Технологические процессы лесосечных работ. Хлыстовая и сортиментная технологии

26.02.2016

В настоящее время в специальной литературе, выступлениях специалистов в печатных и электронных СМИ не утихает дискуссия о преимуществах и недостатках хлыстовой и сортиментной технологий.

Подробному анализу особенностей каждой из них посвящен и наш материал, однако, прежде чем приступить к собственно анализу, приглашаем читателей в наш «словарь терминов», где мы в первую очередь определимся с используемой терминологией, ведь без единой терминологической базы невозможно содержательное и однозначное описание никаких профессиональных аспектов деятельности.


СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Технологией лесозаготовительных производств называется система знаний о способах и средствах выполнения на лесосеках, погрузочных пунктах и лесных складах ряда операций: от валки леса до его отгрузки потребителю в требуемом виде.

Все технологические операции подразделяются на три большие группы:
• рабочие — в результате которых изменяются размеры, формы и свойства предмета труда дерева (срезание дерева, его очистка от сучьев и раскряжевка при помощи ручных моторных инструментов и др.);

• переместительные — в результате которых изменяется место-расположение предмета труда (формирование пакета, трелевка, погрузка и выгрузка);

• смешанные — в результате которых одновременно происходит обработка и перемещение предмета труда (очистка деревьев от сучьев и раскряжевка при помощи харвестеров, процессоров, и др.).

Согласно ГОСТ 17461-84 «Межгосударственный стандарт. Технология лесозаготовительной промышленности. Термины и определения»:
• Лесозаготовки — заготовка древесного сырья, включающая лесосечные работы, вывозку и работы на лесопромышленном складе.

• Лесосечные работы — комплекс основных технологических и переместительных операций, а также подготовительных и вспомогательных работ на лесосеке.

• Трелевка — перемещение деревьев, хлыстов и (или) сортиментов от места валки до лесопогрузочного пункта или лесовозной дороги.

На лесосечных работах технологические операции выполняются на пасеках и на лесопогрузочном пункте (верхнем лесопромышленном складе). Разница в этих терминах, согласно вышеупомянутого ГОСТа, заключается в следующем:
• Лесопогрузочный пункт — площадка у лесотранспортного или сплавного пути для временного размещения деревьев, хлыстов, сортиментов и для их погрузки на лесотранспортные средства или для пуска в сплав.

• Верхний лесопромышленный склад — лесопогрузочный пункт, расположенный на лесосеке у лесовозной дороги, оборудованный техническими средствами для первичной обработки древесного сырья, хранения, погрузки или пуска в сплав хлыстов и сортиментов, а также для переработки древесных отходов.

Таким образом, на верхнем складе, в отличие от лесопогрузочного пункта, выполняются и транспортные, и рабочие (смешанные) технологические операции. Обычно это очистка деревьев от сучьев и раскряжевка.

В зависимости от вида лесоматериалов, вывозимых с лесосеки, технологические процессы лесосечных работ подразделяются на три группы: технология хлыстовая, сортиментная и технология с углубленной обработкой древесины. Отметим, что третья группа в настоящее время развита слабо из-за отсутствия мобильной техники, способной выполнять качественные и высокопроизводительные деревообрабатывающие операции.

В таблице 1 представлены наиболее распространенные технологические процессы первых двух групп.

Таблица 1. Технологические процессы лесосечных работ

Группа  Номер технологического процесса  Операции, выполняемые на лесосеке 
   

 Хлыстовая  

     1      В‑Фп
     2      В‑Фп

Группа Номер технологического процесса Операции, выполняемые на лесосеке Вид трелюемых лесоматериалов Операции, выполняемые на верхнем складе
или лесопогрузочном пункте
Вид вывозимых лесоматериалов
Хлыстовая 1 В‑Фп Д П Д
2 В‑Фп Д Ос‑П Х
3 В‑Ос‑Фп Х П Х
Сортиментная 4 В‑Ос‑Фп Х Р‑П С
5 В‑Фп Д Ос‑Р‑П С
6 В‑Ос‑Р‑Фп С П С
7 В‑Ос‑Р‑Фп‑П С С


Условные обозначения: В — валка деревьев; Ос — очистка деревьев от сучьев; Р — раскряжевка; Фп — формирование пакета; П — погрузка на лесовозный транспорт; Д — деревья; Х — хлысты; С — сортименты


Системы машин и механизмов, используемые для выполнения описанных в таблице 1 технологических процессов представлены в таблице 2.

