ТРЕЛЕВКА В ДВА ЭТАПА

21.05.2018

Адаптация к современным техническим возможностям старых, сделанных еще в СССР научных разработок по оптимизации вывозки леса способна снизить затраты лесозаготовителей.

Известно, что трелевка является самой энергоемкой и экологически вредной операцией лесосечных работ. Вкупе с погрузочно-разгрузочными работами и вывозкой заготовленной древесины, трелевка является транспортной технологической операцией лесозаготовительного производства, а транспортные операции составляют бóльшую часть конечной себестоимости продукции лесозаготовителей.

 Для оптимизации работы лесовозного транспорта часто применяется так называемая двухэтапная вывозка древесины, когда по лесовозным усам и веткам лесоматериалы вывозятся к магистральным дорогам или промежуточным складам (терминалам) при помощи автолесовозов малой и средней грузоподъемности, а дальнейшую вывозку выполняют уже при помощи мощных тягачей большой грузоподъемности. Например, на первом этапе задействованы отечественные Уралы и КамАЗы, а при вывозке по трассам используются автопоезда на базе импортных тягачей – Volvo, MAN, Scania. 

Значительную долю в стоимости вывозки лесоматериалов играют расходы на строительство лесовозных дорог, которые могут значительно варьироваться в зависимости от покрытия.

 Очевидно, что уменьшение объемов строительства и эксплуатации лесовозных дорог, при прочих равных условиях, может значительно снизить себестоимость заготовляемой древесины, а значит и повысить рентабельность лесозаготовительного производства, снижая процент низкотоварной древесины.

 НЕТ? И НЕ НАДО!
Для уменьшения потребности в лесовозных дорогах, при прочих равных условиях, еще в СССР была предложена технология двухэтапной трелевки, примерно по такому же принципу, как и при двухэтапной вывозке. Правда, широкого распространения эта технология тогда не получила, но с учетом все более дефрагментированного лесосечного фонда на многих лесозаготовительных предприятиях, требующего больших объемов строительства новых лесовозных дорог, а также с появлением новых лесных машин и технологий, ее применение сейчас становится актуальным.

Себестоимость укладки лежневки составляет около 200 тыс. руб./км, а обычного зимника – примерно 60 тыс. руб./км, не считая материалов
Как и при двухэтапной вывозке заготовленной древесины, технология двухэтапной трелевки исходит из различия в проходимости и работоспособности путей первичного транспорта леса – пасечных и магистральных трелевочных волоков. Уточним, что пасечный волок (skidding trail in cutting strip) – это трелевочный волок, расположенный в пределах пасеки, а магистральный (main skidding trail) – трелевочный волок, соединяющий лесопогрузочный пункт с несколькими пасечными волоками.

Пасечные волоки имеют меньшую грузовую работу, но и их поверхность меньше укрепляется, поскольку они прорубаются во время проведения основных работ. Магистральные волоки прорубаются, профилируются и укрепляются во время проведения подготовительных работ. Они могут обеспечить бóльшую грузовую работу, нежели пасечные, но их себестоимость меньше, чем у усов лесовозных дорог.

Прямая вывозка заготовленной древесины, когда при помощи колесных машин древесина собирается на лесосеке и без перегрузки сразу доставляется на двор потребителя, не нашла в России распространения. Но двухэтапная трелевка, при протяженности второго этапа трелевки в 1 км и более, может существенно сократить объемы строительства лесовозных дорог.

СЧИТАЕМ И УЧИТЫВАЕМ
Исходя из того, что трелевка является наиболее энергоемкой операцией лесосечных работ, оптимальность ее выполнения можно оценивать по удельной энергоемкости (кВт.ч/м3.км). При втором этапе трелевки на большое расстояние затраты времени на собственно перемещение пачки занимают наибольшую часть цикла, включающего также операции по набору пачки и отцепке пачки, а также работу со штабелями. Удельная энергоемкость перемещения пачки будет зависеть от КПД трансмиссии трактора, коэффициента сопротивления движению трелевочной системы, отношения массы трактора и трелюемой пачки (коэффициента тары трелевочной системы), плотности трелюемой древесины. Для уменьшения удельной энергоемкости, которая адекватна расходу топлива, необходимо снижать сопротивление движению трелевочной системы.

Хорошая подготовка и своевременный ремонт магистрального трелевочного волока позволяют увеличить объем трелюемой пачки. С увеличением мощности двигателя трактора, при прочих равных условиях, теоретическая производительность трелевочных машин повышается, а с увеличением коэффициента сопротивления движению трелевочной системы – снижается.

СУТЬ ПРОЦЕССА
Считается, что термин «трелевка» произошел от английского глагола to trail («тащить», «волочить»), который хорошо описывает физическую сущность большинства способов трелевки. В зависимости от применяемого оборудования различают следующие виды трелевки: гужевая, тракторная, канатная и воздушная, которая, в свою очередь, подразделяется на вертолетную и аэростатную. 

