2876

УДК 630*31

Гудков А.Ю., Свиридов В.Г. Технология лесозаготовительных производств [Текст]: методические указания к практическим работам для студентов по направлению подготовки 250400.62 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» /Гудков А.Ю., Свиридов В.Г.; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». –

Воронеж, 2014. – 45 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО «ВГЛТА» (протокол № от г.)

Рецензент д-р техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев Научный редактор канд. техн. наук, доц. Свиридов В.Г. Ответственный за выпуск канд. техн. наук, доц. Гудков А.Ю.

2

ВВЕДЕНИЕ

Вусловиях рыночных отношений в работе инженеров возникает необходимость в решении задач, связанных с повышением эффективности операционных и комплексных технологических процессов. Решение таких задач невозможно без соответствующего математического, программного и информационного обеспечения. Поэтому целью практических занятий при изучении технологии и техники лесного комплекса является освоение методики

иприобретение практических навыков решения инженерных задач, научиться анализировать полученные результату и принимать правильные решения.

Методическое указание предназначено для студентов специальностей 250400.62, которые изучают технологию и технику, применяемую на всех фазах лесозаготовительного производства. Методические указания содержат: методическое руководство к решению прикладных производственных задач, методические указания к выполнению индивидуальных заданий и список используемых источников.

Вметодическом указании даются рекомендации по выполнению задач. Решение большинства из них направлено на определение производительности оборудования, используемого на лесосечных работах, с определением технологических параметров операционных процессов валки, очистки от сучьев, трелевки и др. Решение задач выполняется с использованием программируемых микрокалькуляторов или ЭВМ. При этом самостоятельно составляются алгоритмы решения задач, программы вычислений или используются программы, разработанные на кафедре.

При решении задач особое внимание заслуживает обоснование значений величин, применяемых в расчетах.

До начала выполнения каждой практической задачи студенты должны изучить соответствующий материал на лабораторных занятиях, в лекционном курсе, а также ознакомиться с содержанием практической работы. Перед началом практического занятия преподаватель проводит проверку подготовленности студентов и после этого допускает их к выполнению.

Рекомендуемые студентам литературные источники включают помимо учебных и методических разработок также и нормативно-справочные материалы, применяемые в отраслях лесного комплекса.

3

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 1

РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ГОДИЧНОГО ЛЕСОСЕЧНОГО ФОНДА И ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЕСОСЕКИ

Цель работы: ознакомиться с основными элементами лесосеки и рассчитать характеристики годичного лесосечного фонда.

1.Содержание работы.

1.1Изучить основные элементы лесосеки.

1.2Рассчитать площадь годичного лесосечного фонда.

1.3Определить потребное количество лесосек в зависимости от годового задания предприятия.

2.Методическое и материально-техническое обеспечение

2.1Методические указания к выполнению работы.

2.2Плакаты и наглядные пособия.

3.Методические указания к выполнению работы

Выполнение работы необходимо начать с ознакомления и изучения основных понятий.

Часть территории лесного фонда, закрепленного на установленный срок за лесозаготовительным предприятием, называют лесосырьевой базой. Часть лесосырьевой базы, отведенная для рубки на определенный срок, есть лесосечный фонд. Лесосечный фонд, предназначенный к рубке на определенный год работы ЛЗП, называют годичным лесосечным фондом. Он состоит из набора лесосек, отведенных лесхозами в соответствии с правилами отпуска леса на корню.

Лесосекой называют участок лесной площади, отведенной для заготовки растущего на нем леса. Элементами лесосеки являются делянки, пасеки трелевочные волоки, погрузочные пункты, усы лесовозных дорог. Лесосеки обычно разбивают на делянки.

Делянка — это часть лесосеки, закрепляемая за одной бригадой или за одной машиной, производящей валку, с которой трелевка производится на один погрузочный пункт. На делянках выделяют пасеки — часть делянки, с которой древесина трелюется по одному трелевочному волоку.

Трелевочный волок представляет собой первичный транспортный путь

4

(полоса леса, на которой спилены все деревья до уровня земли) шириной 4...6 м, по которому производится трелевка древесины. Трелевочные волоки бывают пасечные и магистральные. Пасечный волок используется для трелевки древесины только с одной пасеки, посередине которой он проходит. По магистральным волокам трелюется древесина с нескольких пасечных волоков. Погрузка древесины производится на погрузочных пунктах.

