Технологический процесс лесозаготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общие положения

1.1 Анализ исходных данных

Заготовка леса предприятием, которое будет рассмотрено в данном курсовом проекте, производится в республике Коми. Эта республика расположена на северо-востоке Сибири. Ее территория составляет 415,9 тыс. кмІ. Рельеф равнинный слабохолмистый. Климат континентальный. В южной части в теплое время года выпадает до 70% годовой суммы, на северо-востоке - 50%. Вегетационный период на юге - 4 мес., на северо-востоке - 2-2,5 мес. На большой части территории развиты почвы подзолистого типа, в северной части - тундровых типов. Леса занимают 72% территории, преобладает ель и сосна (80% площади лесов), лиственные породы занимают 16%. Встречаются сибирские виды: кедр, пихта, лиственница. К северу от 65⁰ северной широты тайга сменяется лесотундрой и тундрой. Коми топливно-энергетический и лесопромышленный район. В Коми добывают уголь, нефть, природный газ. Важная отрасль промышленности - лесная. В связи с перечисленными условиями наиболее целесообразно будет использование механизированный способ заготовки, т.к. небольшой объем хлыста (средний объем хлыста равен 0,32 мі).

1.2 Расчет лесосырьевой базы

Поскольку запланированы рубки ухода, площадь годичного лесосечного фонда определяется по формуле:

, га,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;

= 220 тыс. мі;

- средний запас древесины на 1 га площади лесосеки, мі/га;

= 120 мі/га;

С - коэффициент, учитывающий интенсивность изреживания лесонасаждения при несплошных рубках;

С =0,2

, га,

Поскольку в рассматриваемом районе преобладают леса III группы, размеры лесосеки устанавливаем 1000Ч500 м.

, га,

где А и В-геометрические размеры лесосеки, м;

А = 1000 м, В = 500 м

га.

Определяем количество лесосек:

, шт.;

шт.

1.3 Обоснование режима работы ЛЗП

Учитывая то, что производство ведется в 1 смену на всех фазах, что обуславливает восьмичасовой рабочий день, а, следовательно, пятидневную рабочую неделю, а также то, что вегетационный период в кемеровской области составляет 120 дней, составляем календарный график ЛЗП.

Календарный график работы ЛЗП.

Таблица 1

Месяцы	Количество дней в году
	Календарных	Нерабочих	Рабочих
		выходных и праздничных	нерабочих по климатическим условиям	на лесосеке	на лесотранс порте	на лесном складе
Январь	31	16	-	15	15	15
Февраль	28	9	-	19	19	19
Март	31	10	-	18	21	21
Апрель	30	9	4	17	21	21
Май	31	10	2	19	21	21
Июнь	30	10	-	20	20	20
Июль	31	9	-	22	22	22
Август	31	8	-	23	23	23
Сентябрь	30	10	2	18	20	20
Октябрь	31	8	4	19	23	23
Ноябрь	30	9	-	21	21	21
Декабрь	31	11	-	20	20	20
Всего	365	119	12	234	246	246

Рассчитываем суточное и сменное производственное задание на лесосечных работах:

, мі,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;

= 220 тыс. мі;

- число рабочих дней на лесосеке

= 234 дн.

мі;

, мі

- количество смен на данной фазе производства;

мі.

Рассчитаем суточное и сменное производственное задание на нижнескладских работах:

, мі,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;

= 220 тыс. мі;

- число рабочих дней на нижнем складе;

= 246 дн.

мі;

, мі

- количество смен на данной фазе производства;

мі.

Рассчитаем суточное и сменное производственное задание на лесотранспорте:

, мі,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;

= 220 тыс. мі;

- число рабочих дней на лесотранспорте;

= 241 дн.

мі;

, мі

- количество смен на данной фазе производства;

мі.

2. Обоснование и расчет лесосечных работ

2.1 Обоснование выбора варианта технологии и системы машин для лесосечных работ

Индивидуальным заданием предусмотрена вывозка с лесосеки сортиментов, поэтому выбранный технологический процесс схематично можно изобразить следующим образом:

Учитывая благоприятные природно-климатические условия района рубки, годовой объем заготовки - 220 тыс. мі и достаточную площадь лесосеки, можно сделать вывод о наибольшей целесообразности использования механизированного способа заготовки. В технологическом процессе участвуют следующие виды бензопил и машин:

- валка - Тайга-214;

- трелевка - форвардер Cat 554;

- очистка от сучьев Тайга-214;

- раскряжевка Тайга-214;

