Технология и оборудование лесозаготовок

Объем и перечень операций, выполняемых на лесных складах, зависит от их назначения, типа, вида поступающего на склад сырья, объема и степени переработки лесоматериалов и т. п.

В состав основных технологических потоков обычно входят следующие операции: выгрузка заготовленного леса, очистка деревьев от сучьев, раскряжевка хлыстов, сортировка круглых лесоматериалов, штабелевка и погрузка лесоматериалов в вагоны МПС. Технологический процесс лесного склада зависит от вида поступающей древесины: деревьями, хлыстами или сортиментами, а также от наличия цехов переработки лесоматериалов.

Кроме перечисленных  основных работ, на нижнем лесоскладе могут выполняются следующие  операции: подача лесоматериалов на разделку или переработку, разделка долготья на сортименты, переработка лесоматериалов на шпалы, пиломатериалов, щепу, штабелевка и погрузка готовой продукции лесоперерабатывающих цехов. В данном проекте на нижнем складе выполняются следующие основные операции: разгрузка автолесовозов, раскряжевка хлыстов на сортименты, сортировка круглых лесоматериалов, штабелевка сортиментов, погрузка их в вагоны МПС и подача сырья к цехам переработки древесины.

Суточные и  сменные объемы работ на нижнем лесном складе приведены в таблице 3. 4. 
 
    Таблица 3. 4

Расчет суточных и сменных объемов работ по основным операциям 
 
    Наименование 
    Операции 
    Годовой объем 
    Режим работы 
    Объем работ, м3 
    % от общего объема 
    тыс. м3 
    рабочих дней в год 
    смен в сутки 
    в сутки 
    в смену 
    Разгрузка лесовозов 
    100 
    100 
    260 
    1 
    385 
    385 
    Раскряжевка хлыстов 
    100 
    100 
    260 
    1 
    385 
    385 
    Сортировка круглых л/м 
    100 
    100 
    260 
    1 
    385 
    385 
    Штабелевка круглых л/м 
    100 
    100 
    260 
    1 
    385 
    385 
    Погрузка л/м в вагоны МПС 
    100 
    100 
    250 
    1 
    400 
    400

3. 4. Выбор состава  и расчет числа машин на  основных технологических потоках

На основе расчета  режима работы лесосклада определяют состав и число машин на основных технологических потоках. Технологические  потоки или линии объединяют машины, предназначенные для производства заданной продукции: круглых лесоматериалов, рудстойки, балансов, дров, и т. п. К основным на нижних лесных складах относят технологические потоки по производству круглых лесоматериалов. Машины в потоках могут устанавливаться последовательно, параллельно и смешанно. От схемы размещения машин зависит производительность потока. Расчетное потребное количество машин определяют делением сменного задания на производительность машин. На основе анализа соотношения производительности машин для разных операций потока и их потребного количества устанавливают окончательное число машин.

На нижнем лесном складе производится только грузовые операции: разгрузка сортиментовозов, штабелевка круглых лесоматериалов, погрузка их в вагоны МПС и подача сырья к цехам переработки древесины.

Расчет потребного количества машин на основных потоках  приведен в таблиц 3. 5. Сменная производительность ЛО-68 и ТС-7 определена по "Единым нормам выработки и расценкам  на лесозаготовительные работы" с переводом на восьмичасовой рабочий день. 
 
    Таблица 3. 5

Расчет потребного количества оборудования на нижнем лесоскладе 
 
    Вид работ 
    Сменное задание, м3 
    Наименование машин 
    Сменная производи-тельность, м3 
    Количество работающих машин 
    Разгрузка лесовозов 
    385 
    ПЛ-1В 
    213, 8 
    2 
    Раскряжевка хлыстов 
    385 
    ЛО-68 
    98 
    4 
    Сортировка круглых л/м 
    385 
    ТС-7 
    37 
    10 
    Штабелевка л/м 
    385 
    ККС-10 
    400 
    1 
    Погрузка в вагоны МПС 
    400 
    ККС-10 
    560 
    1

Сменная производительность оборудования на разгрузке леса с  лесовозного транспорта определяется по следующей формуле: 
 
    , 
    где Т - продолжительность рабочей смены, мин;

