5.4.2 Механизированная заготовка леса.

Основные работы на лесосеке при валке деревьев бензопилами начинаются с разрубки волоков. При технологии с валкой деревьев бензопилами наибольшее распространение имеет метод узких лент, основная задача которого – сохранение подроста. Ширина пасеки принимается равной средней высоте древостоя. Деревья валят вершинами на волок. После перехода вальщика на другую пасеку на расстояние более 50м производят обрубку сучьев.

Обязательным условием правильной разработки лесосек является валка деревьев в заданном направлении. Это направление устанавливается в технологической карте в зависимости от способа разработки лесосеки.

Правильная валка деревьев имеет большое значение и для обеспечения безопасности занятых на лесосеке рабочих, а также и для сохранения подроста.

Валка деревьев диаметром до 36см, имеющих наклон ствола, обратный направлению валки, менее 5°, осуществляется в заданном направлении без затруднений. Деревья диаметром более 36см при наклоне до 5°, не совпадающем с направлением валки, валят с применением валки с рычагом или же гидроклина. Деревья диаметром более 60см, если угол их наклона превышает 5°, валят в сторону наклона, применяя гидроклин.

Затруднения при валке создает встречный ветер, когда сила его превышает 5 баллов (скорость 3,4... 5,2 м/с). В ветреные дни опытные вальщики для устранения этой помехи переходят обычно в пасеки, направление валки в которых совпадает с направлением ветра.

Необходимым элементом работы при валке дерева является подготовка рабочего места, заключающаяся в расчистке или утаптывании снега вокруг дерева, срезании кустарника, сухих ветвей и подлеска, которые могут помешать работе при валке или препятствовать отходу вальщика при падении дерева. Если глубина снега превышает 50 см, его убирают вокруг дерева и на отходных дорожках. Перед валкой дерева вальщик должен осмотреть его, чтобы оценить условия и выбрать меры для безопасной валки дерева в направлении, заданном технологической картой.

Правильность валки дерева определяется прежде всего подпилом (подрубом), который делается с той стороны, куда должно упасть дерево. Значение подпила заключается не только в том, чтобы создать условия для направленной валки дерева. Подпил очень важен и с точки зрения техники безопасности, а также для предупреждения сколов дерева и зажимов пилы.

Подпил обычно выполняют с помощью бензопилы, без топора. Нижнюю, горизонтальную плоскость подпила вальщик делает на уровне шейки корня, верхнюю, наклонную — под углом 25 ... 35° к нижней плоскости. Плоскость реза при спиливании должна быть горизонтальной. Рез делают на уровне верхнего края подпила, но не сквозным, а оставляя перемычки, называемые недопилом. Недопил, имеет большое значение для направленной валки и для безопасности работ. Недопил, следует оставлять шириной: при диаметре дерева до 20 см— 1 см, от 21 до 40 см—2 см, от 41 до 60 см — 3 см, более 60 см—4 см. Если сделать сквозной пропил без недопила, то дерево потеряет «управляемость» и может упасть в любом непредвиденном направлении. Недопил, как бы является шарниром, вокруг которого поворачивается дерево при падении. Опытные вальщики используют очень важное свойство недопила — дерево стремится падать туда, где недопил шире.

Зачокерованные за вершины хлысты при формировании пачки вытягиваются сквозь подрост, без разворота их, и трелюются на погрузочную площадку.

Процесс трелевки состоит из:

Порожний ход трактора. Для выполнения порожнего хода трактора его технологическое оборудование приводится в тран­спортное положение. Существуют определенные требования, ко­торым должно удовлетворять положение узлов технологиче­ского оборудования при переездах трактора. Технологическое оборудование должно занимать фиксированное положение, ис­ключающее раскачивание рукояти, захвата и других узлов, а также удары элементов оборудования друг о друга и о трактор. Должна быть исключена возможность самопроизвольного опус­кания, поворота, падения или выдвигания оборудования. Нако­нец, перевод оборудования из рабочего положения в транспорт­ное и обратно должен производиться за короткое время из ка­бины трактора с помощью органов управления.

