Заготовка и трелевка хлыстов

а)	б)
в)	г)
д)	е)

Рис. 2

Далее с одной стороны волока, на полупасеке производится валка деревьев в виде "елочки" вершинами по направлению к волоку (рис. 2в). В первую очередь валятся близстоящие деревья, которые используют в качестве опорных. Затем работы переносятся вглубь древостоя. При направленной валке группируется как можно больше вершин хлыстов вместе. Аналогичные работы продолжаются на полупасеке до конца вырубки по направлению вглубь от магистрального волока (рис. 2г). Закончив работы на одной полупасеке, переходят на вторую, где валка деревьев повторяется в том же порядке с ближнего конца волока (рис. 2д). После завершения валки деревьев на пасеке и обрезки сучьев хлысты вершинами вперед вытрелевываются на погрузочную площадку или верхний склад (рис. 2е).

Применение погрузочно-транспортных машин на базе специализированного шасси МЛПТ-354 и МЛ-131, как и прицепных к трактору МТЗ 80/82, несмотря на различие в конструкции, позволяет осуществлять сбор, подсортировку, подвозку (при расстояниях не более 12 км прямую вывозку потребителю) и штабелевку сортиментов у лесовозной дороги. Наличие гидроманипулятора предопределяет их работу с сортиментами, которые могут быть заготовлены бензиномоторными пилами, процессорами или харвестерами. В зависимости от вида рубки, места выпиливания сортиментов на лесосеке, системы машин, природно-производственных условий и др. они могут работать по целому ряду технологических схем.

Для условий Беларуси как на рубках промежуточного, так и главного пользования наиболее целесообразны системы машин, где заготовка сортиментов осуществляется либо с помощью бензиномоторных пил, либо харвестерами (машинная заготовка). Полностью машинная заготовка сортиментов, учитывая высокую стоимость харвестеров, получит перспективное применение в стране после освоения их серийного выпуска отечественным машиностроением. В настоящее же время основным механизмом, обеспечивающим заготовку сортиментов на лесосеке, является бензиномоторная пила. Учитывая эти обстоятельства, наметившийся в Беларуси переход на одиночную валку деревьев и то, что эффективность работы форвардеров во многом определяется качеством валки деревьев, местом и характером расположения сортиментов на лесосеке, рассмотрим ряд прогрессивных для наших условий технологических схем.

Полосная валка. В состав системы машин входят безредукторная бензиномоторная пила и погрузочно-транспортная машина, оснащенная гидроманипулятором с радиусом действия не менее 8 м. Метод подходит для прореживаний и заготовки сортиментов различной длины в лесонасаждениях с преобладанием в них стволов объемом до 0,12 м³, обеспечивает эффективное производство без ненужного ручного пакетирования и предотвращает повреждение почвы.

Суть метода представлена на рис. 3.

Вначале (рис. 3а) производится планирование. Выбирается направление валки, ширина разрабатываемой полосы (пасеки), которая определяется зоной досягаемости гидроманипулятора, но не должна быть менее 25 м. Намечаются оставляемые на доращивание деревья. Далее – волок очищается от поросли (рис. 3б). Прореживание начинается на любой из полупасек на участке длиной 15...20 м. В первую очередь валят деревья, стоящие по краям волока под углом 90° к нему. Когда другое дерево мешает выбранному направлению падения, применяется обходная валка.

Полосная валка

а	б
в	г
д	е

ж

Рис. 3

Место падения самого большого дерева определяет место пакетирования первого штабеля сортиментов (рис. 3в). Дерево валят поперек лежащего (рис. 3г), оставляя ствол на удобной для обрезки сучьев и раскряжевки высоте. Валка-пакетирование при этом выполняется как одна операция, т.к. пакетировать небольшие деревья легко. Делаются два перекрывающих друг друга подпила на разной высоте (первый выше и со стороны, куда необходимо повалить дерево). Убирается пила, дерево наклоняют, направляя его свободное падение. Для облегчения пакетирования часто дерево валится так, чтобы вершина повисла на чем-нибудь. Ствол обхватывается клещами и относится к пачке. Закончив прореживание вокруг пачки в зоне действия манипулятора, срезают деревья, стоящие на волоке (рис. 3д). Далее планируется место под новую пачку и работы повторяются в том же порядке. Закончив валку на одной полупасеке (рис. 3е), выполняют прореживание в такой же последовательности на второй (рис. 3ж). После его окончания сортименты уложены в пачки и готовы к погрузке и вывозке форвардером.

