СПОСОБ ЛЕСОЗАГОТОВКИ Российский патент 2014 года по МПК A01G23/02 

Изобретение относится к лесной промышленности и лесному хозяйству и может быть использовано при выполнении лесосечных работ.

Известен способ лесозаготовок, включающий валку деревьев, обрезку сучьев с использованием моторных цепных пил, набор пачки хлыстов гидроманипулятором трелевочного трактора в его кониковое зажимное устройство, трелевку хлыстов и погрузку их на лесовозный транспорт, осуществляемую фронтальным челюстным погрузчиком [1].

Известен способ лесозаготовок, включающий валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов на сортименты моторными цепными пилами у пня, окучивание сортиментов вручную, сбор и погрузку пачек сортиментов гидроманипулятором сортиментовоза (форвардера) на его грузовую площадку, трелевку (подвозку) и разгрузку сортиментов в штабель у лесовозной дороги [2].

Наиболее близким техническим решением, выбранным заявителем в качестве прототипа, является способ разработки лесосек по патенту на изобретение РФ №2269251 (опубл. 10.02.2006), включающий разбиение лесосеки на пасеки, территория которых разбивается на пять полос: волок, две примыкающие к волоку ленты, две удаленные от волока ленты, предусматривающий осуществление валки деревьев, обрезки сучьев, раскряжевки хлыстов с использованием бензопил и трелевки сортиментов форвардером, отличающийся тем, что при обработке деревьев, сваленных на удаленных от волока лентах, отделение от хлыста очередного сортимента при его раскряжевке осуществляется после подтаскивания его к волоку манипулятором форвардера оставшейся нераскряжеванной части хлыста и трелевки на погрузочный пункт предыдущего сортимента, причем раскряжевка удаленных от волока хлыстов начинается после их подтаскивания к волоку таким образом, чтобы при отделении от хлыста следующего сортимента остающаяся нераскряжеванной часть хлыста находилась в зоне действия манипулятора форвардера на длину, досягаемую для ее захвата манипулятором.

Недостатки способа лесозаготовок [1] заключаются в использовании тракторов для трелевки исключительно хлыстов или деревьев; после валки деревьев и обрезки сучьев бензиномоторными пилами манипуляторы этих тракторов с малым вылетом стрелы до 5,0 м обеспечивают сбор хлыстов (деревьев) с ограниченной площади пасеки шириной до 35 м, загрузка коника трелевщика методом подтаскивания приводит к повреждению подроста и деревьев, оставленных на доращивание; для выполнения подготовительных, вспомогательных и погрузочных работ применяется дополнительно бульдозер, а для погрузки хлыстов - фронтальный челюстной погрузчик.

Недостатки способа лесозаготовок [2] заключаются в том, что мотористы бензиномоторных пил выполняют обрезку сучьев и раскряжевку хлыстов на месте валки деревьев, а ручное окучивание сортиментов в пачки, сбор сучьев на волок или в кучи для сжигания являются наиболее трудоемкими операциями, особенно при глубоком снеге - они занимают половину всего рабочего времени; при вылете манипулятора сортиментовоза (форвардера) до 7,5 м ширина пасеки на сплошных рубках составляет до 20 м, а на рубках ухода до 40 м форвардер не предназначен для трелевки хлыстов или деревьев.

Недостатком способа по прототипу является также обрезка сучьев у пня сваленного дерева, их ручная переноска на волок, периодическое подтаскивание манипулятором с небольшим вылетом хлыстов ближе к волоку после каждого отделения от них сортимента и связанное с этим значительное увеличение числа рейсов сортиментовоза (форвардера) за каждой партией отпиленных сортиментов, частых перемещений раскряжевщиков хлыстов по лесосеке при выпиловке единичного сортимента на каждом хлысте и, следовательно, значительное снижение производительности и повышение энергозатрат.

Техническая задача изобретения заключается в снижении площади, занятой под погрузочными пунктами и волоками, что ведет к увеличению сохранности подроста, оставляемого на доращивание.

