3507

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ТЕХНОЛОГИЯ И МАШИНЫ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 250401 – Лесоинженерное дело

Воронеж 2005

3

УДК 630*362 Пошарников Ф.В. Технология и машины лесосечных работ. Методические

указания к курсовому проекту для студентов специальности 250401 – Лесоинженерное дело. / Ф.В. Пошарников, И.А. Сидельников, Л.В. Копытина; Воронеж, 2005 – 47 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

5

ВВЕДЕНИЕ

При выполнении курсового проекта по дисциплине «Технология и машины лесосечных работ» перед студентами специальности 250301 ставятся цели: закрепить теоретические знания, полученные при изучении дисциплины и приобрести практические навыки принятия технологических и организационных решений для заданных природно-производственных условий с использованием методической и нормативно-справочной документации, а также современных методов расчета и средств вычислительной техники.

Для достижения поставленной цели каждый студент в соответствии с индивидуальным заданием и материалами, собранными в период учебнопроизводственной практики, должен разработать наиболее эффективный технологический процесс лесосечных работ, обосновав его соответствующими расчетами с обязательным использованием программного обеспечения ЭВМ, тем самым доказав, что предложенный вариант является наилучшим из всех возможных.

В методических указаниях излагаются требования к структуре, содержанию и оформлению графической части курсового проекта; приводятся рекомендации по решению отдельных вопросов к обоснованию базы данных для расчетов и принимаемых решений.

Оформление курсового проекта выполняется с требованиями, изложенными в источнике [4], а его объем должен составлять 30-40 страниц рукописного текста.

При выполнении расчетов в расшифровках и формулах необходимо обосновывать значения величин, принимаемых в расчетах, со ссылками на источники, откуда взяты эти значения.

После проверки руководителя, проект защищается в комиссии. На защите студент кратко излагает цель проекта, его содержание и выводы, отвечает на вопросы. При оценке проекта учитывается качество его выполнения, оформление, содержание доклада и ответы студента на поставленные вопросы.

6

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Пояснения к содержанию проекта

Курсовой проект является комплексной самостоятельной студенческой работой, включающей в себя решение взаимосвязанных задач, максимально приближенных к реальным производственным условиям. Это позволяет осуществить постепенный переход от решения чисто учебных задач (на лабора- торно-практических занятиях) к задачам, которые возникают перед выпускником вуза в его практической деятельности в конкретном предприятии и включены в банк квалификационных комплексных заданий для оценки качества выпускаемых специалистов.

Исходя из этих представлений и поставленной цели, в состав курсового проекта включены вопросы:

а) оценки природно-производственных условий в районе проектирования, включая таксационные характеристики лесосечного фонда, рельеф, поч- венно-грунтовые и гидрологические условия, климат и т.п., т.е. показатели, характеризующие предмет труда и окружающую среду на лесосеке с позиции возможности использования того или иного технологического оборудования;

б) обоснования размеров лесосек с учетом лесохозяйственных требований и проектирование лесосечного фонда на расчетный год;

в) выбора альтернативных вариантов технологии и организации лесосечных работ с учетом экологических требований на основе рекомендаций, изложенных в учебно-методической литературе и инструктивнометодической документации, действующей в отраслях лесного комплекса;

г) обоснования режимов выполнения отдельных операций и схем разработки лесосек;

д) выбора форм организации труда на лесосечных работах, состава и структуры производственных единиц;

е) определения трудозатрат на выполнение подготовительных, основных, вспомогательных и заключительных работ на лесосеке;

ж) определения производительности ЛЗМ для выбранных вариантов технологического процесса;

з) определения технико-экономических показателей принятого варианта технологического процесса;

и)составления технологической карты в виде схемы на разработку лесосек;

к) анализа результатов проектирования путем составления их с действующими нормативами или показателями, достигнутыми в передовых предприятиях отраслей лесного комплекса.

