или 2 («Урал-43204»+СЗАП-83571+СФ-65С) срок окупаемости составит соответственно 1,4 и 1,8 года.

Выводы

Результаты исследования показывают экономическую целесообразность перехода на технологический процесс заготовки и вывозки сортиментов вместо хлыстовой. При этом оборудование и способ заготовки на валке деревьев, обрубке сучьев и трелевке хлыстов не изменяются. Раскряжевка хлыстов и сортировка сортиментов выполняются на лесосеке. Погрузка, вывозка и разгрузка могут осуществляться самозагружающимися автопоездами или лесотранспортными звеньями.

В этих условиях, наряду с разработкой и внедрением новых лесозаготовительных технологий и систем машин, необходимо создать программные комплексы, обеспечивающие технико-экономическое обоснование объема и технологии заготовки и вывозки лесоматериалов различной длины, целесообразного расстояния перевозки лесоматериалов автопоездами разной комплектации. Для решения данной задачи нами разрабатываются методики, математические модели, алгоритмы и компьютерные программы.

Поступила 03.02.09

V.V. Saveljev, Yu.A. Shirnin Mari State Technical University

Justification of Logging Technology and Removal of Logs of Different Length

The technological schemes of cut-to-length logging technology and timber removal, cost efficiency indices of the compared options are considered.

Keywords: logging site, cut-to-length logs, tree-length logs, truck and trailer, timber, logging, removal.

Таблица 4

Показатели экономической эффективности

Показатели Базовый вариант Проектируемый вариант технологического процесса

первый второй

1 2 3 4 1 2 3 4

Годовой объем производства, тыс. м3 19,821 19,821 19,821 19,821 19,821 19,821 19,821 19,821 19,821

Эксплуатационные затраты:

общие, тыс. р. 6588,01 3318,87 3875,76 3094,73 3626,07 3500,77 4057,66 3276,63 3807,97

удельные, р./м3 332,38 167,44 195,54 156,13 182,94 176,81 204,93 165,49 193,32

Удельные капитальные вложения, р./м3 - 81,94 244,2 38,95 203,05 81,94 244,2 38,95 203,05

Удельные приведенные затраты, р./м3 332,38 187,93 256,59 165,87 233,7 197,3 265,98 175,23 243,08

Прибыль за счет снижения эксплуата-

ционных затрат при внедрении вы-

бранного варианта, тыс. р. - 3269,28 2712,31 3493,45 2962,05 3083,55 2526,19 3307,93 2756,31

Годовой экономический эффект, тыс. р. - 2863,14 1502,23 3300,40 1955,94 2677,42 1316,11 3114,87 1770,02

Дополнительные капитальные вложения,

тыс. р. - 1624,13 4840,29 772,03 4024,65 1624,13 4840,29 772,03 4024,65

Срок окупаемости дополнительных

капитальных вложений, лет - 0,50 1,78 0,22 1,39 0,53 1,92 0,23 1,46

Примечание. 1 - 4 - варианты использования лесовозных автопоездов.