ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
РАЗМЕЩЕНИЕ ЛЕСОВОЗНОГО УСА НА ЛЕСОСЕКЕ
Д.Н. АФОНИЧЕВ, доц. каф. транспорта леса и инженерной геодезии ВГЛТА, д-р техн. наук
Существуют различные варианты размещения лесовозного уса на лесосеке, наиболее распространены две схемы: проложение уса по середине и по краю лесосеки, но не обосновываются условия, при которых следует размещать ус по середине и по краю лесосеки . Очевидно, что размещение уса определяется шириной лесосеки: при относительно небольшой ширине целесообразно ус разместить по краю лесосеки со стороны лесовозной магистрали. Выбор конкретного варианта размещения уса на лесосеке может быть обоснован путем сравнения затрат на устройство трелевочных волоков, погрузочных пунктов и трелевку лесоматериалов к погрузочным пунктам по рассматриваемым вариантам.
Обозначим суммарные затраты на устройство трелевочных волоков, погрузочных пунктов и трелевку лесоматериалов к погрузочным пунктам при размещении уса по краю лесосеки Z1 (руб), а при размещении уса по середине лесосеки - Z2 (руб). Размещение уса по краю лесосеки целесообразно, если выполняется условие
При несоблюдении условия (1) ус необходимо разместить по середине лесосеки.
Каждый из параметров Zx и Z2 включает пять статей затрат: Z3 - затраты на устройство погрузочных пунктов, руб; Z4 - затраты на устройство магистральных трелевочных волоков, руб; Z5 - затраты на трелевку по магистральным волокам, руб; Z6 - затраты на устройство пасечных волоков, руб; Z7 - затраты на трелевку по пасечным волокам, руб. Затраты Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 определяются с учетом размеров лесосеки, пасек, расположения погрузочных пунктов и параметров технологического процесса лесосечных работ . Путем алгебраических построений можно получить аналитические зависимости, определяющие указанные затраты
где m - количество погрузочных пунктов, размещаемых по одной стороне уса; k - количество рядов пасек на лесосеке;
K - стоимость устройства одного погрузочного пункта, руб.
Количество рядов пасек k зависит от размещения уса, при расположении уса по середине k = 2, а при расположении уса по краю лесосеки k = 1.
Z4 = mkC1kPT{lII + a - a0), (3)
где CT - стоимость устройства магистрального волока, руб/км;
kPT - коэффициент удлинения магистрального волока;
1п - расстояние между погрузочными пунктами, км;
a - протяженность магистрального волока в пределах погрузочного пункта, км;
a0 - полуширина зоны тяготения к пасечному волоку, км.
Z5 = 1шЯЪГ (4)
где 1Ш - среднее расстояние трелевки по магистральному волоку, км;
q - объем трелюемой древесины, м3;
Ът - стоимость трелевки древесины по магистральным волокам, руб/(м3-км).
7 - mkkpnlnCn (dy z^ (5)
7 - 2ao It - J- (5)
где kpn - коэффициент удлинения пасечного волока;
СП - стоимость устройства пасечного волока, руб/км;
dy - ширина зоны тяготения к усу, км;
z - расстояние от уса до магистрального волока, км.
где lmB - среднее расстояние трелевки по магистральному волоку, км;
Ъп - стоимость трелевки древесины по пасечным волокам, руб/(м3-км).