1.2 Выбор исходных данных и их анализ

Исходные данные на курсовое проектирование выбирается согласно методическим указаниям [2] по двум последним номерам зачетной книжки. Согласно указанному там [2] (району, региону) проектирования студент из

7

МУ [6] выписывает основные таксационные и природно-производственные его характеристики с одновременным кратким их анализом. Например:

а) средний диаметр хлыста – 0,43 м3, а это значит, что в таких лесонасаждениях могут работать лесозаготовительные машины, созданные на базе трелевочного трактора ТТ-4, или ЛТ-157;

б) почвенно-грунтовые условия относятся к III категории, что соответствует их низкой несущей способности во весь период летней заготовки и предопределяет в это время использовать только лесозаготовительные машины на гусеничном ходу;

в) зимний период для района проектирования длится 8 месяцев, поэтому основной объем заготовки должен выполняться именно в это время, соответствующей лесозаготовительной техникой, что также будет способствовать соблюдению экологических требований.

Так, нужно выполнить анализ по каждому пункту, выписываемых из [6] исходных данных. В конце студент должен выписать оттуда же рекомендуемые для района проектирования технологические процессы, без какихлибо комментариев, которые он выполнит в последующих работах.

1.3 Расчет характеристик годичного лесосечного фонда

Лесосечный фонд, предназначенный к рубке на определенный год работы ЛЗП, состоит из набора лесосек, отведенных лесозаготовительными предприятиями в соответствии с правилами отпуска леса на корню.

С точки зрения лесозаготовителя лесной фонд должен обеспечить выполнение планового задания ЛЗП по объему и сортиментам, а также обеспечить нормальную работу предприятия как в летний, так и в зимний периоды и в периоды распутицы. Площадь годичного лесосечного фонда Sr опреде-

ляют в зависимости от годового задания лесозаготовок Qr предприятия с учетом объема лесозаготовок от рубок промежуточного пользованияQn :

где Qгл – годовой объем лесозаготовок по рубкам главного пользования. Годовой объем заготовки Qr принимается согласно варианту задания. Потребную площадь лесосечного фонда определяют как

При сплошных рубках

при несплошных рубках

где Qгаг , Qгап – соответственно ликвидные запасы леса на 1 га по главному

и промежуточному пользованию, м3/га;

c – коэффициент, учитывающий интенсивность прореживания древостоев при рубке промежуточного пользования, принимается исходя из вида рубок по заданию.

Дальше необходимо обосновать размеры лесосек, отвечающие лесоводственным требованиям для соответствующей зоны лесов [7]. В первую очередь определяют годовую площадь расчетной лесосеки из следующего выражения:

где Sp.л. – площадь расчетной лесосеки;

Sл.ф. – площадь, покрытая лесом, отведенная в лесосечный фонд (брать

среднюю для района проектирования); Тр – возраст (оборот) рубки, лет – возраст древостоя, когда он из при-

спевающего переходит в спелый (для заданного состава).

Расчетная лесосека не должна допускать истощения лесов, но не должна также способствовать накоплению запасов спелых и перестойных насаждений. Таким образом, расчетная лесосека является оптимальной нормой ежегодной рубки, которая не должна превышать величины годичного прироста. Поэтому размеры лесосек увязывают также со сроками примыкания лесосек, чтобы способствовать возобновлению леса на вырубаемых площадях. Этот сток в зависимости от пород и групп лесов устанавливают в пределах 1…6 лет. Соответственно, столько же лет не разрабатываю рядом расположенную лесосеку. Данный срок устанавливается для того, чтобы от стены леса шло возобновление.

Приведенные сведения по выбору размеров лесосеки основаны на лесоводственных требованиях, которые увязывают с возможностью последующего полного и качественного лесовосстановления.

Наряду с этим, размеры лесосек должны увязываться с технологией их разработки, которая должна быть наиболее эффективной.

Рассмотрим правильность выбора размеров лесосек с этих позиций. Как указывалось ранее, лесосеки разрабатывают несколько бригад, со-

ставляющих мастерский участок. Выгодна разработка с наибольшей концентрацией производства – до 100…120 тыс. м3 в год на I мастерский участок. В этом случае обеспечиваются более высокий технический уровень и экономическая эффективность лесосечных работ. При этом необходимо учитывать, что в этом случае можно лучше образовать быт рабочих, квалифицированное

9

техническое руководство и техническое обслуживание, удельные затраты на которые тем ниже, чем больше концентрация. Однако здесь тоже есть ограничения.

Как показывает опыт, оперативно можно осуществлять руководство мастерским участком в составе 20…35 человек. При большем составе трудно повседневно руководить работой бригад, проводить инструктаж, контролировать соблюдение установленной технологии и правил техники безопасности.