КВ = 0, 7 - 0, 8 - коэффициент  использования рабочего времени; QЛ - рейсовая нагрузка лесовозного автопоезда, м3; 
 
    t - время цикла по разгрузке лесовозного транспорта, мин. 
    Т = 480 мин , КВ = 0, 7 , QЛ = 14 м3 , t = 22 мин 
    480 мин * 0, 7 * 14 м3 
    ПСМ = 22 мин = 213, 8 м3

3. 5. Расчет запасов, количества штабелей и площади лесосклада

Площадь нижнего  лесосклада должна обеспечивать размещение резервного (сезонного) запаса деревьев (хлыстов), сырья у цехов переработки  древесины и готовой продукции  у фронта отгрузки. Поэтому при  расчете площади нижнего лесного склада необходимо учитывать, что она включает в себя: - площадь, занятую резервным запасом деревьев (хлыстов);

- площадь, занятую  круглыми лесоматериалами, не  подлежащими переработке и хранящимися  у фронта отгрузки;

- площадь, занятую лесоматериалами, подлежащими дальнейшей переработке и хранящимися непосредственно у цехов переработки;

- площадь, занятую  готовой продукцией из цехов  переработки древесины и хранящейся  у фронта отгрузки;

- площадь, занятую  производственными зданиями, сооружениями, транспортными путями, противопожарными разрывами.

Для расчета  площади лесного склада необходимо установить объемы сырья и готовой  продукции, которые временно должны храниться на складе, размеры штабелей и их тип.

Размер резервного запаса хлыстов или деревьев, QРЕЗ, зависит от длительности перерывов вывозки леса во время распутицы и может быть определен по формуле: 
 
    QРЕЗ = QСУТ Ч t ,

где QСУТ - суточный объем переработки хлыстов (деревьев) на складе, м3; t- максимальная долговременная длительность перерыва в вывозке леса на нижний лесосклад из-за климатических и производственных условий, сут. ; Количество лесоматериалов, хранящихся на прирельсовом складе, принимается равным:

- для сортиментов,  не подлежащих переработке и  хранящихся у фронта отгрузки, 10 - 15 суточному объему;

- для готовой  продукции из цехов переработки  древесины, хранящейся у фронта  отгрузки, 20 - 30 суточному объему;

- для сырья  у цехов переработки древесины  - 2 - 3 сменному объему по разделке. Запасы сырья у цехов и готовой  продукции у фронта отгрузки необходимы для компенсации неравномерности поступления леса на склад и в обработку, подачи порожняка под погрузку и для сушки некоторых сортиментов. Размеры и тип штабелей зависят от вида хранящихся лесоматериалов, типа механизмов и грузозахватных устройств, применяемых для создания запасов. Для определения площади, занятой древесиной, необходимо знать количество штабелей и разрывы между ними. Количество штабелей данного сортимента определяется делением объема хранения этого сортимента на объем древесины в одном штабеле. 
 
    Объем штабеля находим по следующей формуле: 
    VШ = L Ч b Ч h Ч D , 
    где L - длина штабеля, м;

b - ширина штабеля,  м (за ширину штабеля принимается  длина штабелюемого леса); h - ширина  штабеля, м;

D - коэффициент полнодревесности штабеля, зависящий от типа штабеля. Расчетное количество штабелей каждого сортимента должно быть не меньше количества сортировочных категорий этого сортимента, т. е. расчет количества штабелей должен вестись с учетом дробности сортировки лесоматериалов. Разрывы между смежными штабелями не нормируются и обычно принимаются равными 1, 5 - 2, 0 м (в данном проекте 1, 5 м).

Площадь, занятая  штабелями лесоматериалов с учетом разрывов между ними, определяется по следующей формуле: 
 
    F = L Ч b Ч nШ + L Ч C Ч ( nШ - 1), 
    где L - длина штабеля, м; 
    b - ширина штабеля, м; 
    С - разрыв между двумя смежными штабелями, м; 
    nШ - количество штабелей данного сортимента.

Через каждые 150 м фронта штабелей оставляют проезд шириной 10 м. Противопожарные разрывы от штабелей до производственных помещений устраивают в пределах 25 - 30 м.

