Проект лесосечных работ с заготовкой хлыстов

    В  насаждениях, произрастающих на склонах крутизной более 15° длинная сторона лесосеки ориентируется вдоль горизонталей склона (независимо от ориентации лесосеки по отношению к сторонам света). В опушках леса сплошнолесосечные рубки или последний прием постепенных рубок проводятся только в тех случаях, если этими рубками не создается угроза ветровала смежным и далее расположенным насаждениям. Сплошные рубки проводятся в насаждениях, в которых отсутствует или имеется в недостаточном для формирования хозяйственно ценного насаждения количестве жизнеспособный подрост целевых пород, подпологовые культуры или второй ярус. Выбор технологического процесса и системы машин для лесозаготовок при сплошных рубках определяется с учётом максимального использования всей биомассы деревьев и обеспечения лесоводственных требований. При проведении сплошных рубок оставляются деревья для создания условий по сохранению биологического разнообразия: с гнездами хищных птиц, медоносные, дуплистые, особо крупные (диаметр на 1,3 м более 40 см) из ветроустойчивых пород - общей численностью до 10 шт. на 1 га.

 

2. Организационно-технические элементы рубок

 

  Заготовка древесины будет осуществляться на лесосеках с направлением север-юг, размером 200×350 м, при этом площадь одной лесосеки составляет 7 га. Разработка лесосек осуществляется с разбивкой на пасеки, перпендикулярными к лесовозному усу. Валка деревьев производится на встречу главной помехе (западные ветра).

 

2.3 Определение нормативов рубок леса

 

    В  данном курсовом проекте запланировано  проведение сплошнолесосечной рубки в смешанных древостоях. Так как будет проводиться один из видов сплошных рубок, то интенсивность составит 100% , а полнота после проведения будет равна нулю.

Средний возраст рубки древостоев можно  определить по формуле:

 

В_с = , лет          ()

 

где ΣС_i – процентное содержание той или иной породы в составе насаждения, ель-40%, граб-20%, берёза-30%, осина-10%;

       n_i – средний возраст рубки, ель-80, граб-100, берёза-60, осина-40лет.

 

 

    Количество  лесосек за год определяется  по формуле 2.1:

 

 

 

    где N_л – количество лесосек за год, шт;

          Q_г – годовой объем производства, 115000м³;

          x – вырубаемый запас с 1 га, 190 м³;

          a – ширина лесосека, 200 м;

          b – длинна лесосеки, 350 м.

 

 

 

2.4 Обоснование  способа и схемы разработки  лесосеки и определение технологических элементов лесосеки

 

Выбранные способ и схема разработки лесосеки оказывают существенное влияние на объем подготовительных работ, технологический процесс разработки лесосеки и организацию труда на основных лесосечных работах. В данном курсовом проекте наиболее целесообразно пронять способ узких пасек. При этом трелёвка будет осуществляться за вершины, такой способ разработки лесосеки позволит максимально сохранить подрост. Ширина пасеки определяется по формуле 2.ы:

 

(2.7)

 

где Н - средняя высота древостоя на лесосеке, 23,5м;

       α - угол между волоком и направлением валки деревьев, 30 град;

       - ширина трелевочного волока, 5 м;

 

 

По расчётам ширина пасеки получилась 26,1 метра, но для упрощения дальнейших расчётов принимаем значение – 30 метров.

Схему расположения волоков принимаем параллельную. Среднее расстояние трелёвки рассчитываем по формуле:

 

         (2.12)

 

где а – ширина лесосеки, 200м;

       b – длина лесосеки, 350м;

       k₁, k₂ – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков, 0,5 и 0,25 соответственно;       

       k₀ – коэффициент удлинения трелевочных волоков, зависящий в основном от рельефа местности, 1,1.

 

 

 

Для эффективного использования лесозаготовительной  техники при необходимости лесосеки разбивают на делянки, это делается при среднем расстоянии трелёвки 300 метров и более. В расчётах это значение меньше, поэтому деление лесосеки на делянки не нужно.