Маневрирование и выбор позиции. Заключительным приемом порожнего хода является маневрирование трактора у места погрузки или формирования пачки. В непосредственной близости от хлыстов (деревьев), которые необходимо трелевать, тракторист выбирает свободную от хлыстов и пней пло­щадку и разворачивает трактор. Затем трактор задним ходом подается к деревьям, хлыстам или пачкам, подлежащим тре­левке. Трактор должен остановиться таким образом, чтобы с наименьшей затратой времени при минимальном количестве приемов взять очередное дерево или пачку. Выбор позиции фактора у собираемых деревьев зависит от типа технологиче­ского оборудования и его рабочей зоны.

Выбор позиции чокерных тракторов заключается в следую­щем. После порожнего хода на лесосеку и разворота трактор подается к хлыстам с таким расчетом, чтобы расстояние от щита трактора до первого хлыста было 2...4м. Трактор уста­навливают так, чтобы тяговый канат двигался вдоль продоль­ной оси трактора. Отклонение каната от продольной оси трак­тора более чем на 10... 15° нежелательно в связи с возмож­ными поломками погрузочного устройства.

Формирование пачки чокерным оборудованием. Формиро­вание пачки чокерным оборудованием производится в три при­ема: оттаскивание каната, чокеровка и сбор пачки лебедкой.

Тяговый канат трелевочного трактора оттаскивают двое ра­бочих. Чтобы облегчить оттаскивание каната с лебедки, его раз­матывают двигателем.

Чокеровка и сбор пачки при трелевке за комли и за вер­шины имеют свои особенности. При трелевке за вершины хлы­сты во время сбора пачки обычно не разворачиваются, а вытягиваются. Если продольная ось хлыста не совпадает с направлением тягового уси­лия лебедки, то вершина его пружинит, и хлыст постепенно занимает положение, совпа­дающее с направлением тяго­вого каната. По­скольку усилие направлено на 7...10° вверх (на лебедку), вершины приподнимаются.

Чокеруются хлысты за вер­шины на расстоянии 0,7...1,2м от среза. Для предотвращения соскальзывания чокеров на вершинах при обрубке сучьев оставляют мутовки из двух-трех сучьев длиной 2...3см на расстоянии 0,2...0,4 м от верхнего отруба. Гладкие и тонкие вершины зацепляют двойной петлей.

Деревья за комли чокеруют на расстоянии 0,5...0,7 м от комлевого торца. Собирать пачку лебедкой, когда направление тягового усилия и продольная ось дерева совпадают, т. е. тянуть дерево вперед, нельзя: комель упирается в пни, корни, зарыва­ется в землю или снег. Поэтому дерево подтягивают к трактору, поворачивая его вокруг вертикальной оси. Прямолинейно де­ревья за комли можно тянуть тогда, когда они находятся уже близко от трактора и начинает проявляться вертикальная со­ставляющая тягового усилия. Чокер зацепляют так, чтобы зев крюка был обращен наружу от ствола, иначе затрудняется от­цепка.

Грузовой ход трактора. Для движения с грузом трактор должен быть приведен в транспортное положение. Требования к транспортному положению в этом случае несколько иные, чем при порожнем ходе. Главным из них является обеспечение воз­можности маневрирования трактора под грузом. Для этого не-пбходимо, чтобы трактор мог поворачиваться относительно пачки как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости.

Все тракторы для бесчокерной трелевки уступают по прохо­димости соответствующим базовым тракторам с чокерным обо­рудованием, поскольку в отличие от них не могут сбросить пачку на трудном участке волока и затем подтянуть ее лебед­кой.

Чокерные тракторы в отношении проходимости с грузом имеют существенное преимущество перед бесчокерными. На тя­желых участках волока (подъемах, кривых малого радиуса, слабых грунтах) включают I передачу. Если и в этом случае сила тяги трактора оказывается недостаточной, то трактор сбрасывает пачку, переходит по волоку на 10. . .15 м вперед, опускает щит, лебедкой подтягивает пачку и снова берет ее.

Разгрузка при чокерной трелевке заключается в сбрасыва­нии пачки и после этого — ручной отцепке каждого чокера. Для сбрасывания пачки растормаживается лебедка и трактор выезжает из-под пачки.