- погрузка КС-4561

2.2 Расчет производительности машин и механизмов на лесозаготовках

2.2.1 Определение производительности бензиномоторных пил

Производительность определяется по формуле:

, с,

где - продолжительность рабочей смены, с,

= 28800 с;

- коэффициент использования рабочего времени,

= 0,6;

- среднее значение объема хлыста, мі;

= 0,32 мі;

Время цикла валки деревьев () определяется по следующей формуле:

, с

где - время на подготовку рабочего места,=15с;

- время затрачиваемое на спиливание дерева с учетом выполнения подпила, с;

- время на переход от подпила к спиливанию, принимается в пределах 3…5;

- время падения дерева и отход от него, принимается в пределах 5…10 с;

t₅ - время на переход от одного обрабатываемого дерева к другому.

Срезание дерева и возвращение пильного аппарата в исходное положение () определяется по формуле:

, с;

где d - диаметр дерева в месте пиления для среднего значения объема дерева, м; d = 0,222 м;

К_п.п. - коэффициент увеличения площади пиления за счет подпила, К_п.п =1,3

Пчп - производительность чистого пиления мотоинструмента, мІ/с, Пчп = 0,006 мІ/с;

- коэффициент использования производительности чистого пиления, = 0,6;

с.

, с;

- скорость перемещения моториста по лесосеке, которая принимается в пределах 0,4…0,6 м/с;

- коэффициент учитывающий неравномерность распределения деревьев на лесосеке=1,2;

- ликвидный запас древесины на 1 га лесосеки, мі/га;

= 120 мі/га;

- среднее значение объема хлыста, мі; = 0,32 мі;

С - коэффициент степени изреживания насаждения, С=0,15;

с.

мі.

Расхождение расчетной производительности с нормативной составляет 49%.

В технической характеристике производительность валки дана с обрезкой сучьев, но т.к. я рассчитываю валку отдельно от обрезки, то производительность возрастает.

Время цикла очистки деревьев от сучьев определяется по формуле:

, с

- время, затрачиваемое на перемещение моториста вдоль дерева, с;

- время на спиливание сучьев, на одном дереве, с;

- время на переход от одного дерева к другому, с.

, с

- длинна сучковой зоны дерева, =0,7;

- скорость перемещения моториста по лесосеке, 0,4…0,6 м/с;

, с

, с;

, с

, м³

Между нормативной и расчетной производительностью расхождений нет.

Время цикла на раскряжевке хлыстов определяется по формуле:

, с

время, перемещения моториста вдоль дерева с учетом разметки хлыстов, с;

, с

t₂ - время на пиление хлыста, с;

, с,

d_сер - серединный диаметр хлыста, м;

- коэффициент использования производительности чистого пиления, 0,5…0,6

- число резов, приходящееся на один хлыст, при раскряжевке

, с,

- длина отпиливаемой вершины, 1,5…2 м;

- длина выпиливаемого сортимента, 3…5 м;

- время на переход от одного дерева к другому, с 10…15 с.

=

Расхождение расчетной производительности с нормативной составляет 3%.

2.2.2 Определение производительности трелевочных тракторов

Для трелевки мы используем форвардер Cat -554.

Чтобы сократить среднее расстояние трелевки разбиваем лесосеку на 4 делянки.

м;

Производительность форвардера определяем по формуле:

, мі;

где - продолжительность рабочей смены, с,

= 28800 с;

- коэффициент использования расчетного значения объема трелюемой пачки; =0,96;

где - время на подготовительно-заключительные работы, с;

=2400 с;

- среднее расстояние трелевки;

- время на чокеровку и формирование пачки, с;

- время на отцепку пачки и чокеров на погрузочном пункте, выравнивание комлей, с;

- выгрузка пачки, выравнивание комлей, маневры для дижения в обратном направлении, с;

a, b - геометрические размеры лесосеки, относящиеся к одной погрузочной площадки; a = 1000 м, b=500 м;

- коэффициенты зависящие от схемы расположения трелевочных волоков; т.к. принята параллельная схема расположения трелевочных волоков, то k1=0,5, k2=0,5.