Техническая задача достигается тем, что способ лесозаготовки включает разбиение лесосеки на пасеки, территорию которых разбивают на пять полос: волок, две примыкающие к волоку ленты, две удаленные от волока ленты, и предусматривающий валку деревьев и обрезку сучьев с использованием бензопил и трелевку хлыстов лесозаготовительной машиной, причем обрезку сучьев осуществляют на волоке с деревьев, поваленных кроной на волок, и с деревьев, подтрелеванных к волоку манипуляторной машиной в подвешенном положении.

Сравнение заявляемого изобретения с прототипом показывает, что оно отличается следующими признаками:

- обрезку сучьев осуществляют на волоке с деревьев, поваленных кроной на волок;

- обрезку сучьев осуществляют с деревьев, подтрелеванных к волоку манипуляторной машиной в подвешенном положении.

Поэтому можно предположить, что заявляемое изобретение соответствует критерию «новизна».

В результате патентно-информационных исследований заявляемая совокупность признаков не выявлена, поэтому можно сделать предварительный вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

На Фиг.1 показан унифицированный манипуляторный лесной трелевщик-погрузчик (УМЛТП), на Фиг.2 показана последовательность выполнения операций при заготовке хлыстов, где W_П - ширина пасеки, W₁, W₂…W₅ - ширины лент. На Фиг.3 показана схема разработки ленты, удаленной от волока с подтрелевкой дерева в полуподвешенном состоянии, на Фиг.4 показана позиция УМПТП при подтрелевке к волоку удаленных крупных деревьев, предотвращающая его опрокидывание, на Фиг.5 показана схема погрузки хлыстов на автопоезд с их разворотом на 90°, на Фиг.6 показана последовательность выполнения операций при заготовке сортиментов.

Лесосечные работы выполняются унифицированным манипуляторным лесным трелевщиком-погрузчиком (УМЛТП), например, «Felix» фирмы Pfanzelt Maschinenbau, или Амкодор, производитель ОАО «Амкодор», г. Минск, Республика Беларусь, (Фиг.1), состоящим из движителя (10), на котором установлено навесное оборудование: манипулятор с вылетом 11,0 м (11), кониковое зажимное устройство при хлыстовой заготовке (12) или съемные стойки при сортиментной заготовке (13), отвал (14) и формировочный щит (15) для придания УМЛТП дополнительной устойчивости и проведения подготовительных работ, навесной лесной плуг для противопожарной минерализации лесных площадей.

Последовательность выполнения операций при заготовке хлыстов (Фиг.2): вальщик (1) валит деревья (2) сначала на пасечном волоке (3) начиная с дальнего конца пасеки, все деревья (2) укладываются комлем по направлению трелевки вдоль оси волока (3). Валка деревьев идет с учетом расположения групп подроста и молодняка хозяйственно ценных пород. Через 50 м за вальщиком начинают работу обрезчики сучьев (4).

После полной разрубки пасечного волока и обрезки сучьев на волоке вальщик перемещается на следующую пасеку, а затем и обрезчики сучьев (4), УМЛТП (5) начинает сбор хлыстов на разработанном волоке, перемещаясь грузовой платформой с зажимным коником вперед по пасечному волоку на расстояние, необходимое для возможного полного заполнения коникового зажимного устройства, с одновременным сдвигом к границам волока (6) (вдоль его оси) хлыстов (7), мешающих проезду. Хлысты, не мешающие проезду, пропускаются под машиной. Двигаясь обратно (в направлении трелевки), УМЛТП начинает сбор хлыстов, укладывая их манипулятором комлями в кониковое зажимное устройство. Закончив сбор хлыстов (7), погрузчик движется на погрузочный пункт, расположенный у лесовозного уса, где осуществляет разгрузку в штабель (при необходимости с сортировкой хлыстов по породам).

На второй фазе (Фиг.2) вальщик начинает разрубку лент, примыкающих к волоку. При ширине пасеки до 35 м валка производится под углом к волоку не более 35°; при ширине пасеки свыше 40 м - под углом до 20° к волку. Вальщик, перемещаясь поперек ленты, валит поочередно деревья в просветы между оставляемыми деревьями таким образом, чтобы как можно большая часть кроны попала на волок. Вальщик и обрезчики сучьев продолжают разработку лент, примыкающих к волоку, а УМЛТП собирает хлысты с ближних лент на предыдущей пасеке.

