Основным видом валки деревьев на лесозаготовках является валка без корней с оставлением пня определенной высоты или на уровне земли. Валка деревьев может вестись переносными моторными инструментами и машинами. Валка деревьев переносными моторными инструментами ведется двумя способами: одним рабочим (без помощника) и двумя.
Валка – отделение ствола дерева от прекорневой части с составлением пня или извлеччением целого дерева из грунта.
Большое значение для технологии лесосечных работ имеет направление валки деревьев. Одним из основных требований, предъявляемых к вальщику, является повал деревьев в заданном направлении. Существуют два направления валки деревьев:
а) общее, в котором должны валиться все деревья на лесосеке, обусловленное технологической схемой разработки лесосеки;
б) направление валки отдельных деревьев, которое должно учитывать обстоятельства, требующие больших или меньших отклонений от общего направления.
Направление естественного падения дерева в значительной мере зависит от ряда природных факторов: направления и степени наклона ствола, формы кроны, направления и силы ветра.
При выборе точного направления валки каждого дерева необходимо стремиться: предохранить от поломок как спиливаемое дерево, так и рядом стоящее; обеспечить удобство выполнения последующих операций (обрубка сучьев, чокеровка) и безопасность работы на валке; сохранить жизнеспособный подрост хозяйственно ценных пород.
В зависимости от системы рубок, состава насаждений и лесохозяйственных требований валка деревьев может производиться в необходимом для трелевки направлении: комлями или вершинами вперед.
Процесс валки деревьев переносной моторной пилой включает ряд операций: осмотр дерева, подготовку рабочего места у дерева, подпил, спиливание и повал дерева в заданном направлении, переход к следующему дереву. Перечисленные операции оказывают большое влияние не только на безопасность работы и производительность труда, но и на потери комлевой части ствола. Поэтому их выполнению должно придаваться большое значение.
При осмотре дерева вальщик определяет состояние ствола, форму кроны, диаметр и наклон ствола, направление и силу ветра и выбирает соответствующие приемы для безопасной валки дерева в требуемом направлении.
Подготовка рабочего места заключается в уборке мешающих повалу дерева кустарника и низко свисающих сучьев, в расчистке (утаптывании) снега вокруг дерева, в выборе пути отхода при падении дерева и расчистке его от препятствий и снега. При глубине снежного покрова свыше 0,6 м в помощь вальщику выделяется специальный рабочий. Тщательная подготовка рабочего места у дерева позволяет оставлять невысокие пни и сделать труд вальщика более безопасным.
Обеспечение падения дерева в заданном направлении достигается размером и местом подпила, формой недопила и применением сталкивающих устройств.
Дерево подпиливается со стороны направления его падения одним из следующих способов:
- одним резом при валке дерева диаметром до 0,2 м;
- двумя резами под углом α=30-40° друг к другу редукторными и α=45-60° безредукторными пилами;
- двумя параллельными резами с расстоянием между ними h=0,ld.
При подпиле дерева двумя резами первый горизонтальный рез делается на уровне шейки корня, а затем второй, наклонный либо горизонтальный рез. Наличие подпила предотвращает расколы ствола и образование сколов и отщепов на периферийной его части. Подпил необходимо делать так, чтобы высота пня после опиливания дерева была не более 1/3 диаметра пня, но не более 0,1 м от шейки корня. Прямостоящие деревья с равномерно развитой кроной при отсутствии ветра подпиливают на глубину, равную 1/4 диаметра ствола в месте спиливания. У деревьев с односторонне развитой кроной или с наклоном ствола в сторону валки, а также при попутном ветре глубина подпила во избежание самопроизвольного падения дерева со сколом в комлевой части увеличивается до 1/3 диаметра. Если ветер встречный или дерево необходимо повалить в противоположную сторону от наклона ствола, глубина подпила уменьшается до 1/5 диаметра ствола. В противном случае дерево может упасть по направлению ветра или наклона.
Спиливание дерева производится с противоположной стороны подпила. Плоскость спиливания должна быть горизонтальной и проходить на уровне верхней кромки подпила. У вертикально стоящих здоровых деревьев ширина недопила С должна составлять при диаметре дерева до 0,4 м - 0,02 м, от 0,41 до 0,6 м - 0,03 м и свыше 0,6 м - 0,04 м. У деревьев, имеющих напенную гниль, недопил увеличивается на 0,02 м. Недопил выполняет роль шарнира при падении дерева. При этом образуется козырек, который препятствует движению комля в сторону, противоположную падению дерева.