Короткомерный метод. Данный метод более подходит при проведении прореживаний бензопилой в насаждениях со средним объемом более 0,19 м³ для получения пиловочника и балансовой древесины стандартной длины. В результате работы по этому методу обеспечивается удобная рабочая высота, которая облегчает обрезку сучьев и снимает нагрузку на спину. Большая часть образующихся в результате вырубки деревьев, сучьев и веток остается на волоке, создавая защитное покрытие корням деревьев и облегчая движение форвардеров на грунтах со слабой несущей способностью.

Порядок работы по этому методу представлен на рис. 4.

Вначале выбирается направление валки, и на пути его прохождения на участке, равном приблизительно длине двух деревьев, обрезаются ветки и подлесок (рис. 4а). Для прореживания на этом участке сначала валят одно или два так называемых "дерева-платформы" (рис. 4б). Эти деревья будут служить опорой для следующих поваленных деревьев, располагая их на удобной высоте и облегчая как обрезку сучьев, так и раскряжевку хлыстов. Иногда вместо "дерева-платформы" используют естественные особенности местности, например, возвышенность. В ряде случаев в качестве опорного служит толстое дерево, которое после подпила на высоте около 0,5 м наклоняют на землю, оставляя комель на пне ("дерево-скамейка").

На подкладочные вначале валят стоящие на волоке деревья назад по направлению к вырубленному участку волока (рис. 4в). После обрезки сучьев и раскряжевки их на сортименты последние раскатывают вправо и влево за габариты волока на сортиментные полосы, прилегающие к нему. Ширина полос должна соответствовать вылету манипулятора форвардера. Для облегчения работы оператора форвардера целесообразно балансы и пиловочник не смешивать, а укладывать в разные штабеля. Однотипные штабеля должны быть уложены вдоль волока в одном направлении, например, поперек.

Короткомерный метод

а	б
в	г
д

Рис. 4

После разработки волока выполняется прореживание на прилегающей к нему половине полупасеки (рис. 4г). Валка деревьев производится в направлении вперед и назад так, чтобы они лежали как можно ближе к пачкам сортиментов, которые можно использовать для поддержания стволов на удобной высоте. Закончив прореживание на прилегающей к волоку половине полупасеки, приступают к разработке дальней ее половины. Деревья валят так, чтобы они падали по направлению к волоку и на сформированные пачки сортиментов (рис. 4д). В аналогичной последовательности разрабатывается вторая полупасека, расположенная по другую сторону волока.

Рубка рядами. Данный метод (рис. 5) рекомендуется при проведении сплошных рубок главного пользования на грунтах с удовлетворительной и хорошей способностью. В состав системы машин входит безредукторная бензиномоторная пила и форвардер. Допускается применение колесного трактора с прицепной тележкой и гидроманипулятором или сортиментовоза с гидроманипулятором. Радиус действия манипулятора должен быть не менее 6 м, грузовой момент – не менее 40 кН ^. м. Цель метода – свести ручную обрезку сучьев до минимума, обеспечивая ее на удобной рабочей высоте, оставляя в то же самое время пиловочник там, где он лежит, готовый к погрузке форвардером. Единственное ручное пакетирование, которое нужно сделать – отделить балансы (вершинную часть) от пиловочника. Преимуществом данного метода является также возможность создания толстого настила из веток и сучьев для передвижения форвардера.

Ширина пасеки для данного метода зависит от средней высоты вырубаемых деревьев и не может превышать их двойную высоту. Разработка пасеки начинается с валки толстого ветвистого дерева, расположенного посередине пасеки, прямо на другие деревья (рис. 5а). На нем обрезаются сучья и делаются поперечные надрезы в соответствии со схемой раскроя хлыстов на сортименты. Данное дерево будет служить опорной платформой для последующих деревьев. В зоне поваленного выбирается близстоящее дерево, которое валится на дерево-опору так, чтобы центр его тяжести находился близко к дереву-опоре (рис. 5б).

Для перемещения поваленного дерева на дереве-опоре в сбалансированное положение вальщик может использовать лом с кантовальным крюком. После обрезки сучьев и выполнения надрезов сбалансированный хлыст легко повернуть таким образом, чтобы он лег параллельно дереву-опоре (рис. 5в). Если необходимо увеличить высоту "опоры", его оставляют лежать. В противном случае делаются поперечные распилы ствола в местах надрезов на сортименты.