Таблица 2. Системы машин для технологических процессов лесосечных работ

Группа

Номер тех-процесса

Машины, работающие на лесосеке

Вид трелюемого леса

Машины, работающие на верхнем складе или лесопогрузочном пункте

Вид вывозимого леса

Хлыстовая

1

БП+ТТ; ВМ+ТТ; ВПМ+ТТ; ВТМ

Д

П

Д

2

БП+ТТ; ВМ+ТТ; ВПМ+ТТ; ВТМ

Д

МОС+П

Х

3

БП+БП+ТТ

Х

П

Х

Сортиментная

4

БП+БП+ТТ

Х

БП+П

С

5

БП+ТТ; ВМ+ТТ; ВПМ+ТТ; ВТМ; ВТПМ

Д

МОСР+П;

ВТПМ+П

С

6

БП+БП+БП+Ф

Х+Ф; ХФ

С

П

С

7

БП+БП+БП+Ф

Х+Ф

С

С

Условные обозначения: БП – бензиномоторная пила; ТТ – трелевочный трактор; ВМ – Валочная машина; ВПМ – Валочно-пакетирующая машина; ВТМ – валочно-трелевочная машина; П – погрузчик (самопогрузка); МОС – машина для очистки деревьев от сучьев; МОСР – сучкорезно-раскряжевочная машина (процессор); ВТПМ – валочно-трелевочно-процессорная машина; Х – харвестер (валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина); Ф – форвардер (сортиментоподборщик); ХФ – валочно-сучкорезно-раскряжевочно-трелевочная машина (харвардер)


Степень распространения технологических процессов и систем машин для лесосечных работ в РФ, По данным ВНИИЛМ на 2014 год, представлена в таблице 3.

 Таблица 3 Объемы применения технологий в общем объеме заготовки древесины

основные технологические операции

основное лесозаготовительное оборудование

доля в общем объеме, %

заготовка и вывозка хлыстов

1

В‑Ос‑Фп + трелевка +П

БП+БП+ТТ

9,0

2

В‑Фп + трелевка + Ос‑П

ВПМ+ТТ+МОС

17,0


Итого


26,0

заготовка сортиментов

1

В‑Ос‑Фп + трелевка + Р‑П

БП+БП+ТТ+БП

45,0

2

В‑Фп + трелевка + Ос+Р‑П

БП+ТТ+МОСР

1,0

3

В‑Ос‑Р‑Фп + трелевка + П

харвестер + форвадер

20,0

4

В‑Ос‑Р‑Фп + трелевка + П

БП+БП+БП + форвадер

5,0

5

В‑Фп + трелевка + Ос+Р‑П

ВПМ + ТТ + МОСР

3,0


Хлыстовая технология
Данная технология была разработана в СССР, а ее разработчики были награждены Государственной премией за высокие показатели достигнутой эффективности в производительности и максимальном использовании древесного сырья. Долгое время хлыстовая заготовка была наиболее распространенной и в России.

В настоящий момент технология широко применяется в США и Канаде. В нашей же стране (по данным ВНИИЛМ на 2014 год) лишь 26% заготавливаемой древесины вывозится на нижние лесопромышленные склады в хлыстах
(см. Таблицу 3) Большую роль в снижении этих объемов сыграли Правила дорожного движения, запрещающие выезд хлыстовозов на дороги общего пользования, вкупе с истощением освоенных в советские годы лесных массивов и резким сокращением объемов строительства специальных лесовозных дорог.

Технологический процесс № 1 (см. Таблицу 1) позволяет свести к минимуму число операций, выполняемых на лесосеке, и перенести их выполнение на более производительное стационарное оборудование лесопромышленных складов, уменьшить трудозатраты на очистку лесосек и использовать крону для производства полезной продукции (топливной и технологической щепы, хвойно-витаминной муки и др.). Однако при трелевке деревьев труднее сохранить подрост и предотвратить повреждения деревьев, оставляемых на корню. Кроме этого, современная лесоводственная наука считает нежелательным вывоз порубочных остатков с территории лесосеки в связи с обеднением лесной почвы. При вывозке деревьев также существенно снижается использование полезной грузоподъемности лесовозного транспорта ввиду низкого коэффициента полнодревесности пакета.

При технологическом процессе № 2, вследствие концентрации порубочных остатков на территории верхнего склада, уменьшаются трудозатраты на очистку лесосеки. Также улучшаются условия для применения высокопроизводительных мобильных сучкорезных машин, лучше используется грузоподъемность лесовозного транспорта, однако происходит увеличение числа операций выполняемых в лесу.

Достоинством технологического процесса № 3 является уменьшение степени повреждаемости подроста и оставляемых на корню деревьев при трелевке хлыстов, а также возможность использования порубочных остатков для укрепления трелевочных волоков при слабой несущей способности почвогрунтов. При этом, однако, увеличиваются затраты на последующую очистку территории лесосеки, а последующее применение порубочных остатков для производства полезной продукции, как правило, невозможно.

Сортиментная технология

Сортиментная заготовка.jpgПо данным ВНИИЛМ на 2014 год 86% заготавливаемой в РФ древесины вывозится на лесопромышленные склады в сортиментах.

В технологическом процессе № 4 работы по валке деревьев, их очистке от сучьев и раскряжевке обычно выполняются при помощи бензиномоторных пил. Подобная технология распространена на выборочных рубках, при отсутствии у предприятия высокопроизводительных многооперационных машин, позволяет использовать порубочные остатки для укрепления трелевочных волоков. Основной ее недостаток – значительная доля ручного труда.

