книги из ГПНТБ / Кудимов, Л. П. Технология и комплексная механизация подготовки торфяных месторождений к разработке

кетов, где комли предыдущих пакетов деревьев на залежи покры­ ты кронами деревьев последующего пакета. В этом случае работа погрузочного оборудования должна обязательно начинаться с па­ кета, уложенного на проходе последним.

Рис. 31. Схема работы машины МТП-43 с оборудованием для пакетирования срезанных деревьев

Определенная ориентация уложенных штабелей (пакетов) на поле позволяет механизировать последующий процесс погрузки пакетов и вывозки древесины вместе с сучьями с полей, тем самым ускоряя процесс ввода полей в эксплуатацию.

Г Л А В А V

КОРЧЕВАНИЕ И УБОРКА ПНЕЙ

§ 27. Общие сведения

После сводки древесной растительности удаляют оставшиеся пни из верхнего слоя торфяной залежи. Наряду со свежими пня­ ми в верхнем слое могут быть скрытые пни и остатки стволов от погибших ранее деревьев. Количество верховых свежих пней и их характеристика зависят от бонитета древесной растительности, произрастающей на поверхности торфяного массива. Особенность этих пней — очень развитая, плоская, стелющаяся корневая систе­ ма, располагающаяся непосредственно под моховым покровом на глубине от 5 до 45 см в зависимости от крупности деревьев. Строе­ ние и разветвленность основных корней (лап) зависят от породы древесины и условий питательной среды в залежи.

В процессе проведения экспериментальных работ на ряде торфопредприятий были установлены соотношения между диаметром пней по срезу, который примерно соответствует диаметру пней у корневой шейки, и другими параметрами (Л. П. Кудимов, Ю. Д. Кусков). На Озерецком торфопредприятии Калининского треста измеряли пни и выемки, оставшиеся после извлечения пней. Опыты проводили на залежи низинного типа со средней степенью

130

Проф. И. Ф. Ларгиным и Б. И. Пряиичниковым (КПИ) уста­ новлена тесная связь между диаметрами деревьев на высоте 1,3 м от грунта и у корневой шейки. В зависимости от породы деревьез диаметр пней у корня можно определить по следующим эмпириче­ ским формулам:

для сосны

(считая с верхней частью кроны), показали, что диаметр у корне­ вой шейки больше диаметра дерева на высоте 1,3 м в среднем на 3—5 см. Таким образом, диаметр пней у корневой шейки можно приближенно определить, если имеются лесотаксационные данные о диаметрах стволов деревьев на высоте 1,3 м от поверхности грунта. Приведенные выше соотношения применимы при опреде­ лении производительности машины ЭТУ-0,75 на срезке древесной растительности и на корчевании пней. Мертвые пни в залежи рас­ полагаются в зависимости от стратиграфии равномерно по всей глубине или основная масса их сосредоточена в отдельных гори­ зонтах. Иногда встречаются поля с большой плотностью залега­ ния крупных и неразложившихся пней, частей стволов деревьев хвойных пород. Размах лап пней иногда достигает 4—6 м, а дли­ на обломков стволов — 6— 10 м. Корчевание пней в таких случаях представляет серьезные трудности.

На Заплюсском торфопредпрйятии треста Ленгосторф изуче­ ние параметров верховых свежих пней с их корчеванием производи­ лось на.участке низинной и переходной залежи. Средняя степень разложения торфа на глубину до 0,6 м составляла 24%, влаж­ ность до 87%. Размеры пней и выемок примерно соответствуют полученным на Озерецком торфопредприятии. Количество скелет­ ных лап симметрично-лапчатых березовых и сосновых пней коле­ балось от 4 до 9, а отношение общей площади сечений скелетных лап у головки пня к площади сечения шейки пня составило от 2 до 3,5. На верховой залежи приведенное отношение для березо­ вых пней находится в пределах 2,5-+3,3, а для сосновых пней в пределах 1,5—2 (Прокофьевское торфопредприятие Кировского треста).