Площадь, занятая  производственными зданиями, сооружениями и путями транспорта, составляет примерно 25% от площади, занятой древесиной.

После этого  определяются общая площадь нижнего лесного склада, вместимость и удельная емкость склада.

По числу штабелей и их размерам в плане, с учетом противопожарных разрывов, определяется площадь, занятая штабелями. Общая  площадь склада определяется из следующего соотношения: 
 
    КПЛ = FШТ / FБР Ю FБР = FШТ / КПЛ , 
    где КПЛ - коэффициент использования площади склада; 
    FШТ - площадь склада занятая штабелями, м2; 
    FБР - общая площадь склада, м2.

Под вместимостью нижнего лесосклада понимают количество лесоматериалов в плотных кубометрах, размещаемое на площади склада. Она определяется по следующей формуле:

Е = m1 Ч L1 Ч b1 Ч h1 Ч D1 + m2 Ч L2 Ч b2 Ч h2 Ч D2 +.... + mn Ч Ln Ч bn Ч hn Ч Dn ,

где m, L, b, h, D- соответственно число штабелей, длина, ширина, высота, коэффициент полнодревесности каждого сортимента.

Удельная вместимость, е, определяется путем деления вместимости  лесосклада на его общую площадь: 
 
    е =

Расчеты по определению  суточных объемов переработки лесоматериалов, объемы штабелей, количество штабелей и площадь занятую ими для каждого сортимента приведены в таблице 3. 6. 
 
    Таблица 3. 6 
    Расчет запасов и вместимости лесосклада 
    Наименова-ние сортиментов 
    Число дней обработ. дре-весины, сут. 
    Объем 
    Обработки в сут. , м3 
    Продолжит. хранения, сут. 
    Запас на складе по объему м3 
    Габаритные размеры штабеля, м. 
    Объем штабеля, 
    скл. м3 
    D 
    Объем штабеля, 
    пл. м3 
    Расч. / прин. количество штабелей 
    Площадь под штабелями 
    L 
    b 
    h 
    Резервный запас хлыстов 
    Хлысты – 
    100 тыс. м3 
    260 
    384, 6 
    11 
    4230, 6 
    50 
    20 
    8 
    8000 
    0, 23 
    1840 
    2, 30 / 3 
    3150 
    Сортименты, не подлежащие переработке 
    Пиловочник – 5 тыс. м3 
    260 
    19, 2 
    12 
    230, 4 
    20 
    6 
    6 
    720 
    0, 66 
    475 
    0, 49 / 1 
    120 
    Строитель-ные бревна – 10 тыс. м3 
    260 
    38, 5 
    12 
    462 
    20 
    6 
    6 
    720 
    0, 66 
    475 
    0, 97 / 1 
    120 
    Шпальный кряж – 
    15 тыс. м3 
    260 
    57, 7 
    12 
    692, 4 
    20 
    5, 5 
    6 
    660 
    0, 66 
    436 
    1, 59 / 2 
    250 
    Тарные кряжи – 
    5 тыс. м3 
    260 
    19, 2 
    12 
    230, 4 
    10 
    4 
    4 
    160 
    0, 67 
    107 
    2, 15 / 2 
    95 
    Сырье у цеха переработки древесины 
    Рудстоечное долготье – 
    15 тыс. м3 
    250 
    60, 0 
    2 
    120 
    20 
    6 
    4 
    480 
    0, 66 
    317 
    0, 38 / 1 
    120 
    Балансовое долготье – 
    30 тыс. м3 
    250 
    120 
    2 
    240 
    20 
    6 
    4 
    480 
    0, 66 
    317 
    0, 76 / 1 
    120 
    Дровяное долготье – 
    20 тыс. м3 
    250 
    80 
    2 
    160 
    10 
    2 
    4 
    80 
    0, 51 
    41 
    3, 90 / 4 
    125 
    Готовая продукция из цеха переработки древесины 
    Рудстойка – 14, 25 тыс. м3 
    250 
    57 
    12 
    684 
    20 
    1, 5 
    4 
    120 
    0, 74 
    89 
    7, 69 / 8 
    450 
    Балансы – 27, 6 тыс. м3 
    250 
    110, 4 
    12 
    1324, 8 
    20 
    1, 5 
    4 
    120 
    0, 78 
    94 
    14, 09/14 
    810 
    Дрова – 
    19, 6 тыс. м3 
    250 
    78, 4 
    12 
    940, 8 
    20 
    1 
    4 
    80 
    0, 70 
    56 
    16, 80/17 
    820 
    Итого: 
    6180