Если принять, что форма лесосеки в плане прямоугольная, то объем заготавливаемой на лесосеке древесины q можно определить по формуле
q = Х.00^^^., (7)
где у - ликвидных запас древесины на 1 га, м3/га.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2009
ЛЕСОИНЖЕНЕРНОЕ ДЕЛО
Средние расстояния трелевки по магистральному и пасечному волокам при размещении пасечных волоков перпендикулярно лесовозному усу, а магистральных - параллельно усу составляют
lMB = kPT;
Пв = 0,5kPn((dy / к) - z) (8)
Суммарные затраты Zx при к = 1 составят
Zj = mK + mC1kPT{ln + a - a0) +
100Ydylnmb1kpT +
+ (mkPnlnCn / 2a0)(dy - z) +
50Jdylnmkpnbn(dy - z). (9)
Суммарные затраты Z2 при к = 2 составят
Z2 = 2mK + 2mCTkPT(ln + a - a0) +
100Ydylnmb1kPT +
+ (mkPnInCn / 2a0)(dy - 2z) +
25JdylnmkPnbn(dy - 2z). (10)
Неравенство (1) легко привести к
Z2 - Zj > 0. (11)
С учетом формул (9) и (10) после преобразований неравенство (11) примет вид
mK + mCTkPT(ln + a - a0) - zmkPn ln CJ2a0 -
25YlnmkPnbn Cpy> °. (12)
Так как m > 0 и a0 > 0, то обе части неравенства (12) без изменения знака можно разделить на m и умножить на a0
2a0K + 2a0C1kPT(ln + a - a0) -
ZkPn lnCn - 50a0YlnkPnbndy2 > 0. (13)
Полученное неравенство легко решается относительно dy
dy < (2a0K + 2a0CTkPT(ln + a - a0) -
ZkPn lnCn) / 50a0YlnkPnbn. (14)
Ширина зоны тяготения к усу dy величина положительная, а поэтому из обеих частей неравенства (14) можно извлечь квадратный корень без изменения знака неравенства
2a0K + 2a0CTkPT х
x(ln + a - a0) - zkpnlnCn (15)
Формулу (15) можно упростить заменой an = 2a0 (an - ширина зоны тяготения к пасечному волоку, км) и выносом числовой константы из-под корня, тогда размещение уса по краю лесосеки целесообразно при соблюдении условия
a^K + anCTkpT х x(ln + a - 0,5an) - zkpnlnCn
Из полученного выражения (16) видно, что на размещение уса влияют три группы факторов: технологические параметры (an, ln, a, z), экономические показатели (K, CT, Cn, bn) и природные условия (kPT, kPn, у). Исследуем влияние ширины пасеки ln и ликвидного запаса древесины у на ширину зоны тяготения к усу dyK, при которой Zj = Z2, а следовательно согласно формулам (11) - (16)
a^K + anCTkpT х x(ln + a - 0,5an) - zkpnlnCn an ylnkpnbn
Следует учесть, что ln = nan, где n - целое число, тогда формула (17) преобразуется к виду
K + CTkpT -
NzkpnCn nanYkpnbn
Примем в соответствии с следующие значения: K = 35 руб, CT = 30 руб/км, Cn = 10 руб/км, bn = 0,55 руб/(м3-км) (экономические показатели приняты в базовом уровне), an = 0,016 км, a = 0,03 км, z = 0,05 км. Для равнинной местности можно принять kPT = 1,15, kPn = 1,2. Ликвидный запас древесины
Y примем в интервале 50-250 м3/га с шагом изменения 50 м3/га, при этом малые значения
Y соответствуют лесосекам при проведении рубок ухода за лесом. Расстояние между погрузочными пунктами ln может изменяться в достаточно широком диапазоне , а поэтому примем значение n = ln / an в интервале от 1 до 12.
На рисунке представлены графики зависимости dyK = fly). Множество значений dy расположенных выше кривых графиков, показанных на рисунке, согласно (16) соответствует условию размещения уса по середине лесосеки, а соответственно множество значений dy расположенных ниже кривых графиков - условию размещения уса по краю лесосеки.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 3/2009
Здравствуйте! Уважаемые коллеги, разъясните, пожалуйста, имеет ли право арендатор лесного участка устраивать лесовозные усы для освоения отдельных лесосек. По выделам, не назначенным в рубку. В проекте освоения в таблице характеристика проектируемых объектов лесной инфраструктуры указаны выдела только для создания лесовозных дорог.
Согласно распоряжению Правительства Российской федерации от 17.07.2012 г. № 1283-р утверждён перечень «объектов лесной инфраструктуры для защитных лесов, эксплуатационных лесов и резервных лесов». Лесовозный ус в этом перечне отсутствует. Как быть, если лесоустройством не запланирована дорога, предназначенная для освоения конкретной лесосеки. С уважением, Владимир.
Уважаемый Владимир!
В соответствии с частью 7 статьи 29 Лесного кодекса Российской Федерации граждане, юридические лица на лесных участках, предоставленных им в целях заготовки древесины, вправе осуществлять строительство лесных дорог, лесных складов, других строений и сооружений.
Согласно статье 13 Лесного кодекса Российской Федерации лесная дорога относится к объектам лесной инфраструктуры, которые подлежат сносу после того, как отпадет надобность в них, а земли, на которых они располагались, - рекультивации.
Согласно «ГОСТ 17461-84. Межгосударственный стандарт. Технология лесозаготовительной промышленности. Термины и определения» лесовозный ус - временный лесовозный путь со сроком эксплуатации не более года, примыкающий к ветке или магистрали лесовозной дороги и предназначенный для освоения отдельных лесосек.
Таким образом, лесовозный ус - это сооружение достаточно краткосрочного действия в отличие от лесной дороги, поэтому в перечень объектов лесной инфраструктуры он не входит и не планируется документами лесоустройства.