При корчевании пней часто происходит разрушение грунта по границе распространения корневой системы или непосредственно за ее пределами. Наряду с этим наблюдаются обрывы корневищ

5* 131

в периферийной зоне корневой системы пней. Определение проч­ ности верхнего корнеобнтаемого слоя торфяной залежи и отдель­ ных корней у пней имеет большое значение для более полногопредставления о характере процесса корчевания. В полевых усло­ виях определены пределы прочности монолита верхнего травяно­ мохового покрова толщиной 150— 160 мм при сдвиге горизонталь­ ной силой они составили 0,04 кгс/см2, при разрыве вертикальной силой 0,025 кгс/см2 и горизонтальной силой 0,13 кгс/см2.

Рис. 32. Зависимость прочности корней от их диаметра: 1 — сосна; 2 — ель: 3 — береза

Зависимость предела прочности корней от их диаметра при­ ведена на рис. 32. Характер распределения напряжений подтверж­ дает проявление так называемого «масштабного эффекта», т. е. увеличение прочности с уменьшением диаметра корней, который ранее установлен и изучен В. И. Турманиной (МГУ). Сущность «масштабного эффекта» состоит в физической природе раститель­ ных тканей, т. е. в свойствах веществ, составляющих основу кле­ точных оболочек корней диаметром менее 15 мм. Наиболее резко эта особенность выражена для корней березы.

Известно, что величина силы для корчевания идентичных пней имеет различные значения в зависимости от направления ее при­ ложения к головке пней. Т. Э. Резников (ВНИИТП) указывал на предпочтительность вертикального корчевания (отрыва пней перед горизонтальным сдвигом или опрокидыванием) с точки зрения величины нагрузок. На торфопредприятиях Заплюсскоеи Прокофь­ евское была определена н уточнена величина силы для корчева­ ния отдельных пней при горизонтальном и вертикальном направ­ лениях ее приложения (рис. 33), а также под углами 30 и 60° к

132

горизонту. Давность срезки леса соответствовала примерно одному году. Наименьшая величина силы корчевания — при вертикальном ее приложении, а наибольшая — при горизонтальном. Направле­ ние этой силы под углами к горизонту дает промежуточные зна­ чения, более приближающиеся к горизонтальному. Эпюры сил кор­ чевания при вертикальном и горизонтальном направлениях прило­ жения имеют различный вид. В первом случае возрастание на-

грузки до максимума происходит более плавно, а затем следует ее пологий спад до величины, равной массе пня с грунтом. Гори­ зонтальное корчевание характеризуется резким возрастанием на­ грузки до максимума и быстрым уменьшением ее до нуля. Про­ должительность процесса, как правило, меньшая, чем в первом случае.

Экспериментальные работы на Прокофьевском торфопредприятии выполнены на участке верховой залежи, состоящей в основном из медиум торфа и пушицево-сфагиового торфа. Степень разложе­ ния в слое до 0,5 м колебалась от 5 до 20%, влажность составила 84,2%. Измерения площади выемок после корчевания пней пока­ зали, что корневая система у березы более обширна, чем у сосны. Результаты измерений приведены в.табл. 27. ;

133

Т а б л и ц а 27

В торфяной промышленности нашли распространение два спо­ соба удаления поверхностных и скрытых пней: измельчением при фрезеровании торфяной залежи (см. главу VIII) и корчеванием с последующей очисткой, погрузкой и вывозкой за пределы подго­ тавливаемых участков.

Развитие-и эффективное осуществление процесса корчевания в течение продолжительного времени сдерживалось многими фак­ торами, в частности, наличием обширной, разветвленной корневой системы поверхностных пней и ее прочной механической связью с верхним, слаборазложившимся слоем торфа, слабой несущей способностью поверхности торфяной залежи с неровностями в виде выступающих пней после срезки деревьев и недостаточной мощ­ ностью энергетических установок, применявшихся в промышлен­ ности. Это определило в прошлом выборочный характер процесса корчевания отдельных пней. При выборочном процессе корчевания производительность орудий, а также качество обработки участков были неудовлетворительными.

