CC BY
45
ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ВРЕМЕННЫХ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ (УСОВ)
Скрыпник В.И., Кузнецов А.В. (ПетрГУ, г. Петрозаводск, РФ)
The paper analyzes whether the construction of the primary ways to transport timber. Substantiated and refined by the method selection or construction of the road portage, depending on the conditions and factors (cost of construction, transportation, etc.).
В настоящее время проблема определения целесообразности строительства временных лесовозных дорог (усов) становится все более актуальной, так как при сортиментной заготовке сбор, трелевка, сортировка и штабелевка леса производится форвардерами (тракторами-сортиментовозами). Форвардеры на колесной базе имеют большую скорость, чем гусеничные трелевочные тракторы и, что особенно важно, трелюют сортименты в полностью погруженном положении, что исключает повреждения древесины, которые имеют место при трелевке деревьев или хлыстов в полупогруженном положении. Поэтому форвар-деры можно использовать в определенных условиях для транспортировки сортиментов на значительные расстояния.
Поиску решения этих вопросов серьезное внимание уделяли ряд известных ученых и исследователей [1, 2], однако результаты этих исследований не учитывают несколько существенных факторов, в том числе обусловленных появлением новых лесных машин и технологии разработки лесосек.
Строительство временных дорог (усов) целесообразно, когда затраты на строительство дороги, затраты на трелевку к погрузочным пунктам, находящимся внутри контура лесосеки или непосредственно прилегающим к ней, и затраты на транспортировку автопоездами до погрузочных пунктов у имеющихся дорог меньше или равны затратам на трелевку к погрузочному пункту, расположенному около уже существующей дороги и прокладке магистрального волока до него. Зависимости для определения целесообразности строительства лесовозной дороги имеют следующий вид:
C C
Q • ьд + ^ • Q + Ca • Ld • Q < Ce • Ld + • Q (1) ul u2
C • Q C • Q
+ Ca • Ld • Q - < Ce • Ld - C • Ld (2)
lll П 2
П =
П 2 =
Tp • Кв • q
К + К + tB + L0- (3)
п м p пор гр
У1 v1
Tр • Ке • q
L0 L0 L L (4)
К + tu +1„ + —+ —+ —+ — w
п м p упхор v? v2 v2
с • Т - с • т
0 > Сд тд св тд
0кр
кр - С С гм
- Ст1 + Ст2 - с • Т (5)
П п2 Са 4
где Сд - стоимость строительства 1 км лесовозной дороги, руб/км; Св -стоимость устройства 1 км магистрального трелевочного волока, руб/км; Ьд -длина дороги или волока, проложенного до лесосеки, км; Ст1 - себестоимость содержания трактора (форвардера) за смену с заработной платой тракториста при работе только на лесосеке, руб; Ст2 - себестоимость содержания трактора (форвардера) за смену с заработной платой тракториста при работе на лесосеке и за ее пределами, руб; П1 - сменная производительность трактора при трелевке к погрузочному пункту внутри контура лесосеки, м3/см; П2 - сменная производительность трактора при трелевке к погрузочному пункту около существую-
3 3
щей дороги, м /см; Qкр - критический объем древесины, м ; Са - удельная себестоимость вывозки единицы объема древесины на единицу длины пути, руб/м3км; Тр - рабочее время в смену, мин; Кв- коэффициент использования рабочего времени; q - рейсовая нагрузка , м3; Ьа - расстояние трелевки внутри контура лесосеки, м; уПор и уГр - скорость движения трактора (форвардера) соответственно без груза и с грузом на лесосеке, м/мин; у2 - скорость движения трактора (форвардера) за пределами лесосеки, м/мин; п м ^ - время погрузки, маневрирования и разгрузки, мин.
Проф. В. И. Алябьев [1] предлагает сменную производительность трелевочных машин определять следующим образом:
П =
Тр • Кв • д
^ + < (6)
у
ср
Тр • Кв • д (7)
П 2 = Р в
у
ср
где t - время простоя трактора на лесосеке и погрузочном пункте, мин; уср -
средняя скорость движения трактора, км/ч. Тогда в окончательном виде:
С - С УТр К ■ д у
0 2С т - С»- Тд ■Тр-Кв-д-Ур ( )
В формуле (8) уср принимается в км/ч, Тр в ч, остальные обозначения и
размерность те же, что в формулах (1-5).
В отличие от зависимостей (5) формула (8) не учитывает несколько существенных факторов.
1. Расстояние трелевки. Это приводит к значительным ошибкам при определении критического значения объема перевозки леса ^кр).
2. Время на набор и разгрузку воза.
