CC BY
26
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Таким образом, вероятность пропуска порубочных остатков на интервале длиной Ak-* + Ak+* равна вероятности выброса вниз за уровень yk - h
p(a / в)=rim < y - h)}.
Вероятность пропуска порубочных остатков на интервале длиной l будет определяться зависимостью
P(A / вк) = lP[t,(x) < y - h)} / (Ak-* + Ak+*). (9) Подставляя найденные значения P(Bk) и P(A/Bk) из формул (6) и (9) в (8), устремляя dy к нулю и переходя к пределу, получим
P( A) = } P( B)
Р{$(x) < (У -h)}
A-* +A
+*
dy. (10)
Вероятность минерализации расчищенной полосы определится по формуле полной вероятности
P(A)=Y,P(Bk) p( A / Bk), (11)
k=l
гдеР^^^ - вероятность минерализации полосы при условии, что отвал находится на уровне yk.
Вероятность P(Bk) определяется по формуле (6). Пусть отвал находится на уровне yk е [yk,yk + dy]. Минерализация возможна, когда поверхность вырубки выше ножа отвала, т.е. £(x) > y
P( Ai / Bk ) =
lp{^( x) > yk }
A -+A+
(12)
Подставляя в формулу (11) найденные значения вероятностей (6) и (12), устремляя dy к нулю и переходя к пределу, получим
lP\Ux)<(y)}
p( A)=J p( B) -
A-+A+
-dy.
Для D = 16 см2, f0 = 0,35 1/м, a = 0,2 1/м, l = 3 м и h = 5 см построены графики зависимости вероятности пропуска порубочных остатков и вероятности минерализации почвы от ширины опорного устройства b (рис. 4).
Таким образом, определены зависимости качественных показателей работы оборудования для расчистки вырубок от его параметров: длины отвала и ширины опорного устройства. Предложенная методика может быть расширена на оборудование в виде опорного устройства с зубьями.
Библиографический список
1. Прохоров, Ю.В. Теория вероятностей. Основные понятия. Предельные теоремы. Случайные процессы: справочник. / Ю.В. Прохоров, Ю.А. Розанов. - М.: Наука, 1987. - 400 с.
2. Гойденко, А.А. Об определении характеристик микропрофилей вырубок. / А.А. Гойденко, А.Ф. Алябьев // Изв. высш. учеб. заведений. Лесной журнал. - 1989. - № 2. - C. 119-120.
ИССЛЕДОВАНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ СХЕМ РАЗМЕЩЕНИЯ ВОЛОКОВ На ЛЕСОСЕКЕ При СОрТИМЕНТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАГОТОВКИ ЛЕСА
М.А. ПИСКУНОВ, доц. каф. технологии и оборудования лесного комплекса ПетрГУ, канд. техн. наук,
А.М. ВОРОНОВА, асп. каф. прикладной математики и кибернетики ПетрГУ
[email protected] схемы разрабатывались в период доминирования на лесозаготовках хлыстовой технологии, и одним из основных принципов их построения является то, что в процессе трелевки хлыстов или деревьев трелевочный трактор должен совершать преимущественно прямолинейные проходы и сокращать до минимума количество поворотов при трелевке пачки.
Невысокая маневренность при трелевке хлыстов определяла и требования к хо-
При рассмотрении схем размещения волоков на лесосеке традиционно оперируют некоторым набором типовых схем: параллельная с магистральным волоком и без него; перпендикулярная или под углом к магистральному волоку; диагональная; радиальная с магистральным волоком и без него. Этот набор хорошо знаком и приводится практически во всех учебных пособиях и монографиях, посвященных технологии лесосечных работ. Эти
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
77
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
довым системам трелевочных тракторов. На трелевке в нашей стране преимущественно применялись гусеничные трактора, обладающие лучшей проходимостью, способные осуществлять движение в режиме многократных проходов по одному следу в условиях избыточного увлажнения грунта. Для показателей проходимости колесной техники при работе на слабых грунтах многократные проходы по одному следу - более значимый фактор.
В определенный момент стали появляться научные работы, которые прямым или косвенным образом указывали на то, что в соответствии с тенденциями развития лесных машин и технологий лесозаготовок целесообразно отказываться от жестких требований обязательного использования типовых схем волоков. В качестве таковой отметим работу [1]. Это подкрепляется и практикой, когда фактические схемы волоков в итоге значительно отличаются от схем, которые заранее планируются по известным принципам.
Развитие сортиментной технологии, главным образом трелевочных тракторов-форвардеров, укрепило эти позиции. Фор-вардеры как более маневренные машины способны осуществлять несколько поворотов в процессе движения к верхнему складу. Поэтому лесопромышленники отходят от непременного условия использования только типовых схем.