Арендатор лесного участка в целях освоения отдельных лесосек имеет право устраивать временные лесовозные пути (лесовозные усы), в том числе по лесотаксационным выделам, не назначенным в рубку, с обязательным отображением схемы размещения данных сооружений в технологической карте разработки лесосеки (п. 53 Правил заготовки древесины, утвержденных приказом Рослесхоза от 01.08.2011 года № 337). Однако, не более, чем через год с начала сооружения лесовозных усов, он должен прекратить эксплуатацию данных объектов, разобрать их и рекультивировать занимаемые ими земли.
Лесную дорогу, как объект лесной инфраструктуры, арендатор лесного участка имеет право создавать согласно проекту освоения лесов и эксплуатировать ее в течение всего периода времени, когда у него есть необходимость в этом (практически в течение всего срока действия проекта освоения лесов и, возможно, в течение всего срока аренды лесного участка). Рекультивировать земли, занятые лесной дорогой, необходимо лишь после того, как отпадет в ней надобность.
42 43 44 45 46 47 48 49 ..ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ УСОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Усы строят в пределах отведенных лесосек главного пользования и на подходах к ним с ответвлением от ближайшей ветки, часто под углом близким к 90°. Трасса уса прокладывается, по возможности, по сухим возвышенным местам (на лесосеках летнего действия) с минимумом закруглений в пределах лесосеки.
Основные нормы проектирования лесовозных усов, согласно ВСН 01-82 Гииролестранса следующие:
Расчетные скорости движения: основная 20 км/ч, в трудных условиях 15 км/ч, в горных- 10 км/ч;
Наименьшие радиусы кривых 30 м (с колейным покрытием не менее 50 м);
Наибольшие продольные уклоны приняты по табл. 5.1; расчетные расстояния видимости поверхности дороги 30 м в трудных условиях 25 м;
Ширина земляного полотна 4,5/4,0 м, в том числе проезжей части 3,5/3 м (в знаменателе в трудных условиях).
На усах используются разнообразные виды дорожных покрытий. К покрытиям на усах предъявляются следующие требования: обеспечение бесперебойной вывозки древесины с лесосеки в течение установленных сроков, достаточная прочность, необходимая для пропуска лесовозных поездов, работающих на постоянных путях в течение периода действия уса, широкое использование местных материалов или инвентарных дорожных элементов при постройке.
Поперечные профили грунтовых усов приведены на рис. 5.27. Сучья и вершинки деревьев укладывают в поперечном направлении на грубо спланированную поверхность (засыпка ям) со спиленными заподлицо пнями без нарушения их корневой системы (рис. 5.27, а) и закрепляют на месте продольными лежнями- двумя или четырьмя, которые на месте закрепляются кольями.
Толщина слоя порубочных остатков, уплотненных несколькими проходами трактора 20.. .25 см. Их засыпают дренирующим грунтом (песком). На головных участках уса с повышенной грузонапряженностью целесообразно устраивать покрытия из песчано-гравийной смеси толщиной до 15... 20 см. При пересечении пониженных мокрых мест устраивают сплошной поперечный настил из нетоварной древесины.
Для усов с гравийным покрытием или грунтовых (без укрепления проезжей части) особое значение имеет обеспечение водоотвода боковыми канавами с профилировкой земляного полотна, устраиваемого в сухих местах и при легких грунтах (супеси) в нулевых рабочих отметках, а в сырых при наличии суглинистых грунтов - в насыпях 0,3 ... 0,6 м.
На рис. 5.27, б показан традиционный поперечный профиль гравийного покрытия на усах серповидного профиля, а на рис. 5.27, виг поперечные профили, обеспечивающие при постройке экономию гравийного материала до 15...25%. Рациональное размещение материала покрытия с минимумом его толщины на оси пути, надежный водоотвод с поверхности земляного полотна по уклонам, увеличенным до 6 % и с горизонтальной поверхностью покрытия предусмотрено поперечным профилем (рис. 5.27, г).
Рис. 5.27. Поперечные профили усов с грунтовой проезжей частью, укрепленной лесосечными отходами (а), и с гравийным покрытием (б, в, г, д)
Колейное гравийное покрытие целесообразно устраивать в порядке проведения ремонта грунтовой проезжей части, имеющей колеи глубиной до 15 см, путем их засыпки или при повторном использовании уса, например, на головных участках (см. рис. 7.6). Опыт показывает, что грунтовые усы и пути с гравийным покрытием целесообразно применять в основном в сухих местах (1-й тип местности).