 

3 РАСЧЕТ РЕЖИМА РАБОТЫ

 

    Плановый  баланс используемого рабочего  времени характеризует количество  часов, которое должно отработать  один рабочий в среднем течение  планового периода. В данном  курсовом проекте используется  производственный календарь для  пятидневной рабочей недели. Результаты  расчетов приведены в таблице  3.1.

 

    Таблица  3.1 – Баланс использования рабочего  времени одного рабочего за  год

Показатели	Единицы измерения	Значение
1	2	3
1 Календарный фонд	дни	365
2 Число выходных дней	дни	104
3 Число праздничных дней	дни	9
4 Номинальный фонд рабочего времени	дни	252
5 Невыходы на работу, всего	дни	32
в том числе: трудовые отпуска	дни	24
по болезни	дни	6
в других случаях предусмотренных  законом	дни	2
6 Эффективный фонд рабочего времени	дни	220
7 Номинальная продолжительность  рабочей смены	час	8
8 Годовой фонд рабочего времени	час	1760

 

    Количество  дней трудового отпуска подсчитывается  в соответствии с продолжительностью отпусков работников согласно КЗоТ.

    На  лесосечных работах суточный  объем производства рассчитывается  по формуле (3.1):

 

    где Q_сут - суточный объем производства на лесосечных работах, м³;

          Q – годовой объем производства, 115000 м³;

          А_р – число дней работы на лесосечных работах, 220 дня.

 

 

 

    Сменное  задание на лесосечных работах  определяется по формуле (3.2):

 

    где Q_см – сменные объемы заготовленной древесины, м³;

          Q_сут - суточный объем производства на лесосечных работах, 522,7 м³;

          s – количество смен работы в сутки, 1 смена.

 

 

    Расчет  режима работы на рубках леса  в разрезе выполняемых операций  представлен в таблице 3.2.

 

Таблица3.2 –  Режим работы на сплошнолесосечных  рубках

Операция	Годовой объем заготовок, м3	Режим работы		Объём производства, м3
		дней	смен	суточный	сменный
1	2	3	4	5	6
Валка деревьев	115000	220	220	522,7	522,7
Обрезка сучьев	115000	220	220	522,7	522,7
Трелёвка хлыстов	115000	220	220	522,7	522,7
Вывозка хлыстов	115000	220	220	522,7	522,7

 

4 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МАШИН  И МЕХАНИЗМОВ

 

Сменную производительность бензопилы на валке деревьев определяем:

                    П_{см в} = , м³    (4.1)

где Т - продолжительность рабочего дня, 8 час;

       φ₁ - коэффициент использования рабочего времени, 0,8;

       φ₂ - коэффициент использования производительности чистого пиления пилы, 0,7;

       V_х - средний объём хлыста, 0,59м³;

       t_ц – общая продолжительность цикла на валке одного дерева, 89 сек.

 

 

 

Общая продолжительность  цикла на валке одного дерева можно  определить по следующей формуле:

 

                      t_ц = t₁ + t₂ + t₃, сек     (4.2)

 

где t₁ – время на подготовку рабочего места, 40 сек;

       t₂ – время валки одного дерева, 26,6 сек;

       t₃ – время перехода вальщика к следующему дереву, 22,3 сек.

 

 

 

                                t₂ = t_сп + t_ст, сек                          (4.3)

 

где t_сп – время спиливания дерева, 11,6 сек.

       t_ст – время сталкивания и падения дерева, 15 сек;

 

 

 

Время спиливания дерева определяем по формуле:

 

                        t_сп = , сек     (4.4)

 

где k₁ – коэффициент, учитывающий дополнительные затраты на подпил, 1,2;

       d_с – средний диаметр дерева в области пропила, 29,4 см:

       S – производительность чистого пиления, 100 см²/сек.

 

 

 

                                    d_с = d_1,3 ∙ с, см      (4.5)

 

где d_1,3 - диаметр спиливаемого дерева на высоте груди, 24,5см;

       с – коэффициент, зависящий  от породы дерева, 1,2.