Недопил может быть прямоугольной и клиновидной формы. В форме клина недопил оставляют при валке деревьев с односторонней кроной или при ветре, действующем под углом к направлению валки. Широкая часть клинового недопила разрушается медленнее узкой. Благодаря этому происходит разворот ствола дерева вокруг своей оси в сторону уширенной части недопила и дерево может быть повалено в заданном направлении при боковом ветре, наклоне ствола или односторонней кроне.
Деревья спиливают в один или несколько приемов. У тонких стволов валочный комлевой пропил выполняется как простой веерный пропил, выполняемый из одной единственной точки вращения в направлении против часовой стрелки вплоть до недопила. Если диаметр ствола больше, чем длина шины, то валочный комлевой пропил выполняется как подтянутый (многосекторный) пропил. Подтянутый пропил производится по часовой стрелке. Если у толстых деревьев длина шины окажется недостаточной при подтянутом веерном пропиле, после подпила необходимо произвести дополнительно тангенциальный разрез, после которого выполняется подтянутый веерный пропил.
Топливная щепа – измельченное древесное сырье, которое по своему качеству может быть использовано только как топливо. Топливная щепа является основным видом древесного промышленного топлива.
Технологическая щепа – древесные частицы в виде косоугольного параллепипеда с острым углом 30-60 предназначена для производства целлюлозы.
Зеленая щепа- измельченное древесное сырье, содержащие примеси хвои, коры, листьев.
Рубительные машины
-дисковые- измельчают на щепу круглых и колотых лесоматериалов
Лучше всего барабанные- измельчают щепу стволов, сучьев, вершины.
Система машин (технологический комплекс машин – ТКМ) – это взаимосвязанная совокупность машин и оборудования, рационально подобранная в порядке выполнения операций по количеству и производительности для выполнения законченного вида работ по заданной технологии. ТКМ целесообразно формировать из многооперационных, исключающих ручной труд, машин. Однако из-за ограничений (объемные и весовые параметры, рельеф, несущая способность грунта и т.д.), накладываемых на агрегатные машины, или их отсутствия допускается включение в систему машин, не исключающих применение ручного труда, но успешно работающих в более широком диапазоне условий.
Для выполнения комплекса технологических операций, помимо механизированного инструмента, применяют специальные машины, которые в зависимости от набора выполняемых операций классифицируют как:
– валочные ВМ;
– валочно-трелевочные ВТМ; с помощью которого срезают деревья, снимают их с пней и доставляют камель в пакетирующие устройство. Предназначены для валки –трелевки, валки- пакетирования и валка деревьев на сплошных рубках
– валочно-пакетирующие (ВП); предназначен для срезания деревьев и укладывать их в пачки, удобное для трелевки.
– валочно-сучкорезно-трелевочные (ВСТМ);
– валочно-сучкорезно-раскряжевочные или харвестеры (ВСРМ);
– валочно-сучкорезно-раскряжевочно-погрузочно-транспортные или харвардеры (ВСРПТ);
– сучкорезно-раскряжевочные или процессоры (СРМ);
– сучкорезные (СМ).
Для выполнения погрузочно-транспортных операций используют:
– трелевочные машины (ТМ, ТМИ, ТММ, ТМП);
– погрузочно-транспортные или форвардеры (ПТМ);
– погрузочные (ПМ, ПМИ, ПММ);
– погрузочно-штабелевочные (ПШМ);
– погрузочно-раскряжевочные (ПРМ);
– канатные установки (КУ).
В отдельных случаях может использоваться модульный принцип построения системы лесосечных машин, в основу которого положено отделение энергетической установки от технологического оборудования, а транспортных функций машины – от технологических.
Способы и средства для очистки лесосек
Огневой способ включает: сбор порубочных остатков в кучи и валы шириной не более 3х метров с последующим сжиганием, до начала пожарного периода.
Безогневой способ включает:
- сбор порубочных остатков в кучи или ряды для последующего использования в качестве топлива или переработке для строительства лесовозных дорог.
- укладка порубочных остатков на волока с последующим придавливанием машиной в процессе трелевки
- сбор порубочных остатков в кучи и валы шириной не более 3х метров с оставлением их на месте для перегнивания и для подкормки диких животных в зимний период.