Технологический процесс № 5 имеет недостатки, связанные с трелевкой деревьев, однако позволяет использовать на верхнем складе многооперационные сучкорезно-раскряжевочные машины (также называемые процессорами). Весь процесс может быть выполнен одной машиной – ВТПМ.

Технологические процессы № 6 и 7, предусматривающие получение сортиментов у пня, называют «скандинавской» технологией заготовки. Валка деревьев выполняется либо бензиномоторными пилами (тогда на очистке деревьев от сучьев и раскряжевке применяются процессоры), либо валочно-сучкорезно-раскряжевочные машины (харвестерами). Иногда при помощи бензиномоторной пилы выполняются все рабочие операции. На трелевке используются сортиментоподборщики (форвардеры) с колесным или гусеничным движителем. Все операции процесса могут выполняться одной машиной – харвардером. Технологический процесс № 7 предусматривает так называемую «прямую вывозку леса – без выделения специальной операции трелевки и перегрузки на лесовозный транспорт. Работа по такой схеме будет эффективной при небольшом расстоянии вывозки (до 10 км) и использовании в качества транспорта леса только колесных форвардеров.

Интересно отметить разницу в терминах «хлыстовая технология» и «сортиментная технология», используемых в РФ и за рубежом.

Если в РФ технологические процессы лесосечных работ принято подразделять по виду лесоматериалов, вывозимых с верхнего склада (лесопогрузочного пункта), то зарубежные специалисты делят технологические процессы по виду трелюемых лесоматериалов, отождествляя тем самым сортиментную технологию заготовки древесины со скандинавской. Иначе говоря, по принятой в РФ классификации, технологические процессы № 4 и 5 относятся к сортиментной технологии, а по европейской и американской – к хлыстовой.

Всякая палка о двух концах

Первостепенным преимуществом сортиментной технологии является возможность доставки сортиментов различных назначений прямо на перерабатывающие предприятия, минуя нижний склад.

Скандинавскую технологию отличает еще одно преимущество: сортименты, стрелеванные в полностью погруженном положении, не загрязняются и не повреждаются почвой или камнями.

Однако, у сортиментной технологии заготовки есть и достаточно существенные недостатки. Главный из них – степень оптимальности раскроя при раскряжевке, которая на порядок меньше, чем обеспечивают стационарные раскряжевочные установки нижних складов. Кроме того, энергетический КПД рабочих и смешанных операций, прежде всего, очистки деревьев от сучьев и раскряжевки также значительно ниже, чем на стационарных установках поскольку КПД привода от электродвигателя существенно выше, чем от двигателя внутреннего сгорания, а КПД пильного диска стационарной раскряжевочной установки – выше КПД пильного цепного аппарата.

Скандинавскую технологию кроме вышеназванных особенностей характеризует наибольшая степень негативного воздействия на почвогрунты волоков колесных форвардеров, по сравнению с тракторами, осуществляющими трелевку в полупогруженном или полуподвешенном положениях, при прочих равных условиях. Особенно это касается работы на третьей и четвертой категории почвогрунтов, занимающих почти 75% площади земель лесного фонда РФ в теплый период года.

Сортиментная технология может иметь преимущество перед хлыстовой при следующих условиях:

- ограниченное количество видов заготавливаемых сортиментов (не более 3‑4);
- поставка рассортированной продукции непосредственно с лесосеки трем-четырем потребителям различного профиля.

При выборе той или иной технологии заготовки древесины следует учитывать, что идеальных решений не бывает. 

Производители харвестров и форвардеров, а также апологеты скандинавской технологии утверждают, что производительность таких машинных комплексов как Х+Ф существенно выше, чем при традиционной технологии, обычно имея в виду лесозаготовительные бригады, оснащенные бензиномоторными пилами. Однако производительность системы машин ВПМ + трелевочный трактор с пачковым захватом + процессор никак не ниже, а зачастую и выше, чем Х+Ф.

Комплексность использования древесного сырья при хлыстовой технологии обычно больше, поскольку при сортиментной, особенно при скандинавской, последний рез обычно бросается в лесу.

Вместе с тем, при невозможности довезти хлысты до нижнего склада из-за ограничений Правил дорожного движения или малых радиусах поворота лесовозных дорог, при отсутствии развитых гибких технологических процессов переработки древесины (особенно низкотоварной) на нижнем складе, или отсутствии нижнего склада вообще, лесозаготовителям, безусловно, следует использовать один из технологических процессов сортиментной заготовки древесины.

Соответствовать Правилам дорожного движения по ограничениям габаритов воза на дорогах общего пользования, сохраняя при этом все преимущества хлыстовой технологии заготовки древесины, позволяют технологические процессы заготовки полудеревьев. Об этих процессах, как и о технологии заготовки с углубленной обработкой древесины читайте в следующих номерах нашего журнала!

Актуальные темы свежего номера
Лесопользование
Технологии лесозаготовок
События