Далее продолжается направленная валка других деревьев поперек дерева-опоры (рис. 5г), по такому же принципу, с двух полупасек. В первую очередь валятся близстоящие деревья, во вторую – отдаленные. После вырубки деревьев в зоне дерева-опоры выбирается новое крепкое дерево для опоры (рис. 5д). Осуществляется смещение зоны работ к вновь поваленному дереву и обработанному дереву-опоре. На него аналогично валятся и обрабатываются вначале ближестоящие деревья (рис. 5е), а затем деревья, находящиеся далеко от ряда сортиментов (рис. 5е). Если некоторые деревья находятся слишком далеко, чтобы их переместить или легко опереть на ряд сортиментов, то их оставляют стоять до работы со следующим рядом (на новой пасеке). Завершаются работы поперечной распиловкой всех деревьев-опор и окучиванием в ряду тонкомерных сортиментов. Сформированные ряды сортиментов готовы к погрузке и вывозке.

Рубка рядами

а	б
в	г
д	е
ж	з

Рис. 5

Машинная заготовка сортиментов. В состав технологического процесса при машинной заготовке сортиментов (харвестер + форвардер) входят следующие операции: валка деревьев, обрезка сучьев, раскряжевка хлыстов и окучивание сортиментов харвестером; сбор и погрузка пачек сортиментов на грузовую платформу форвардера, подвозка и разгрузка (с подсортировкой сортиментов в штабеля у лесовозной дороги). Особенностью данного процесса при несплошных рубках является то, что в большинстве случаев разработка пасечных волоков не производится, а задается лишь направление предполагаемого движения харвестеров посредством лент, подвязываемых на деревьях. При движении харвестера задним ходом оператор выполняет валку только тех деревьев, которые мешают проходу машины. Оператор харвестера также определяет деревья, подлежащие валке на пасеке. Их срезание осуществляется в зоне эффективного вылета манипулятора.

Для уменьшения динамической нагрузки на рабочий орган и гидроманипулятор спиленное дерево целесообразно валить на растущий древостой (рис. 6).

Схема разработки лесосеки по скандинавской технологии

Рис. 6

Продвигаясь вглубь лесосеки, харвестер доходит до ее дальней границы и после разворота начинает валку на следующей пасеке, перемещаясь к лесовозному усу. У каждого дерева после валки обрезаются сучья и хлыст раскряжевывается на сортименты. Сучья используются для укрепления пасечных волоков. При формировании трелевочной пачки форвардер грузит крупные сортименты поштучно, средние и мелкие – пачками. На погрузочной площадке им же либо погрузочными машинами типа МЛПР-394, МПР-371 происходит формирование штабелей определенных сортиментов. В последующем погрузочные машины осуществляют из штабелей отгрузку сортиментов на автомобильный транспорт.

На труднодоступных для харвестеров участках и при деревьях большого объема для выполнения всех технологических операций используют бензиномоторные пилы. Крупные сортименты, получаемые при этом, остаются на месте, а средние и мелкие собираются в микропачки.

При разработке лесосек данной системой машин волок, располагающийся посередине пасеки, может быть как прямолинейным, что упрощает трелевку, так и непрямолинейным вследствие огибания харвестером куртин подроста, куртин и одиночных деревьев молодняка хозяйственно ценных пород, биогрупп и др. Непрямолинейные волоки, ширина которых около 4 м, также снижают ветровую нагрузку на насаждение при несплошных рубках. Ширина пасек при такой технологии составляет два эффективных вылета манипулятора.

Технология с заездами на полупасеки может рассматриваться как вариант технологии с волоком посередине пасеки с увеличенной ее шириной до четырех эффективных вылетов манипулятора (рис. 7).

Схема работы харвестера с заездами на полупасеки

Рис. 7

Шаг примыкания заездов к волоку с каждой стороны также составляет четыре R. Заезды на смежных полупасеках смещены на половину шага примыкания, что обеспечивает досягаемость всех деревьев. При этом заезды выполняются по дуге, что обеспечивает плавное примыкание к волоку.

В целях уменьшения общей длины пасечных волоков, по которым перемещается форвардер, может применяться схема со вспомогательным коридором (импровизированным волоком) (рис. 8). В этом случае расстояние между пасечными волоками составляет примерно 3,5 эффективных вылета манипулятора.

Схема разработки пасеки со вспомогательным коридором

1 – путь перемещения харвестера; 2 – граница волока; 3 – граница ленты;

4 – пакеты сортиментов, сформированные при разрубке волока

и прилегающей ленты; 5 – пакеты сортиментов, сформированные

при разрубке вспомогательной ленты

Рис. 8

Харвестер на вспомогательном коридоре также выполняет весь цикл операций, однако пачки сортиментов при этом укладывает на максимальном удалении от машины. Этим обеспечивается доступность пакетов, сформированных харвестером, для манипулятора форвардера, перемещающегося по волоку.

В практике работы лесозаготовительных и лесохозяйственных предприятий применяется и ряд других технологических схем разработки лесосек с использованием форвардеров.