В настоящее время наибольшим распространением пользуются деревянные щиты ЛВ-11, разработанные ЦНИИМЭ. Щиты ЛВ-11 размером 6,1X1,0X0,19 м изготовляются из двухкантных брусьев, скрепленных металлическими стяжками-болтами. На торцах щитов укреплены металлические сварные оголовники с устройством шарнирных стыковых соединений щитов в коле-сопроводы. Во многих леспромхозах применяют щиты такого же типа, но без оголовников, с меньшим числом возможных перекладок.
Нагельные щиты, размером 6х 1X0,2 м изготовляются из трехкантных брусьев, соединенных в щит деревянными нагелями шестигранного сечения для круглых отверстий диаметром 8 см. Стыковых соединений щиты не имеют и для обеспечения их устойчивости в колесопроводе щиты укладывают стыками на спаренные шпалы с вырезами. Нагельные щиты рассчитаны для применения на вывозке автомобилей типа МАЗ.
Для изготовления нагельных щитов КомигипроНИИлеспро-мом разработана и применяется в леспромхозах Коми АССР технологическая линия на базе специального сверлильно-за-прессовочного агрегата, обеспечивающего изготовление за смену до 50 щитов пятью рабочими. Для изготовления нагельных щитов металл не требуется - ив этом их основное преимущество. Однако их прочность ниже, чем щитов ЛВ-11.
В СевНИИПе разработаны инвентарные колейные покрытия в виде лент, собранных из коротких брусков (длиной 1,1 м) на металлических шарнирах. Однако широкого распространения они не получили из-за большой потребности в металле (27,5 т/км) и недостаточной собственной жесткости.
В Белорусском технологическом институте разработано ленточное покрытие, собираемое из деревянных брусков размером 2x0,14x0,14 м, соединенных в ленту шириной 1 м стальными шпильками с шагом в 1 м, установленными на расстоянии 0,5 м от торцов брусьев, размещенных вразбежку. При перевозке ленты БТИ складываются. Высота сечения брусков представляется недостаточной. При укладке щитов или лент в колеспро-воды на сырых и мокрых местах необходимо устройство оснований из хлыстов или бревен (рис. 5.28), требующих значительного расхода древесины (до 400 м3/км и более). В ЛТА разработаны инвентарные конструкции щитового "бесколейного покрытия с увеличенной опорной поверхностью шириной 3,5 м, т. е. равную ширине проезжей части уса.
Перспективным является применение на усах в 1-м и 2-м типах местности сборно-разборных колейных покрытий из железобетонных плит марок ПДЗ-З и ПДТЗ-З (см. табл. 5.15), обеспечивающих большую экономию ценной деловой древесины, идущей на изготовление щитов. Плиты нельзя укладывать на поперечный настил.
Временный путь для вывозки заготовленной древесины с лесосеки со сроком эксплуатации не более года, примыкающий к ветке или магистрали лесовозной дороги и предназначенный для освоения отдельных лесосек. Выбор трасс Л. у. проводится на этапе подготовительных лесосечных работ - комплекса операций по созданию необходимых условий для выполнения основных работ на лесосеке. Л. у. - часть лесотранспортной сети лесозаготовительного предприятия. Расстояние между Л. у., равное двум расстояниям трелевки древесины, устанавливают с учетом наименьших суммарных затрат на их строительство и трелевку древесины к лесопогрузочным пунктам. В зависимости от типа местности и применяемых автопоездов из покрытия Л. у. могут быть на железобетонных плитах, из деревянных щитов на фунтовом или шпальном основании, из бревен на шпальном основании (т. и. лежневые лесовозные дороги), а также гравийными, улучшенными фунтовыми и фунтовыми. Не допускается использование в качестве временных Л. у. русел рек и ручьев. Л. у. после окончания срока вывозки древесины должны быть разобраны, а занимаемые ими земли рекультивированы (см. Рекультивация земель).
Дороги, прокладываемые по лесным массивам и от лесных массивов к дорогам обшей сети, а также к производственным цехам лесозаготовительных предприятий и территориальным лесничествам, называются лесными дорогами.
Лесные дороги относят к дорогам промышленного транспорта и делят на лесовозные и лесохозяйственные. Лесовозные дороги служат для перевозки древесины и других грузов, осуществляемой лесозаготовительными предприятиями при освоении закрепленных за ними на правах аренды лесосырьевых баз. Лесовозные дороги проектируют как технологические пути и подразделяют на магистрали, ветки и усы.