Погрузочным пунктом называется площадка, расположенная на территории лесосеки и примыкающая к усу лесовозной дороги, на которой производится очистка деревьев от сучьев и погрузка хлыстов. Если, кроме этого, в этом месте производится раскряжевка хлыстов, сортировка, штабелевка древесины, то тогда погрузочный пункт называют верхним складом.

Для вывозки заготовленной древесины на лесосеке прокладывают усы лесовозных дорог - временные подъездные пути со сроком действия до одного года.

К характеристикам лесосечного фонда относят площадь годичного лесосечного фонда, средний запас древесины на 1га, количество разрабатываемых лесосек в течение года, площадь одной лесосеки, средний объем хлыста, средняя длина хлыста, состав насаждения по породам, число единиц жизнеспособного подроста, тип насаждения (одноили разновозрастные, одноили многоярусные и т.п.). Часть этих показателей определяется по результатам таксационных описаний, а некоторые определяются путем расчета на основании полученных таксационных значений.

Площадь годичного лесосечного фонда Sг определяют в зависимости от годового задания лесозаготовок Qгод предприятия. Годовой объем заготовки складывается из лесозаготовок от сплошных Qгодсп и несплошных Qгоднесп рубок.

Q =Qсп +Qнесп

год год год

Потребную площадь годичного лесосечного фонда определяют как при сплошных рубках

Qсп

Sг = год qга ,га

При несплошных рубках

5

где qга - средний запас лес на 1 га площади лесосеки, м3/га;

с - коэффициент учитывающий интенсивность изреживания насаждений при несплошных рубках.

Степень изреживания древостоя зависит от вида рубки. При постепенных рубках весь древостой равномерно вырубают в два, три, а иногда и четыре приема за период не более одного класса возраста (10...20 лет). В первый прием рубки древостой равномерно изреживают сохраняя полноту не ниже 0,5...0,6, и вырубают до 40 % запаса (с до 0.4). При выборочных рубках на всей площади насаждения вырубают отдельные спелые и перестойные деревья, а также неспелые, оставлять которые не целесообразно. В первый прием в зависимости от состояния насаждения вырубают 20...35 % запаса (с=0,2...0,35). При рубках ухода степень изреживания насаждений так же зависит от вида рубки. При прореживаниях в насаждениях с преобладанием хвойных пород изреживают до 20 %, в смешанных с мягколиственными 25…30 %. При проходных рубках в насаждениях с преобладанием хвойных пород 10...20 %, с преобладанием лиственных 15...25 % запаса насаждения до рубки.

Лесосеки могут иметь различную форму, но чаще прямоугольную. Размеры лесосек должны отвечать лесоводственным требованиям для соответствующей зоны лесов.

Ширина лесосеки, в зависимости от группы лесов, принимается равной 1000, 500, 250 или 100 м. Лесосеки шириной 1000 м рекомендуется отводить в хвойных и мягколиственных насаждениях лесов III группы. Лесосеки шириной 500 м отводят в хвойных насаждениях зон смешанных лесов II и III групп; 250 м - в мягколиственных и 100 м в хвойных насаждениях таежной зоне и зоне смешанных лесов I группы.

Длина лесосеки может быть равна ее ширине или более, вплоть до размеров стороны лесного квартала. Обычно длина лесосеки при сплошных рубках устанавливается е учетом размеров квартальной сети, но не более 2000 м, а в лесах I группы - не более 1000 м. Размеры лесосек при несплошных рубках устанавливают в соответствии с требованием по проведению рубок ухода или определяются площадью участка леса, на котором целесообразно их проведение.

6

Зная размеры лесосек, можно определить ее площадь по следующей зависимости:

Sл = А В, га

где А и В - геометрические размеры лесосеки, м. Тогда количество лесосек пл определяется как:

nл = Sг Sл

Количество лесосек определяется отдельно для сплошных и несплошных рубок.

На занятии в соответствии с данными индивидуального задания (табл. 1.1) студенты должны обосновать размеры лесосеки, степень изреживания насаждения и на основании этого рассчитать характеристики годичного лесосечного фонда.

Таблица 1.1 Исходные данные для выполнения работы.

Окончание таблицы 1.1

4 Содержание отчета.