Время на чокеровку и формирование пачки определяется по формуле:

- средний запас древесины на 1 га площади лесосеки, мі/га;

- коэффициент использования расчетного значения объема трелюемой пачки; =0,8…0,9;

- среднее значение объема хлыста, мі; = 0,32 мі;

- значение объема трелюемой пачки, =12,9;

Время на отцепку пачки и чокеров на погрузочном пункте определяется по формуле:

м³

2.2.3 Определение производительности крана КС-4561

Сменную производительность крана определяем по формуле:

, мі,

где - продолжительность рабочей смены, с,

= 28800 с;

- время на выполнение подготовительно-заключительных операций;

- коэффициент использования рабочего времени смены, учитывающий отдых оператора, переезды погрузочного средства с одной погрузочной площадки на другую, устранение технических неисправностей, ожидание порожнего подвижного состава, =0,5-0,6;

- грузоподъемность единицы лесовозного транспорта, м³, 25,8 м³;

t₁ - время погрузки одной пачки, t₁=7 мин.;

Q - грузоподъемность лесопогрузчика или крана м³, Q=11,5 м³;

- коэффициент использования грузоподъемности лесопогрузчика, =0,8-0,9;

t₂ - время подготовки подвижного состава к погрузке, t₂=2-4 мин.;

t₃ - время отправки и крепления воза после погрузки, t₃=3-5 мин.

Расхождение расчетной производительности с нормативной составляет 18%.

2.3 Обоснование формы организации труда и расчет состава бригады и мастерского участка

Поскольку рубки проводятся в лесах III группы, а размеры лесосеки и объемы заготовки достаточно велики, наиболее выгодно, на мой взгляд, будет вести работу укрупненными комплексными бригадами (УКБ).

Рассчитаем необходимое количество машин.

Потребное количество машин и механизмов.

Таблица 2

Наименование основных операций	Марка машины, механизма	Расчетная производительность, мі/см	Сменное задание на лесосечные работы, мі/см	Количество машин и механизмов, шт.
				Расчетное	Принятое	В резерве
1	2	3	4	5	6	7
Валка	Тайга-214	44,1	940,2	21,3	22	4
Трелевка	Cat-554	172,3	940,2	5.5	6	2
Очистка от сучьев	Тайга-214	35,1	940,2	26,8	28	5
Раскряжевка	Тага-214	51,7	940,2	18	18	4
Погрузка	КС-4561	294,4	940,2	3,2	4	1

Количество резервных машин определяем по формуле:

,

где - нормативный коэффициент; = 0,17;

- принятое количество машин, шт.

= 4 шт. - количество валочно - пакетирующих машин в резерве;

= 2 шт. - количество трелевочных тракторов в резерве;

= 5 шт. - количество бензопил при очистке от сучьев в резерве.

= 4 шт. - количество бензопил при раскряжевке в резерве;

= 1 шт. - количество погрузчиков в резерве.

Ведущая операция - трелевка.

Определяем установленное задание бригаде ():

, мі/см

где m - число трелевочных машин, шт.;

- сменная производительность ведущей машины, мі/см;

=172,3 мі/см.

мі/см.

Таким образом получается, что в состав каждой УКБ входят четыре трелевочных трактора, одна валочно- пакетирующая машина, два челюстных погрузчика. Количество рабочих в каждой бригаде УКБ составляет 41 человек.

Состав бригады:

Вальщик - 10;

Тракторист трелевочного трактора - 2;

Обрезчик сучьев - 10;

Раскряжевщик - 7;

Оператор погрузочного крана -6.

Рассчитаем потребное количество бригад ()

,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;

= 220 тыс. мі;

- годовое задание бригады, мі/год.

,

где - число рабочих дней на лесосеке, = 234 дн.

- установленное задание бригаде, мі/см.

- число дней на перебазировку бригады с одной лесосеки на другую, = 5;

бригады.

Учитывая средний объем заготовки леса, 2 УКБ объединяем в 1 мастерский участок по одной бригаде в каждом. Это улучшит управление лесосечными работами и повысит их технико-экономические показатели.

2.4 Определение трудозатрат на выполнение основных, подготовительных, вспомогательных и заключительных работ

Трудозатраты на основные работы определяем по формуле:

,

где - общее число человек выполняющих основные работы, чел.;

= 35 чел.

- число рабочих дней на лесосечных работах, дн; = 234 дн.

- число смен, см; = 1 см.

чел. - дн.

Годовой объем трудозатрат на подготовительные работы () можно определить по формуле:

,

где T1 - трудозатраты на подготовку 1 га лесосеки к рубке, чел.-дн/га; T1=6 чел.-дн/га.

T2 - трудозатраты на строительство одного погрузочного пункта, чел.-дн; T2 = 30 чел.-дн.

T3 - трудозатраты на строительство 1 км лесовозного уса, чел.-дн; для строительства 1 км грунтового уса принимаем трудозатраты равные 200 чел.-дн.

Tд - суммарные трудозатраты на другие виды подготовительных работ, не учтенные показателями T1, T2, T3. Tд =0 чел.-дн.