Трелевки различаются и по способу крепления лесоматериалов:

  •  в непогруженном положении (трактор общего назначения);

  • в полупогруженном положении (чокерный и бесчокерный трелевочные тракторы, валочно-трелевочная и валочно-трелевочно-процессорная машины);

  •  в полуподвешенном положении (трактор с пачковым захватом, полуподвесная канатная трелевочная установка);

  •  в полностью погруженном положении (форвардер);

  •  в полностью подвешенном положении (подвесная канатная трелевочная установка, вертолет, аэростат).

Теоретическую производительность снижают и затраты времени на набор и разгрузку пачки, маневрирование, обслуживание штабелей. Производительность трелевочных машин, с ростом мощности двигателя, наиболее интенсивно повышается при небольших (до 1 км) расстояниях трелевки. При длине пути 3 и более км интенсивность роста производительности незначительна. Следует учитывать тот факт, что с увеличением мощности двигателя трактора также возрастают его масса, стоимость и эксплуатационные затраты. С увеличением объема трелюемой пачки, при прочих равных условиях, удельный расход топлива снижается: с увеличением объема пачки на 50 % удельный расход топлива (кг/м3.км) снижается на 60 %.

БЕЗ ВОЛОЧЕНИЯ
Второй этап трелевки наиболее целесообразно выполнять колесными машинами в полностью погруженном положении, поскольку энергоемкость трелевки в полупогруженном или полуподвешенном положении почти в 2 раза больше. Из серийно выпускаемых лесных машин для этого предназначены форвардеры (сортиментоподборщики).

Формирование пачек сортиментов большого объема, позволяющих полностью загрузить мощный колесный трактор, который используется на втором этапе трелевки, возможно несколькими способами, в зависимости от принятой технологии и системы машин лесосечных работ. При производстве сортиментов у пня харвестерами или при помощи бензиномоторных пил подтрелевку сортиментов к магистральному волоку или промежуточному перевалочному пункту следует выполнять небольшими форвардерами, поскольку использование мощных тяжелых машин на пасечных волоках, особенно на слабых почвогрунтах в теплый период года, часто неэффективно. При трелевке пакетов деревьев, например после валочно-пакетирующей машины, необходимо использовать тракторы с пачковым захватом соответствующей пакету грузоподъемности.
 Рис. 1. Схема разработки лесосеки комплексом машин ВТПМ + форвардер.jpg  
   Рис. 1.

Схема разработки лесосеки комплексом машин ВТПМ + форвардер

1 – лесовозный ус;

2 – погрузочная площадка;

3 – штабели сортиментов;

4 – форвардер;

5 – перевалочный пункт;

6 – пень;

7 – пасечный волок;

8 – граница разрабатываемой ленты;

9 – ВТПМ;

10 – рубительная машина;

11 – лесосечные отходы;

12 – малоразмерные штабели;

13 – магистральный волок;

14 – контейнер для щепы


На промежуточном пункте следует использовать процессор, от которого сортименты будет забирать трактор большой мощности и грузоподъемности. Похожая операция может быть выполнена и одной валочно-трелевочно-процессорной машиной (ВТПМ) (рис. 1). Получаемые на промежуточном пункте порубочные остатки могут использоваться для укрепления волоков или производства топливной щепы.

схема 2.jpg 

Рис. 2.

Схема трелевочной машины для трелевки деревьев
и хлыстов в полностью погруженном положении 

 рис 1.jpg      Рис. 3.  

     Испытания трелевочной машины для трелевки деревьев
     и хлыстов в полностью погруженном положении

 рис 2.jpg  

Рис. 4.

Трелевка деревьев в полностью погруженном положении



Отметим, что во времена СССР для трелевки деревьев в полностью погруженном положении на большие расстояния экспериментально использовались мощные колесные тракторы К-700, ЛТ-157, оборудованные автомобильными прицепами, например ТМЗ-803А. Также была разработана и прошла производственные испытания трелевочная машина на гусеничном ходу (рис. 2–4). Как видно из принципиальной схемы ее устройства (рис. 2), к трелевочному трактору прицеплен коник, на который при помощи подъемного рычага, как у лесозаготовительных машин ВМ-4 и ВМ-4А, погружается кроновая часть деревьев. Комлевые части при этом размещаются в конике, находящемся на тракторе.

Безусловно, трелевка на большие расстояния при помощи гусеничных машин нерациональна, но большим достоинством такого технического решения является возможность загружаться самостоятельно, причем небольшой вес погрузочного оборудования во время движения трелевочной системы повышает удельную энергоемкость процесса.

Игорь Григорьев, д. т. н.,
профессор каф. Природообустройство ЯГСХА
Ольга Григорьева , к. с.-х. н., доцент
Актуальные темы свежего номера
Лес и закон
Лес и закон
События