На третьей фазе (Фиг.2) вальщик начинает разрубку лент, дальних от волока. Валка ведется под углом до 45° к волоку. Ленты разрабатывают поочередно, причем деревья валятся на изреженную часть пасеки кроной на волок. Соблюдая безопасное расстояние, за вальщиком идут обрезчики сучьев (4). УМЛТП (5), завершив работу с ближними лентами, перемещается на предыдущую пасеку (волок), а вальщик (1) и затем обрезчики сучьев (4) приступают к разработке дальних лент следующего волока.

УМЛТП (5) начинает сбор хлыстов (7) с дальних от волока лент. Он подтрелевывает деревья в подвешенном состоянии вершиной к волоку для обеспечения удобства работы обрезчикам сучьев (4) (оставления сучьев сразу на волоке), двигаясь с начала волока (3) (Фиг.3). При подтрелевке удаленных крупных деревьев УМЛТП (5) устанавливается в позицию под углом, блокируя сцепку тележек (Фиг.4) для увеличения опорного контура машины и предотвращения ее опрокидывания.

После вытрелевки хлыстов (7) пасека остается чистой, не требующей дополнительной очистки.

При погрузке автопоезда манипуляторный погрузчик (5) грузит хлысты (7) на транспортное средство (9) с их разворотом на 90° (Фиг.5). С одной стоянки УМЛТП (5) может загрузить от одной до нескольких транспортных единиц.

Последовательность выполнения операций при заготовке сортиментов (Фиг.6). Порядок разработки лесосеки, при сплошных рубках с заготовкой сортиментов, аналогичен сплошным рубкам с заготовкой хлыстов (7) при их трелевке за комель или вершину. Особенность сортиментной технологии в том, что деревья (2) высотой до 30 м с дальних от волока (3) лент валятся под углом до 80°. Это позволяет увеличить ширину пасеки. Валка деревьев выше 30 м ведется под углом до 45° к волоку. Раскряжевка подтянутых к волоку хлыстов не требует операции ручного окучивания, манипулятор УМЛТП достает все сортименты.

При сборе сортиментов (8) с дальних лент УПЛТП (5) помогает при обрезке сучьев, подтаскивает поваленные деревья, в подвешенном состоянии, к волоку (3) (а при большой высоте дерева и за границы волока - на противоположную полупасеку), но на такое расстояние, чтобы последний (комлевой) сортимент (8) был в зоне досягаемости и доступности манипулятора.

На основании заявляемого способа были проведены исследования, результаты которых приведены в таблицах 1, 2, 3.

Таким образом, заявляемый способ позволяет снизить площади, занятые под погрузочными пунктами и волоками, что ведет к увеличению сохранности подроста, оставляемого на доращивание.

Таблица 1   Технологические показатели улучшения лесосечных работ с применением УМЛТП при сплошных рубках Площадь делянки, га увеличение ширины пасеки, % снижение площади погрузочного пункта и всех волоков, % снижение повреждаемости подроста, %   по сравнению с аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) 25 46,2 69,2 44,2 135,5 7,7 24,5 24 46,2 69,2 46,4 139,2 8,0 24,7 23 46,2 69,2 43,5 133,2 7,8 24,3 22 46,2 69,2 45,8 137,1 8,1 24,5 21 46,2 69,2 44,4 141,5 7,8 24,8 20 46,2 69,2 41,1 134,5 7,4 24,4 19 46,2 69,2 45,4 139,2 7,8 24,6 18 46,2 69,2 41,7 131,4 7,5 24,2 17 46,2 69,2 44,5 136,3 7,9 24,4 16 46,2 69,2 47,8 142,1 8,3 24,7 15 46,2 69,2 43,5 132,9 8,0 24,2 14 46,2 69,2 41,2 139,0 7,4 24,5 13 46,2 69,2 47,7 146,6 8,0 24,9 12 46,2 69,2 42,1 135,0 7,5 24,2 11 46,2 69,2 46,7 143,3 8,1 24,6 10 46,2 69,2 40,2 129,6 7,5 23,8 9 46,2 69,2 45,2 138,8 8,3 24,3 8 46,2 69,2 51,7 151,3 9,3 24,9 7 46,2 69,2 32,6 131,9 6,5 23,7 6 46,2 69,2 38,4 146,6 7,5 24,4 5 46,2 69,2 27,2 120,4 6,2 22,6