Отчет по расчетно-графической работе должен содержать:

1.Исходные данные к работе.

2.Расчеты характеристик годичного лесосечного фонда.

3.Схему лесосеки с нанесенными на нее элементами и размерами.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

ОСНОВНЫЕПОКАЗАТЕЛИЛЕСОСЕКИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РУБОК

Цель работы: определить основные показатели лесосеки на рубках ухода при различном сочетании характеристик природно-производственной среды.

2. Содержание работы:

2.1. Изучить исходные положения.

2.2По табл. 2.3 выбрать исходные данные для расчетов, в зависимости от двух последних цифр зачетной книжки.

2.3Определить природно-эксплуатационные характеристики насаждения:

2.3.1.характеристики дерева как предмета труда;

2.3.2.основные показатели лесосеки.

3. Методическое и материально-техническое обеспечение.

3.1.Методические указания к выполнению практической работы

3.2.Средства вычислительной техники.

3.3.Инструктивно-методические и нормативно-справочные материалы,

необходимые для практических действий студентов.

Методические указания к выполнению работы.

Исходные положения. Лесосечные работы есть совокупность обрабатывающих (технологических) и переместительных (транспортных) операций. При проведении несплошных рубок разнообразие технологических процессов лесосечных работ ограничивается способами рубок, их

8

специфичностью и применяемыми системами машин. При несплошных рубках лес как бы становится реже и в связи с этим затраты времени на переместительные операции возрастают. Это снижает производительность машин и является первой особенностью несплошных рубок.

При несплошных рубках из состава древостоя вырубаются деревья, средний объем которых может быть равен, меньше, либо больше среднего объема в насаждении.

Как известно, объем хлыста является решающим фактором в оценке уровня производительности машин.

Характеристики дерева как предмета труда.

Геометрические размеры, объем, масса дерева, хлыста и сортимента являются важнейшими параметрами предмета труда, которые определяют технологию и машины лесозаготовок, производительность труда, конструктивные характеристики оборудования.

При таксации удобнее всего замерять диаметр на уровне груди – d1,3 , т.е. на высоте 1,3 м от уровня земли. Диаметр в месте срезания (отделения стола дерева от корней) dср прямо пропорционален таксационному диаметру:

где с – коэффициент пропорциональности, зависит от породы дерева (с = 1,27 для сосны; 1,25 – для ели; 1,21 – для березы; 1,16 – для осины).

Для нахождения высоты дерева (длины хлыста – хл), объема хлыста Vхл в зависимости от d1,3 можно использовать таксационные таблицы [1], которые представляют собой усредненные данные. Реальные величины могут иметь значительные расхождения с табличными, т.к. на длину и объем хлыста большое влияние оказывает возраст и конкретные условия произрастания.

Наряду с таблицами с достаточной для технологических расчетов точностью длина хлыста может быть определена по формулам:

где a,b,c –коэффициенты

Наряду с таблицами с достаточной для технологических расчетов точностью объем хлыста без коры может быть определен по формуле:

9

хл · , · ф хл,

где kФ – коэффициент, учитывающий форму ствола (kФ = 0,52 для сосны и ели, kФ = 0,46 для березы и осины).

Для технологических расчетов с достаточной степенью точности длина хлыста в зависимости от объема может быть найдена по эмпирической зависимости:

хл 14 16· хл

Средний диаметр (d, м) с достаточной степенью точности можно определить по регрессионной зависимости от объема хлыста:

1,14· хл 0,1

Средний объем сортимента VС , выпиливаемый из хлыста, зависит от среднего диаметра dС и длины сортимента lС:

· с· с.

с

Табличные значения для определения объемов круглых лесоматериалов представлены в справочной лиетратуре.

Количество выпиливаемых из одного хлыста сортиментов:

хл

с

Полученное количество выпиливаемых сортиментов округляется до целого числа в меньшую сторону.

Если производится откомлевка (пропил с целью выравнивания комлевого торца хлыста), то число резов будет равно

где ρ – средняя плотность древесины, т/м3 (табл. 1.1). Масса дерева (ствола с кроной) определяется по формуле:

средняя плотность древесины с корой, т/м3; ρК – плотность кроны, т/м3 (для ели ρК = 0,926; сосны – 0,869; осины –

10