Кроме того, известно, размеры лесосеки влияют на число перебазировок мастерских участков и, соответственно, на трудозатраты на подготовительных работах, которые будут учтены ниже.

Таким образом, исходя из района проектирования, обычно глубина лесосеки при сплошных рубках устанавливается с учетом размеров квартальной сети, но не более 2000 м, а в лесах I группы – не более 1000 м.

Значение ширины лесосеки в зависимости от группы лесов [5] принимается равным 1000, 500, 250 или 100 м.

Размеры лесосек при несплошных рубках устанавливают в соответствии с требованием по проведению постепенных и выборочных рубок каждого вида.

Необходимое для лесозаготовок количество лесосек определяется как

где Sл – площадь лесосеки, определяемая через ее размеры.

1.4Обоснование режима работы ЛЗП

Кпоказателям, характеризующим режим работы предприятия, относят количество рабочих дней в году, число смен работы в сутки по фазам производства, продолжительность рабочей недели и смены.

Количество выходных и праздничных дней определяется по календарю на проектируемый год.

Количество нерабочих дней в году по климатическим условиям устанавливается с учетом природно-производственных условий, но не более 3-4 рабочих дней. На лесосечных работах и на транспорте это в основном дни весенне-осенней распутицы, когда затруднена доставка рабочих на лесосеку

ивывозка древесины на нижний склад.

Количество рабочих дней в году рассчитывается путем вычитания из календарных дней выходных и нерабочих дней и дней простоя по климатическим условиям.

На лесосеке и транспорте рекомендуется работать в 1 смену при механизированном способе и в 2-3 – машинном.

После заполнения таблицы 1 на основании приведенных в ней данных рассчитывается суточное и сменное производственные задания по всем фазам производства.

10

Таблица 1 Календарный график работы ЛЗП при выполнении лесосечных работ

где Qr – годовой грузооборот предприятия, м3 (из задания); N pg – число рабочих дней в году.

11

2 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ТЕХНОЛОГИИ И СИСТЕМЫ МАШИН

Состав операций на лесосечных работах и их трудоемкость зависят от общего технологического процесса лесозаготовок и, в первую очередь, от вида вывозимого древесного сырья. Заготовленную на лесосеке древесину можно вывозить потребителями или на нижний склад сортиментами; хлыстами (полухлыстами); деревьями или в виде технологической щепы.

Возможны следующие четыре типа технологических процессов лесосечных работ.

Технологическим процессом 1-го типа предусматривается заготовка на лесосеке деревьев и погрузка их на лесовозный транспорт. Разновидностью этого технологического процесса может быть процесс, предусматривающий заготовку сортиментов и комлевой части деревьев и технологической щепы из вершинной части и сучьев. Такая технология лесосечных работ будет эффективна при разработке тонкомерных насаждений (объем хлыста 0,14…0,17 м3).

По технологическому процессу 2-го типа на лесосеке устанавливаются хлысты, которые затем возят на лесовозный транспорт для доставки на нижний склад.

Разновидностью этого технологического процесса является процесс, по которому из высококачественных деревьев заготавливаются хлысты, а из тонкомерных, низкокачественных деревьев и сучьев, – технологическая щепа.

Технологическим процессом 3-го типа предусматривается заготовка на лесосеке деревьев и погрузка их на лесовозный транспорт. Он является наиболее ресурсосберегающим, так как позволяет рационально и полно использовать всю древесную массу.

По технологическому процессу 4-го типа на лесосеке заготавливают из целых деревьев технологическую щепу и отгружают непосредственно потребителям.

В зависимости от состава операций на лесосечных работах, последовательности и места их выполнения (на лесосеке или верхнем складе) в каждом типе технологического процесса возможно несколько вариантов.

Вариант технологического процесса лесосечных работ зависит в основном от почвенно-грунтовых условий, наличия на лесосеке жизнеспособного подроста хозяйственно ценных пород и его размеров, крупности насаждений и определяется местом выполнения таких операций, как очистка деревьев от сучьев и раскряжевка хлыстов.

Возможные варианты в каждом типе технологического процесса в зависимости от состава операций на лесосечных работах, последовательности и места их выполнения приведены ниже:

1ТП − С1KС − В + Т + ОС + Р + СШ + П ;