- годовой объем лесозаготовок, мі;= 220 тыс. мі;

- средний запас древесины на 1 га площади лесосеки, мі/га;

= 120 мі/га;

- средняя площадь лесосеки, прилежащая к одному погрузочному пункту, га; = 50;

k - коэффициент, учитывающий неэксплуатационные площади; k = 1,2;

b - ширина полосы леса, осваиваемая с одного лесовозного уса, км;

b = 0,5 км.

чел.-дн.

Подготовительные работы проводятся до начала основных работ на лесосеке с целью создания благоприятных и безопасных условий выполнения основных работ. В состав основных работ входят подготовка территории лесосек к заготовке, разметка границ пасек и волоков, устройство погрузочных пунктов, подготовка магистральных волоков и т.д.

Трудозатраты на вспомогательные работы в течение года () можно определить по формуле:

,

где - годовой объем лесозаготовок, мі;= 220 тыс. мі;

- норма выработки на расчистку снега при механизированной заготовке, чел.-дн. на 1000 мі заготовленного леса; = 32,3;

- норма выработки на точку и правку инструмента, чел.-дн. на 1000 мі заготовленного леса; = 5 чел.-дн.;

- норма выработки на ремонт чокеров, чел.-дн. на 1000 мі заготовленного леса; = 1 чел.-дн.;

- норма выработки на перебазирование бригад на новую лесосеку, чел.-дн. на 1000 мі заготовленного леса; = 0,65 чел.-дн.;

- норма выработки на содержание и ремонт механизмов и оборудования на базе готовых деталей, узлов, агрегатов на лесосеке, чел.-дн. на 1000 мі заготовленного леса; = 13 чел.-дн.

- норма выработки на содержание тракторных трелевочных волоков в исправленном состоянии; чел.-дн. на каждую тракторосмену; =0,5 чел.-дн.

- норма выработки на перевозку рабочих к месту работы и обратно чел.-дн.; = 2 чел.-дн.

- норма выработки на доставку запчастей, топливно - смазочных материалов, чел.-дн; = 0 чел.-дн;

- норматив трудозатрат на охрану оборудования на мастерском участке, чел.-дн.; = 845 чел.-дн;

- число рабочих дней в течение года на вспомогательных работах, дн; = 234 дн.

- коэффициент сменности; = 1;

- количество машиносмен на трелевке древесины.

, маш - см,

- сменная производительность одного трелевочного средства, мі; =85,5 мі;

маш - см,

-количество мастерских участков, 3 шт.;

Целью вспомогательных работ является обеспечение проведения основных работ. Вспомогательные работы выполняются одновременно с основными работами. К ним относятся техническое обслуживание машин и механизмов, обеспечение топливно-смазочными материалами, доставка рабочих и их бытовое обслуживание, содержание транспортных путей на лесосеке, охрана оборудования в нерабочее время.

К заключительным работам относится очистка лесосек от порубочных остатков. Это операция весьма трудоемкая и желательно ее выполнять механизированным способом. Трудозатраты на очистку лесосек можно определить по формуле:

,

где - площадь лесосечного фонда, га;

- норма выработки на очистку лесосек, чел.-дн./га; = 5,26 чел.-дн./га;

чел.-дн.

Определим потребное количество рабочих для выполнения каждого вида работ:

,

где - трудозатраты на данный вид работ, чел.-дн;

- количество рабочих дней на данном виде работ, чел.-дн.

Для подготовительных и заключительных работ принимается равным продолжительности вегетационного периода (120 дн).

,

чел.

На подготовительные работы требуется 175 человек.

,

чел.

На выполнение вспомогательных работ требуется 72 человека.

,

 чел.

Для выполнения заключительных работ необходимо 77 человек.

2.5 Разработка мероприятий по обеспечению доброкачественного лесовозобновления при проведении лесосечных работ

Поскольку в данной работе проектируются рубки промежуточного пользования, то будут применяться мероприятия по естественному лесовозобновлению (очистка лесосек, оставление древостоя для обсеменения, минерализация почвы и др.).

Процесс лесовосстановления после проведения лесозаготовительных работ является достаточно сложным поскольку нарушается среда обитания лесных растений и эффективность последнего лесовосстановления напрямую зависит от правильного его выбора и способа.

Наиболее эффективным способом очистки лесосеки является размельчение и разбрасывание равномерно по площади порубочных остатков, которые используются как естественные удобрения. Для ускорения разложения порубочных остатков применяется искусственное их заражение дереворазрушающими базидиальными грибами и азотофиксирующими бактериями.