3. Эксплуатационные затраты в смену (стоимость машино-смены), которые при работе форвардера только на лесосеке, и на лесосеке и за ее пределами раз-
личны. Это обусловлено тем, что во втором случае трелевка производится на значительное расстояние, вследствие чего машина большую часть времени работает на транспортных операциях, в результате чего увеличивается расход топлива в смену и амортизационные отчисления и, следовательно, эксплуатационные расходы.
4. Принимается одинаковая скорость движения по лесосеке и за ее пределами, хотя на практике эти значения будут отличаться.
Проведенные расчеты показали, что при определении критической величины Qкр по формуле (8) его значение завышено от 2 до 4 раз из-за неучета перечисленных выше факторов. Нереально транспортировать тракторами или
-5
форвардерами объемы леса более 10-15 тыс.м . Производительность тракторов при расстоянии транспортировки более 3-4 км резко падает, подстилающие грунты на магистральном волоке не выдерживают большого количества проходов машин и требуют больших затрат на содержание. Кроме того, требуется резко увеличивать парк трелевочных тракторов (форвардеров).
В работе [2] КарНИИЛПом, для этих же целей предложена следующая зависимость:
Сд - С.
=
"р Ст '¡к Са '¡а (9)
М -Т М -Т
т т а а
где Сд и Св - соответственно, стоимость строительства 1 км уса и прокладки 1 км трелевочного волока, руб/км; Ст и Са - соответственно, стоимость машино-смены трактора (форвардера) и автопоезда, руб; Мт и Ма - соответственно, грузоподъемность трактора (форвардера) и автопоезда, м3; Тт и Та - соответственно время оперативной работы трактора (форвардера) и автопоезда, мин; ^ и tа -соответственно, среднее время прохождения 1 км пути трактором (форварде-ром) и автопоездом, в обоих направлениях, мин.
Расхождения в сравнении с результатами, полученными при использовании для расчетов зависимости (6), в первом случае - в 2,3 раза, во втором - в 2,7 раза. То есть и формула (9) непригодна для практических расчетов по тем же причинам, что и формула (8).
Выводы и рекомендации
1. В настоящее время комплексы машин для сортиментной заготовки формируются, как правило, из одного харвестера, который производит валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку и форвардера работающего, как правило, только в пределах лесосеки и производящего сбор и укладку сортиментов в кузов, транспортировку к погрузочному пункту, находящемуся в пределах лесосеки, сортировку и штабелевку. В случае трелевки сортиментов на значительные расстояния за пределами лесосеки, для транспортировки сортиментов подготовленных харвестером потребуется не менее 2-х форвардеров.
2. Критическое значение Qкр определенное по формуле (5) без всяких поправок принимается при освоении лесосек, находящихся на периферии осваиваемого массива леса.
3. При определении критического объема транспортировки по транспортным путям, находящимся внутри массива леса следует учитывать и массивы
леса, которые в том же году или ближайшие 1 -2 года будут транспортироваться по этому направлению из других лесосек и, исходя из этого, определять целесообразность строительства уса.
4. Диапазон изменения значений переменных и параметров достаточно широк и позволяет определить Qкр для зимних условий, когда Сд и Св близки по своим значениям и обеспечивается повышенная скорость движения тракторов (форвардеров) по магистральному волоку за пределами лесосеки, для нормальных условий эксплуатации, а также для тяжелых природно-производственных условий, когда велики затраты на строительство уса и в значительной мере ограничена скорость движения по магистральному волоку.
5. Чем больше разница между стоимостью машино-смены при работе тракторов (форвардеров) только на лесосеке и работе на лесосеке и трелевке по магистральному волоку за пределами лесосеки, тем меньше критическое значение величины Qкр.
6. Чем больше скорость движения трактора (форвардера) при движении по магистральному волоку, тем при прочих равных условиях значение Qкр больше.
7. Чем больше разница между затратами на строительство уса и прокладку магистрального волока, тем больше значение Qкр.
Литература
1. Алябьев В. И. Оптимизация производственных процессов на лесозаготовках / В. И. Алябьев. -М.: Лесная промышленность, 1977. 232 с.
2. Цыгарова М. В. Технология и машины несплошных рубок: метод. указания / М.В. Цыгарова. - Ухта: УГТУ, 2007. - 69 с.
3. Шегельман И. Р. Вывозка леса автопоездами. Техника. Технология. Организация / И. Р. Шегельман, В. И. Скрыпник, А. В. Кузнецов, А. В. Пладов.- СПб: Издательство ПРО-ФИКС, 2008. -304 с.