В зависимости от воздействия оборудования на пни в процессе их извлечения оно может быть пассивного, активного или комби­ нированного типа. Характерной особенностью первого типа яв­ ляется передача усилий корчевания рабочими элементами только при их поступательном перемещении. При этом очистка пней от грунта не производится. В качестве п а с с и в н о г о оборудования могут служить одиночный крюк на рукояти экскаватора, различ­ ные навесные гидрофицироваиные корчеватели на тракторах, а также корчеватели КС и РКШ-4. Основные объемы работ по сбо­ ру пней в кучи выполнялись корчевателями-собирателями КС и

ния был предложен в конце 50-х годов и впервые применен в ма-. шинах КУП. Его рабочим элементом является ротор с жесткими клыками, которые при работе получают одновременно поступа­ тельное и вращательное движение. Клыки ротора описывают пет­ леобразные траектории, имеющие вид удлиненных циклоид. На-

134

правление движения клыков в нижнем положении совпадает с на­ правлением движения машины, а в верхнем положении становится противоположным. Установка за корчующим ротором системы до­ полнительных, более быстроходных роторов с клыками или зуб­ цами дает возможность совмещать процессы корчевания, очистку пней от грунта и их транспортирование. Подобное устройство пол­ ностью отвечает современным требованиям, которые предъяв­ ляются к работам по корчеванию пней, поскольку обеспечивает почти полное, с минимальными пропусками, извлечение пней из обрабатываемого слоя торфяной залежи; очистку и сепарацию пней от грунта, что значительно сокращает объемы работ при тран­ спортировании пней за пределы полей и при их разделке, мини­ мальное изменение рельефа поверхности подготавливаемых уча­ стков, высокую производительность работ за счет непрерывного процесса корчевания.

Расположение рабочего аппарата корчующих машин может быть как передним (машина КУП), так и задним (прицепная к трактору машина МТП-26). В первом случае машина в состоянии производить работы на участках с выступающими пнями любой высоты, но перемещается сама по взрыхленной поверхности, обла­ дающей худшими несущими свойствами. В то же время нормаль­ ная эксплуатация трактора-тягача при заднем расположении ра­ бочего аппарата машины возможна лишь на участках без высту­ пающих пней.

Машины и механизмы комбинированного типа объединяют те

50-х годов. Полая цилиндрическая фреза при одновременном вра­ щении и погружении в залежь производила обрезку всех лап пня. Корчевание пня с опрокидыванием осуществлялось нижней кром­ кой неподвижной фрезы при поступательном движении машины.

При подготовке новых производственных площадей к разра­ ботке с применением корчевания механизмами без очистительносепарирующих устройств вместе с пнями вывозится за пределы полей значительное количество примесей в виде верхнего живора­ стущего слоя и собственно торфяной залежи. Согласно наблюде­ ниям объем примесей в 3—5 раз, в зависимости от характеристики древесной растительности, превышает объем извлеченных пней и древесных включений. Соответственно этому в 3—5 раз увеличи­ вается стоимость и трудоемкость операций погрузки и транспор­ тирования пней вместе с примесями.

Для очистки и сепарирования пней от примесей наиболее эф­ фективным и надежным следует признать роторный рабочий ап­ парат. С целью выбора режимов работы роторного очистительносепарирующего аппарата к машине для корчевания, очистки и погрузки пней были проведены соответствующие исследования.

135

Они заключались в определении возможностей очистки корневых систем выкорчеванных пней от торфяной залежи при ударах о жесткую площадку и в установлении факторов, влияющих при

этом на интенсивность очистки.

Для опытов выбирались группы иней сосны и березы, харак­ теризуемых различными диаметрами корневой шейки: I группа —

11 — 15 см; II— 18—20 см п III—23—26 см. Наблюдения проводи­

лись на участке с переходной торфяной залежью У? = 23—25% при

брами), а также породы древесины и эффективность очистки пней различная (рис. 34). Установлено, что быстрее очищаются корни

136