Использование типовых схем ограничено крайне узкой областью природно-производственных факторов. Оно целесообразно, если рельеф в границах всей лесосеки не имеет колебаний высот или эти колебания незначительны; если в границах лесосеки состояние почво-грунта характеризуется одинаковыми свойствами по всей площади (одинаковая несущая способность грунта; на лесосеке нет участков с избыточным увлажнением); нет ключевых биотопов на лесосеке, которые требуется сохранять по требованиям лесной сертификации. В большинстве случаев на лесосеках существуют различные участки, которые влияют на схему волоков; фактические схемы имеют более тесную связь с характеристиками лесосеки, причем существует тенденция учета все более мелких дета-
лей в процессе проектирования транспортной сети лесосеки.
Целью данной работы является исследование реальных схем волоков на лесосеках при сортиментной технологии. При этом учитывается вид схемы волоков при мозаичности почво-грунта на лесосеке, наличие переувлажненных участков и распределение проходов трактора по длине волока, как сильно могут изменяться фактические схемы по отношению к первоначальным схемам, какие изменения вносят природно-производственные особенности лесосеки в схему волоков.
Методика и результаты
Исследования проводились в лесозаготовительном предприятии ОАО «Оло-нецлес» (Республика Карелия) для лесосек, расположенных в Мегрозерском и Михайловском лесничествах. Данное предприятие на лесосечных работах использует сортиментную технологию. Используется две системы машин: харвестер + форвардер; вальщики-сортиментщики + форвардер. На заготовке леса используются машины с колесным движителем. Предприятие обладает сертификатом системы добровольной лесной сертификации FSC.
В ходе исследования рассматривались лесосеки, назначаемые в рубку в соответствии с производственным планом, но исключались те лесосеки, рельеф которых в значительной степени влиял на конфигурацию схемы волоков. Это осуществлялось с целью определения влияния на схему волоков других факторов, главным образом мозаичности свойств грунта в границах лесосеки.
Составление схемы волоков осуществлялось следующим образом:
- предварительно мастер леса заполнял технологическую карту, где составлялась схема волоков без подробного учета особенностей каждой лесосеки;
- далее осуществлялся обход каждой делянки. Супервайзер определял наличие и расположение влажных участков; объектов, которые могут быть отнесены к ключевым биотопам; других мест, которые могут повлиять на движение трелевочных тракторов.
78
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Рисунок. Схема размещения волоков: а) предварительная, б) скорректированная после детального изучения лесосеки
К осмотру делянок привлекались операторы лесозаготовительных машин. Операторы на основании своего опыта также выделяли наиболее проблемные участки лесосеки;
- предварительная схема волоков, составленная мастером, корректировалась на основе полученных данных подробного осмотра лесосеки. В соответствии с этой схемой осуществлялась заготовка леса.
На рисунке представлены примеры схем волоков: предварительная и скорректированная для делянки №23, расположенной в квартале №53 Мегрозерского лесничества. Показано расположение наиболее проблемных участков и то, как они повлияли на фактическую схему волоков.
Аналогичным образом был исследован ряд лесосек, схемы волоков скорректированы на основе детального изучения лесосеки, и уже эти схемы являлись действительными, по которым осуществлялись лесосечные работы. Схемы волоков на всех лесосеках, которые подвергались изучению, были скорректированы. Общее количество лесосек, участвовавших в исследованиях, составило 20. Наиболее показательные схемы представлены в таблице.
На данном предприятии практика детального изучения лесосеки и составление с помощью полученных данных подробной
транспортной сети является обязательной. Если корректировка схем не происходит, то на практике при наличии труднопроходимых участков лесозаготовительные машины направляются по тем участкам, по которым наиболее удобно осуществлять трелевку по личному мнению оператора. Как правило, в этом случае, площадь поврежденной части лесосеки увеличивается; кроме этого не обращается внимания на ключевые биотопы.
Как показали исследования, фактические схемы волоков обладают ветвистой формой и значительно отличаются от типовых схем. Полученные данные позволяют предложить классификацию схем волоков по степени ветвистости. В качестве параметра классификации предлагается использовать максимальное количество поворотов, которое совершает трелевочный трактор при движении к погрузочному пункту в полностью погруженном состоянии, причем это количество поворотов должно быть неизбежным, то есть нельзя проехать, не совершив определенное количество поворотов. Если трелевочный трактор совершает в процессе разработки лесосеки при всех проходах в полностью погруженном состоянии не более 1 поворота, то схема волоков первого порядка; два поворота - второго порядка и т. д. На рисунке скорректированная схема относится к схемам четвер-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
79
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Таблица
Предварительные и скорректированные схемы волоков
80
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2011