 

      

 

                                     (4.6)

 

где k₂ – коэффициент, учитывающий захламленность лесосеки, 0,8;

      q_л – средний запас на 1 га, 190 м³/га;

       v – средняя скорость перехода вальщика, 0,2 м/сек.

 

 

 

Сменную производительность бензопилы на обрезке сучьев определяем:

 

                 П_{см обр} = , м³    (4. 7)

 

где Т - продолжительность рабочего дня, 8 час;

       φ₁ - коэффициент использования рабочего времени, 0,8;

       φ₂ - коэффициент использования производительности чистого пиления пилы, 0,6;

       V_х - средний объём хлыста, 0,59м³;

       t_ц – общая продолжительность цикла на валке одного дерева, 90,3 сек.

 

 

Продолжительность цикла на обрезке сучьев определяем:

 

                          t_ц = t₁ + t₄ + t₃, сек     (4. 8)

 

где t₁ – время на подготовку рабочего места, 40 сек;

       t₄ – время обрезки сучьев одного дерева, 28 сек;

       t₃ – время перехода обрезчика сучьев от дерева к дереву, 22,3сек.

 

 

 

t₄ = , сек        (4. 9)

 

где А_с – суммарная площадь среза сучьев на одном дереве, 700 см²,

       φ₃ – коэффициент использования бензопилы при обрезке сучьев на лесосеке, 0,25;

       S – производительность чистого пиления, 100 см²/сек.

 

 

 

Комплексная сменная производительность бензопилы  на валке деревьев и обрезке сучьев. Все виды работ выполняет один человек. Комплексную сменную производительность определяем по следующей формуле:

 

 

П_{см компл} = , м³     (4.10)

 

где Т - продолжительность рабочего времени, 8 час;

       φ₁ - коэффициент использования рабочего времени, 0,8;

       φ₂ - коэффициент использования производительности чистого пиления пилы, 0,7;

       V_х - средний объём хлыста, 0,59 м³;

        t_ц – общая продолжительность цикла на валке одного дерева, обрезке сучьев и раскряжевке одного хлыста, 116,9 сек.

 

 

 

Общая продолжительность  цикла на валке одного дерева, обрезке  сучьев и раскряжевке одного хлыста можно определить по следующей формуле:

 

                     t_ц = t₁ + t₂ + t₄ + t₃, сек     (4.11)

 

где t₁ – время на подготовку рабочего места, 40 сек;

       t₂ – время валки одного дерева, 26,6 сек;

       t₄ – время обрезки сучьев одного дерева, 28 сек;

       t₃ – время перехода рабочего от дерева к дереву, 22,3 сек.

 

_сек

 

Производительность  трелевочных тракторов в смену зависит от объема трелюемой пачки, затрат времени на один рейс и количества рейсов.

 

                                          П_см = Q·N, м³     (4.12)

 

где Q – полезная нагрузка на трелевочный трактор (или объем пачки), м³

N – количество рейсов за смену, рейсы.

 

Расчёт средней  производительности трелёвочного трактора летом:

 

Q = 5,2м³

N=15,3 рейса.

 

 

Расчёт средней  производительности трелёвочного трактора зимой:

 

Q = 10,5м³

N=6,7 рейса.

 

 

Объем пачки  должен соответствовать тяговому усилию трактора, силе тяги трактора по сцеплению, тяговому усилию лебедки и допустимой нагрузки на щит  трактора. Необходимо найти объем пачки для летнего  и зимнего периодов по следующей  формуле:

 

                       Q = , м³     (4.13)

 

где F_т – тяговое усилие трактора  на первой передаче, Н;

Р – масса трактора, т;

f’ – удельное сопротивление движению трактора, Н/т;

f” – удельное сопротивление движению волочащихся концов     пачки, Н/т;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

i – величина уклона волока, выраженного в тысячных долях, ‰;