Далее происходит погрузка хлыстов автомобилем, оснащенным гидроманипулятором. Гидроманипулятор захватывает 1 – 2 хлыста и укладывает себе на подвижной состав. На этом весь цикл лесосечных работ заканчивается.

5.4.3 Заготовка леса комплексом машин Харвестер + Форвардер

При разработке лесосеки харвестерами волок и прилегающие к нему пасеки разрабатываются за один проход. Вырубая волок, харвестер одновременно проводит подготовку пути для форвардера. Подготовка путей (волоков) состоит в укладке лесосечных отходов на волок и прокладке такого пути, который затем позволит форвардеру полностью использовать его грузоподъемность. При необходимости, и если харвестер оснащен экскаваторным ковшом, он может проводить и более сложные работы, это особенно ценная возможность в весеннюю и осеннюю распутицу. Волока должны по возможности обходить слабые места лесосеки, проходить вверх (вниз) по склону.

Волоки прокладываются по параллельной, радиальной или диагональной схеме. Волоки попарно соединяются на дальнем крае лесосеки. При расстоянии трелевки свыше 300 метров волока необходимо соединять на середине длинны пасек. Ширина пасек устанавливается в соответствии с технологической картой и лесоводственными требованиями, обычно оно равно полуторной высоте среднего дерева в древостое.

В процессе разработки волока машина движется по намеченному визиру, убирая все деревья, мешающие движению. Одновременно выполняется необходимая выборка деревьев на полупасеках. Путь движения машины может отклониться от прямолинейного с целью сохранения групп подроста, что особенно важно при сплошной рубке, а так же с целью наименьшей вырубки здоровых деревьев на волоке при несплошных рубках.

При несплошных рубках за один проход по волоку проводиться необходимая выборка деревьев по всей ширине полупасек. При сплошных рубках число проходов зависит от запаса и ширины полупасек.

Машинист харвестера может оснащаться бензопилой, которая используется им для валки и частичной раскряжевки деревьев, диаметр которых больше указанного в технической документации. Если число таких крупномерных деревьев превышает 10% от общего числа подлежащих валке, то к машинному звену придается вальщик леса, который дорабатывает лесосеку после прохода харвестера.

Если технологические комплексы (комплект бензопил + форвардер и бензопила + процессор + форвардер) практически не имеют ограничений в применении, то полностью машинный технологический комплекс (харвестер + форвардер) помимо ограничения по диаметру спиливаемого дерева имеет еще два.

Использование харвестера не допускается в древостоях, в которых наличие подроста характеризуется числом более 3000 шт./га при равномерном его распределении. Не допускается использование харвестера и для валки деревьев, вокруг которых расположены густые группы подроста. В этом случае харвестер переводиться на процессорный режим работы, а валка деревьев осуществляется направленно бензопилой.

Использование харвестера так же ограничивается в том случае, когда по лесоводственныв соображениям расстояние между волоками (ширина пасек) превышает двойной вылет манипулятора, то есть 16 – 20 метров.

И хотя колесному харвестеру разрешается сход с волока для взятия отдельных деревьев, в этих случаях, как правило, машинному комплексу придается звено вальщиков, которые, идя вслед за харвестором, дорабатывают не освоенные харвестером площади пасек.

С экологической и экономической точки зрения, наиболее выгодно использовать харвестер (особенно на несплошные рубках) в следующем технологическом комплексом – комплект (четыре – пять штук) бензопил + один харвестер + два форвардера. В этом случае харвестер используется в основном на разрубке волоков и пяти – семиметровой зоны вдоль них. Остальная площадь пасек осваивается бензопилами. Преимущества такого технологического комплекса:

- харвестер используется в основном на сплошной рубке, тем самым повышает его производительность;

- работа харвестера на малом вылете повышает его производительность;

- формируя пачки сортиментов, харвестер освобождает вальщиков леса от тяжелой работы по окучиванию в стесненных условиях разрубки волока, одновременно создает условия для более производительной работы форвардера;

- харвестер, обеспечивая укладку сучьев и вершин на волок, укрепляет его, тем самым уменьшается вероятность потери проходимости для форвардеров; уменьшается вероятность повреждения корней расположенных рядом с волоком деревьев и, что особенно важно, вальщики леса в значительной степени освобождаются от сбора порубочных остатков для укрепления волока, сохраняя это время для основной работы;

- освоение основной площадки полупасек вальщикам леса уменьшает вероятность ошибки в выборке лучшее сохранение подроста.