Магистралью называют лесовозную дорогу, эксплуатируемую в течение всего или значительной части срока деятельности предприятия. Она связывает лесосырьевую базу с нижним лесоскла-дом предприятия, пунктом потребления или дорогой общего пользования. Магистраль, как правило, пересекает весь или почти весь лесной массив и объединяет все лесовозные дороги в единую сеть.
Веткой называют лесовозную дорогу, примыкающую к магистрали и предназначенную для освоения части лесного массива. В отдельных случаях ветки могут примыкать к дорогам общего пользования. Срок службы веток составляет 5-10 лет.
Ус - это временная лесовозная дорога, служащая для освоения конкретной лесосеки. Усы, как правило, примыкают к веткам, но иногда и к магистрали. Срок службы уса соответствует продолжительности разработки лесосеки и равен обычно 2 - 3 мес, реже - 1 году.
В настоящее время на трелевке заготовленной древесины применяют колесные факторы, которые позволяют значительно увеличить расстояние трелевки в сухой местности и в зимнее время.
В этом случае лесовозные усы, как правило, не строят, а древесину трелюют непосредственно к веткам лесовозной дороги.
Лесохозяйственные дороги строят для выполнения работ по эксплуатации, уходу, восстановлению и охране лесов. Сеть лесохо-зяйственных дорог должна обеспечивать постоянный доступ в любую часть лесного массива, поэтому постоянным является и срок службы таких дорог. Основой для сети дорог лесничеств является сеть квартальных просек, выполняющих роль дорог низшего, III типа, обеспечивающих проезд единичных автомобилей. Эти дороги представляют собой противопожарные, осушительные, а также предоставляют доступ к лесным кордонам, лесосеменным и егерским участкам. Наряду с ними в лесном фонде строятся дороги II типа. Роль главного транспортного пути выполняет лесохозяйственная дорога I типа.
Учитывая, что согласно новому Лесному кодексу Российской Федерации (2007) все лесохозяйственные мероприятия в арендуемом лесном фонде должны выполнять арендаторы (лесозаготовители), сеть лесовозных и лесохозяйственных дорог целесообразно строить как единую и согласованную с общей сетью дорог местного значения.
Технологическая и организационная структура процесса транспорта древесины
Транспорт древесины представляет собой технологическую фазу лесозаготовительного производства, связующую две другие фазы - лесосечные работы и операции по первичной переработке древесины на нижних лесопромышленных складах.
Древесину из лесосек могут вывозить в виде деревьев, хлыстов, сортиментов и технологической шепы. Вид вывозимой древесины определяет технологическую структуру процесса транспорта леса.
На погрузочном пункте формируют межоперационный запас древесины. Наличие этого запаса чрезвычайно важно для обеспечения ритмичной работы лесовозного транспорта. Размер межоперационного запаса определяют расчетом.
Запас древесины на погрузочном пункте требуется в тех случаях, когда фактическое поступление будет меньше сменного задания на погрузку. Причиной, вызывающей создание запасов, являются случайные отклонения фактической производительности (уменьшение поступления) древесины или увеличение интенсивности ее вывозки.
Грузят деревья или хлысты на подвижной состав челюстными погрузчиками перекидного типа. Возможно также применение крупнопакстного метода погрузки с использованием лебедок.
Погруженную древесину вывозят автопоездами либо подвижным железнодорожным составом узкой колеи на нижний лесопромышленный склад.
При вывозке сортиментов использовать высокопроизводительные и дорогостоящие челюстные погрузчики становится невыгодным, поэтому для погрузки используют передвижные гидроманипуляторы или вывозку осуществляют подвижным составом, имеющим гидроманипулятор для самопогрузки.
Технологическую щепу вывозят автомобилями-щеповозами, оборудованными саморазгружающимся контейнером. Щепу в контейнер грузят непосредственно из передвижной рубительной машины. Как правило, щепу вывозят непосредственно ее потребителю.
Организационная структура лесотранспортного процесса в различных предприятиях может быть различной. Наиболее распространенной является такая структура, при которой лесотранспорт-ные работы в лесозаготовительном предприятии выполняет лесо-транспортный цех, конкретный состав которого определяется объемом транспортных работ и местными условиями.
Подразделениями лесотранспортного цеха, обеспечивающими вывозку древесины, являются:
службы содержания и ремонта лесовозных дорог и дорожных сооружений (дорожная служба);
техническая служба содержания и ремонта подвижного состава, дорожной и погрузочно-разгрузочной техники, обеспечения горючим, смазочными материалами и запасными частями;
диспетчерская служба, задачей которой является оперативное планирование и управление лесотранспортным процессом, обеспечение выполнения плана вывозки и учет выполненной транспортной работы.