- измельчение порубочных остатков и разбрасывания их по территории лесосеки в целях улучшения лесорастительных условий.
Комбинированная очистка: сочетает сжигание остатков с оставлением части их не сожженными. Она имеет несколько вариантов, например, сбор части лесорубочных остатков в небольшие кучи и их сжигание и разбрасывание по лесосеки другой части, сбор всех остатков в кучи
Сортировкой называется процесс разделения сортиментов по назначению, размерам и другим признакам и перемещение их от места заготовки к месту укладки в штабеля.
Штабелевка - процесс укладки сортиментов в штабеля.
В условиях лесосеки заготовленные сортименты детально не сортируют, а производят их подсортировку по назначению и длинам, а иногда и по породам. Детальная сортировка лесоматериалов производится на нижних лесных складах. При этом дробность сортировки может включать 10 и более сортировочных категорий.
На лесосеках лесоматериалы сортируют обычно упрощенными способами. Первоначальная подсортировка может осуществляться уже при валке деревьев. Несколько деревьев одной породы или размерно-качественной группы валят вершинами в одном направлении таким образом, чтобы после раскряжевки образовывались небольшие пачки одной сортогруппы.
Если сортименты заготовлены непосредственно на лесосеке и окучены у волока, подсортировка сортиментов по длине и наименованиям осуществляется форвардером и совмещается с их трелевкой (подвозкой). Оператор, перемещая погрузочно-транспортную машину по пасеке, загружает ее сортиментами одного наименования, доставляет их на верхний склад и укладывает в штабель. Следующим рейсом доставляются на верхний склад сортименты другого наименования и укладываются в другой штабель и т. д.
При заготовке сортиментов на лесосеке многооперационными машинами подсортировку по длинам и наименованиям выполняет сама машина, укладывая сортименты в микропачки в 3-5-метровой зоне, расположенной вдоль волока с обеих его сторон. Раздельную доставку сортиментов определенного вида на верхний вклад с укладкой в соответствующий штабель выполняет форвардср.
При раскряжевке хлыстов на верхних складах сортименты при необходимости также сортируют и укладывают в штабеля. Если лесоматериалы отгружаются потребителям, то сортировка обязательна. В случае, если древесина вывозится на нижний склад, производится только подсортировка на деловые и низкокачественные лесоматериалы, а деловые - частично еще по длине. Окончательно сортируют лесоматериалы на нижнем складе.
Штабелевка сортиментов производится непосредственно у лесовозного уса (ветки). Подготовка площадок при рубках ухода заключается в расчистке придорожной полосы от кустарника и мелколесья на ширину около 10 м и укладке двух линий подкладок из дровяных бревен под каждый штабель. Целесообразно в качестве места под штабеля использовать естественные «окна» -поляны, прогалины и т. п.
На рубках главного пользования штабеля сортиментов располагают параллельно лесовозному усу, укладывая сортименты так, чтобы их ось была перпендикулярна оси уса. Под каждый штабель сортиментов устраивают подштабельные места из двух линий подкладок из дровяных бревен. Число подштабельных мест устанавливается в зависимости от дробности сортировки и объема лесоматериалов, подлежащих хранению на лесопогрузочном пункте (верхнем складе). Тип штабеля, его высота и удаленность от лесовозного уса зависят от типа механизма, применяемого на штабелевке и погрузке сортиментов.
За счет создания запасов древесины у трасс лесовозных дорог можно обеспечить ритмичную круглогодовую работу предприятия на транспорте и нижних складах, более полно осваивать лесосечный фонд. Запасы древесины путем укладки ее в штабеля создаются при вахтовом методе работ, перевалке древесины с одного вида лесовозного транспорта на другой, при вывозке по дорогам сезонного действия.
По своему назначению запасы древесины могут быть операционными и сезонными. Операционные запасы древесины создаются для обеспечения равномерной и производительной работы смежных машин (например, сучкорезных и погрузочных, лесовозного транспорта), задействованных в технологическом процессе. Операционный запас обычно равен 3-5-сменному объему производства лесозаготовительной бригады и создается лесозаготовительной техникой в процессе ее работы.
Сезонные запасы создаются на период распутицы, атакже при вывозке древесины по дорогам сезонного действия (снежным и снежно-ледяным), и могут составлять в зависимости от типа лесовозной дороги 3-40 % годового объема производства.