Определяем общую  площадь нижнего лесного склада и его удельную емкость:

FБР = 6180 / 0, 4 = 15450 м2 ; е = 11334 / 15450 = 0, 73 м3/м2 
 
    3. 6. Описание технологического процесса лесосклада в целом

На рисунке 3. 1 приведена схема прирельсового  нижнего склада на базе системы машин 1НС.

Технологический процесс по этой схеме осуществляется следующим образом. С автолесовозов, прибывших из леса, пачки хлыстов выгружают двумя челюстными погрузчиками ПЛ-1В (2), и подают в запас (12) или на приемные площадки (3) раскряжевочных установок ЛО-68 (4). При помощи двухстрелового манипулятора ЛО-13С хлысты поштучно укладываются на подающий транспортер и далее поступают на стол отмера длин раскряжевочной установки. Хлысты раскряжевываются на сортименты при помощи циркулярной пилы АЦ-3С. С приемного стола сортименты через выносные продольные транспортеры (6) и поперечный транспортер (11) поступают на сортировочный транспортер ТС-7 (8), где распределяются по накопителям в зависимости от своих типоразмеров. Отходы от раскряжевки попадают на выносной конвейер и далее в скиповый погрузчик ПС-3. Из лесонакопителей сортименты забираются консольно-козловым краном ККС-10 (19, 20) и укладываются в штабели хранения круглых лесоматериалов (13 - 18) или подаются в разобщитель бревен ЛТ-80 (5) для дальнейшей переработки. Из ЛТ-80 сортименты поступают на разделочную установку (7) и далее по системе транспортеров в цех по разделке долготья на балансы, рудстойку и дрова. Отходы окорки и переработки выносятся в скиповый погрузчик ПС-3. Готовая продукция с выносного транспортера (9) забирается мобильными погрузчиками и укладывается в штабеля (22 - 34). Отгрузка лесоматериалов потребителю производится при помощи консольно-козлового крана ККС-10 (19, 20).

3. 7. Описание  технологического процесса по  переработке древесины

На рисунке 3. 2 приведена схема цеха по разделке долготья на балансы, рудстойку и  дрова.

Из бункерного питателя (1) долготье подается транспортером (2) в цех. С него круглые лесоматериалы с помощью поперечных транспортеров (3) распределяются к двум окорочным станкам ОК-35М (4). Окоренные бревна через поперечные транспортеры поступают на поперечную разделку к пилам АЦ-3С (7). Готовая продукция по выносному транспортеру (8) выносится за пределы цеха и сортируется по накопителям (9). Отходы производства по транспортеру отходов (5) поступают в скиповый погрузчик ПС-3 (6). 
 
    4. Заключение

Повышение эффективности  производства в лесозаготовительной промышленности во многом зависит от технологии и организации лесосечных и нижнескладских работ. Технология лесозаготовок постоянно изменяется по мере развития техники. Технологические процессы лесосечных работ различаются при использовании на валке валочных и валочно-пакетирующих машин и бензомоторных пил. Валочно-пакетирующие машины выполняют такую операцию, как формирование пакета. Этот элемент может быть частью технологической операции–трелевки леса, выполняемой, например, после валки бензопилами. Изменяются технологические процессы и при использовании самоходных и стационарных сучкорезных машин по сравнению с отрезкой сучьев бензопилами вручную или обрубкой топором. Различны технологические приемы при пачковой или групповой обработке деревьев и хлыстов на нижних лесоскладах. Для современной технологии лесозаготовок и переработки древесного сырья характерен переход от прерывистых технологических процессов к непрерывным, поточным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и эффективности использования машин и оборудования. Все шире распространяется комплексная технология лесозаготовок, предусматривающая полное использование лесных ресурсов. 
 
    Литература