Для предотвращения выпаса скота на возобновляемых площадях или чрезмерного посещения их людьми проводим огораживание вырубок и других участков, подлежащих облесению. Необходимо запретить сенокошение и пастьбу скота.

Рассмотренные выше мероприятия относятся к деятельности человека, способствующей возобновлению леса.

Далее запроектируем меры воздействия непосредственно на почву как среду для прорастания семян и развития из них растений. В зависимости от плодородия, механического состава и степени увлажнения почв на многих вырубках в сравнительно короткое время развивается мощный травянистый или моховой покров который препятствует прорастанию семян и росту самосева. В этих случаях в целях, создания благоприятных условий для прорастания семян проводится обработка (минерализация) почвы.

Содействие естественному возобновлению леса возможно с применением химической обработки площадей, заключающейся в воздействии химическими средствами на нежелательную древесную растительность, а также кустарники, сорные травы, мхи и т.д., затрудняющими возобновление ценных пород. При регулировании состава молодняков применяют препараты химического действия (избирательного), называемые арборицидами. После опрыскивания этими препаратами отмирают нежелательные лиственные породы, и вследствие этого улучшаются условия освещенности и питания для остающихся более ценных в хозяйственном отношении хвойных пород.

Естественному лесовозобновлению содействует сохранение максимального количества жизнеспособного подроста. Этому содействует выбранная система машин. Также для создания естественного лесовозобновления необходимо сохранить семенные деревья.

Для минерализации почвы используется якорный покровосдиратель ЯП-1. Он предназначен для подготовки почвы на нераскорчеванных вырубках и под пологом леса путем сдирания растительного покрова до поверхности гумусного горизонта.

Все вышеперечисленные мероприятия должны способствовать возобновлению леса и дальнейшему формированию жизнеспособного насаждения, состоящего преимущественно из хозяйственно - ценных пород.

Список литературы

1. Единые нормы выработки и расценки на лесозаготовительные работы [Текст]: нормативно-производственное издание. - М: Экономика, 1989). - 82 с.

2. Залегаллер, Б.Г. Технология и оборудование лесных складов [Текст]: учебник для вузов / Б.Г. Залегаллер, П.В. Ласточкин, СП. Бойков. М.: Лесная промышленность, 1984. - 352 с.

3. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных работ [Текст]: учеб. для вузов / Б.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков. - М.: Леей. пром-сть, 1990. - 392 с.

4. Краткая географическая энциклопедия в 5-ти томах [Текст]: под ред. А.А. Григорьева. - М.: Советская энциклопедия. Т.1 - 1960. - 563 с, Т. 11

- 1961. - 592 с, Т. III-580 с, Т. IV - 1963. - 448 с, Т. V - 1966. - 544 с.

5. Машины и технология лесосечных работ. Параметры технологического оборудования [Текст]: метод, указания по курсовому и дипломному проектированию в четырех частях для студентов специальности 0519, 0901, 1512, 1719 / Б.Ф. Бессуднов [и др.]. - Ленинград.: ЛТА, 1981. - 224 с.

6. Никишов, В.Д. Комплексное использование древесины [Текст]: учеб. для вузов / В.Д. Никишов. - М.: Лесная промышленность, 1985. - 264 с.

7. Общесоюзные нормы технологического проектирования ОНТП 02-85 [Текст]: - Л.: Гипролестранс, 1986. - 232 с.

8. Пошарников, Ф.В. Технология и оборудование рубок промежуточного пользования [Текст]: учеб. пособие / Ф.В. Пошарников. - Воронеж: Воронеж, гос. лесотехн. акад., 2000. - 93 с.

9. Пошарников, Ф.В. Технология и техника в лесной промышленности [Текст]: учеб. пособие в 2-х ч. / Лесосечные и лесоскладские работы/ Ф.В. Пошарников. - Воронеж.: ВГЛТА. - 1998. - часть 1. - 196 с.

10. Правила рубок главного пользования и лесовосстановитедьпых рубок в равнинных лесах европейской части СССР [Текст] / Гипролестранс. Л.: 1989. 232 с.

11. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Справочные материалы [Текст]: учебн. Пособие / Ю.А. Ширнин, [и др.]. Йошкар-Ола: Мар ГТУ, 1999. - 252 с.

12. Ширнин, Ю.А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановления [Текст]: учеб. пособие / Ю.А. Ширнин, Ф.В. Пошарников. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. - 398 с.

лесозаготовительный машина технология

Размещено на Allbest.ru

...