Таблица 2   Технологические показатели улучшения лесосечных работ с применением УМЛТП при несплошных рубках Площадь делянки, га увеличение ширины пасеки, % снижение площади погрузочного пункта и всех волоков, % снижение повреждаемости подроста, %   по сравнению с аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) аналог 1 (хлысты) аналог 2 (сортименты) 25 - 38,5 - 36,4 - 5,6 24 - 38,5 - 38,5 - 5,8 23 - 38,5 - 34,9 - 5,4 22 - 38,5 - 37,1 - 5,7 21 - 38,5 - 39,6 - 5,9 20 - 38,5 - 35,5 - 5,5 19 - 38,5 - 38,2 - 5,7 18 - 38,5 - 33,6 - 5,2 17 - 38,5 - 36,3 - 5,5 16 - 38,5 - 39,6 - 5,9 15 - 38,5 - 34,1 - 5,3 14 - 38,5 - 37,5 - 5,6 13 - 38,5 - 41,7 - 6,0 12 - 38,5 - 34,9 - 5,3 11 - 38,5 - 39,4 - 5,7 10 - 38,5 - 31,3 - 4,8 9 - 38,5 - 36,2 - 5,3 8 - 38,5 - 43,0 - 5,9 7 - 38,5 - 31,4 - 4,7 6 - 38,5 - 39,1 - 5,4 5 - 38,5 - 23,4 - 3,5

Таблица 3 Экономический показатель улучшения лесосечных работ с применением УМЛТП при сплошных рубках уменьшение себестоимости заготовки 1 м³ древесины, % при годовом объеме заготовки, тыс.м³ при годовом объеме заготовки, тыс.м³ 25 50 75 25 50 75 по сравнению с прототипом 1 (хлысты) прототипом 2 (сортименты) 2,3 9,3 26,3 48,0 30,6 54,3

Источники информации

1. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных работ [Текст] / В.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков. - М.: Лесная промышленность, 1990. - 392 с. (с.346…348).

2. Заготовка сортиментов на лесосеке. Технология и машины [Текст] / Жуков А.В., Иевинь И.К., Федоренчик А.С., Приворотов Ю.И. и др. - М.: Экология, 1993. - 312 с. (с.182…189).

Изобретение относится к лесной промышленности и лесному хозяйству и может быть использовано при выполнении лесосечных работ. Способ включает разбиение лесосеки на пасеки, территорию которых разбивают на пять полос: волок, две примыкающие к волоку ленты, две удаленные от волока ленты, и предусматривает валку деревьев и обрезку сучьев с использованием бензопил и трелевку хлыстов лесозаготовительной машиной. Обрезку сучьев осуществляют на волоке с деревьев, поваленных кроной на волок, и с деревьев, подтрелеванных к волоку манипуляторной машиной в подвешенном положении. Способ позволит снизить площадь, занятую под погрузочными пунктами и волоками, что приведет к увеличению сохранности подроста, оставляемого на доращивание. 6 ил., 3 табл.

Способ лесозаготовки, включающий разбиение лесосеки на пасеки, территорию которых разбивают на пять полос: волок, две примыкающие к волоку ленты, две удаленные от волока ленты, и предусматривающий валку деревьев и обрезку сучьев с использованием бензопил и трелевку хлыстов лесозаготовительной машиной, отличающийся тем, что обрезку сучьев осуществляют на волоке с деревьев, поваленных кроной на волок, и с деревьев, подтрелеванных к волоку манипуляторной машиной в подвешенном положении.