Технологический цикл валочно – сучкорезно – раскряжевочной машины (ВСРМ), харвестера состоит из следующих приемов и операций: наводка валочно – сучкорезно – раскрежевочной головки на дерево и его зажим, срезание, сталкивание и подтаскивание дерева в зону обработки, обрезка сучьев и раскряжевка, пакетирование сортиментов, переезд.

Заготовка сортиментов при несплошных рубках, на участках, не требующих сохранения подроста: ВСРМ, двигаясь в глубь лесосеки задним ходом, валит деревья, обрезая сучья и раскряжевывает деревья на сортименты, пакетируя их по несколько штук. Затем сдвигаясь на ширину разрабатываемой ленты, двигаясь в противоположную сторону, разрабатывает вторую ленту. Сортиментовоз, двигаясь в глубь лесосеки, проходит в конец ленты, разворачивается и при движении в обратном направлении набирает пачку максимального объема.

Как правило, в звено, работающее на базе харвестера и форвардера, вводиться вальщик леса, который валит, обрезает сучья и раскряжевывает деревья, диаметр которых превышает допустимый технической документацией.

Цикл работы сортиментовоза на наборе включает несколько приемов и операций: наведение захватного устройства, захват и перенос одного или нескольких сортиментов, укладку их в кузов, переезд от одной рабочей стоянки к другой.

При погрузке сортименты пакетируются на земле, затем за один прием захватываются один – три крупных сортимента или несколько балансов. При наборе пачки, как правило, загружаются сортименты одного вида. Если кузов сортиментовоза не удается загрузить ими полностью, то он догружается другими сортиментами. Затем сортименты транспортируются к дороге, где укладываются каждый в соответствующий штабель. При укладке сортиментов в штабель производится их сортировка.

При работе по этой технологической схеме следует иметь в виду, что колесные сортиментовозы одинаково эффективно производят набор и погрузку сортиментов с обеих сторон.

При работе во второй схеме ВСРМ работает подобным образом, но разрабатывает ленты параллельно дороге.

При проведении рубок главного пользования на участках, требующих сохранения подроста, несплошных рубках главного и промежуточного пользования работа организуется следующим образом:

ВСРМ двигается задним ходом и производит сплошную - валку раскряжевку деревьев на волоке и деревьев, подлежащих рубке, - на пасеке. При раскряжевке обрезанные сучья и вершины сбрасываются на волок; в процессе работы сортиментовоза сучья уплотняются, укрепляя проезжую часть волока. Волок следует прокладывать, как правило, по сухим возвышенным местам, используя редины участки без подроста. Дойдя до конца лесосеки, ВРСМ, продолжая валку – раскряжевку, поворачивает на 90⁰ и двигаясь в противоположном направлении. При прокладке волоков следует предусматривать места для разворота сортиментовоза.

Харвестер в процессе работы укладывает сортименты в пачки с обоих краев волока, производя подсортировку. При наличии на волоке мест для разворота сортиментовоз заходит на волок, разворачивается и двигаясь в обратном направлении, погружая и сортируя сортименты. При отсутствии мест для разворота работа сортиментовоза осуществляется по круговой схеме.

«Правилами рубок» установлены жесткие требования к технологии разработки лесосеки при несплошных рубках леса. В частности, расстояние между волоками, в зависимости от вида рубок, должно составлять 30 – 35 метров. Ввиду того, что технологическое оборудование, обеспечивающее обработку деревьев (валку – раскряжевку, перенос сортиментов к волоку) на расстояние 15 – 18 метров (ширина полупасеки), не выпускается, валка – раскряжевка деревьев в центре пасеки производиться вальщиком.

Опыт работы лесозаготовительных предприятий показывает, что ввиду очень высокой стоимости харвестеров, при заготовке сортиментов они зачастую используются только для прорубки волоков; на пасеках валка деревьев, обрезка сучьев и раскряжевка производиться бензопилами.