способ разработки ветровальных лесосек

Формула изобретения

Способ разработки ветровальных лесосек с помощью системы машин харвестер-форвардер, включающий разбор завалов поваленных деревьев путем освобождения от корневой системы поваленных и поврежденных деревьев, очистку их от сучьев и раскряжевку на сортименты с помощью харвестерной головки манипулятора харвестера, дальнейшую погрузку готовых сортиментов на форвардер для их трелевки на погрузочный пункт, отличающийся тем, что вначале прокладывают харвестером единственный волок, устанавливают харвестер с помощью аутригеров, разработку проводят последовательно по секторам ветровальной лесосеки с радиусом секторов 100 м, обеспечиваемым длиной каната установленной на поворотной раме харвестера лебедки, причем вначале осуществляют разработку лесосеки харвестером в ближней к харвестеру зоне сектора с радиусом, соответствующим максимальному вылету стрелы манипулятора, а затем очищают остальную зону сектора от поваленных деревьев путем подтаскивания их канатом лебедки в зону действия манипулятора харвестера, при этом освобождение от корневой системы поваленных деревьев, чокеровку и перемещение их в зону действия манипулятора харвестера для очистки от сучьев и раскряжевки на сортименты выполняет снабженный механической пилой вальщик.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесозаготовительной промышленности и может быть использовано в способах разработки ветровальных лесосек.

Ветровальные и буреломные участки лесов занимают большие площади и вызывают большие затруднения при их разработке. Так, например, только в Ленинградской области в 2010 году явному ветролесоповалу подверглось 30000 га, на которых произрастало около 6 млн. м³ древесины. Задача состояла в том, чтобы очистку таких участков необходимо было осуществить за короткий срок 1-2 года, так как такие леса становятся источником биологической опасности для «сырых» лесов. В 2011-2012 годах еще около 20000 га было приравнено к ветровальным участкам из-за надломленных деревьев и деревьев с трещинами. Общий объем древесины, необходимой для удаления с этих участков, возрос до 10 млн. м³ - это большой объем лесозаготовок для Ленинградской области и за такой короткий промежуток времени.

Заготовка древесины на лесосеках, подверженных ветролесоповалу, в настоящее время практически не отличается от технологии лесозаготовок на обычных «сырых» участках. Однако производительность техники на ветролесоповальных участках снижается в 2-3 раза из-за трудностей, связанных с разбором завалов поваленных ветром деревьев, отсутствием подготовительных волоков, недоступности участков (отсутствие подъездных путей) и что очень важно - отсутствием специализированной высокомеханизированной техники.

Существующая лесозаготовительная техника хорошо работает на обычных лесосеках, но не приспособлена для растаскивания завалов древесины, для подготовки и трелевки надломленной древесины. Кроме того, ветролесоповальные участки расположены на труднодоступных территориях с оврагами, ручьями, болотами, что также препятствует работе техники: требуется тратить много времени на маневры техники. Это снижает производительность лесозаготовительной техники в 2-3 раза.

Большое распространение в последнее время получили следующие схемы разработки лесосеки с использованием системы машин «харвестер-форвардер» при заготовке сортиментов на рубках ухода: (Арико С.Е., (БГТУ, г.Минск, РБ) sergeyariko@mail.ru. Technologies of development лесосеки with application of system of machines in structure harvester and forvarder on cabins of leaving).

Валка деревьев, подлежащих изъятию, очистка их от сучьев и раскряжевка на сортименты осуществляется валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной (харвестером), а сбор, погрузка и транспортировка сортиментов на погрузочный пункт с последующей их выгрузкой и штабелевкой выполняется погрузочно-транспортной машиной (форвардером).

Лесосеку разбивают на пасеки, ширина которых ограничивается вылетом гидроманипулятора харвестера (до 2 максимальных вылетов), пасечные волоки шириной 3-4 м прокладываются посередине пасек. Чтобы исключить развороты машин на концах пасек и возникающее в связи с этим повреждение растущих деревьев, что должно быть исключено, особенно при проведении рубок ухода, пасечные волоки делают закругленными с радиусом поворота около 6-7 м, полученные сортименты с помощью манипулятора форвардера грузят в его кузов и трелюют к месту погрузки или перегрузки в лесовозный транспорт.

Известен способ заготовки лесоматериалов на ветролесоповальной лесосеке (Беларусь. Специалисты из Финляндии провели обучающий семинар по машинной разработке ветровально-буреломных лесосек в Чаусском лесхозе, 12.08.2009, с.1 - прототип), включающий использование системы машин, состоящей из харвестера, содержащего манипулятор (с длиной стрелы 8-10 м) и харвестерную головку и фарвардера для трелевки сортиментов. Харвестером в зоне возможности работы манипулятора с помощью харвестерной головки отделяют корневую систему от поваленных деревьев, валят деревья, очищают от сучьев, раскряжевывают. Полученные сортименты с помощью манипулятора форвардера грузят в его кузов и трелюют к месту погрузки или перегрузки в лесовозный транспорт.

Работать на максимальном вылете манипулятора харвестера в условиях завала деревьев, во-первых, очень опасно, и что очень важно, манипулятор не рассчитан на боковые усилия, к которым приходится прибегать для разбора завалов. Подойти ближе к поваленному или заваленному дереву иногда не представляется возможным. Поэтому харвестер должен маневрировать, освобождая путь к заваленным деревьям, на что уходит много времени. Зачастую для маневров нет возможности из-за естественных препятствий: болото, крутой склон, ручей, овраг и т.п.

Недостатками обоих технических решений является низкая степень использования оборудования и низкая производительность процесса разработки из-за обеспечения малой зоны обслуживания при работе поворотного манипулятора и из-за необходимости непрерывно маневрировать при выполнении разбора ветролесоповальных завалов. Одним словом, использование такой дорогой техники - системы машин, состоящей из харвестера и форвардера при снижении ее производительности и необходимости в маневренности для работы на ветролесоповальных лесосеках нецелесообразно.

Техническая задача изобретения состоит в повышении степени использования лесозаготовительного оборудования, а также повышении производительности способа за счет применения многооперационной лесозаготовительной машины-харвестера усовершенствованной конструкции, обеспечивающего увеличение зоны обслуживания, сокращения необходимости в маневрировании при сохранении ее устойчивости.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разработки ветровальных лесосек с помощью системы машин харвестер-форвардер, включающем разбор завалов поваленных деревьев путем освобождения от корневой системы поваленных и поврежденных деревьев, очистку их от сучьев и раскряжевку на сортименты с помощью харвестерной головки манипулятора харвестера, дальнейшую погрузку готовых сортиментов на форвардер для их трелевки на погрузочный пункт - вначале прокладывают харвестером единственный волок, устанавливают харвестер с помощью аутригеров, разработку проводят последовательно по секторам ветровальной лесосеки с радиусом секторов 100 м, обеспечиваемым длиной каната установленной на поворотной раме харвестера лебедки, причем вначале осуществляют разработку лесосеки харвестером в ближней к харвестеру зоне сектора с радиусом, соответствующим максимальному вылету стрелы манипулятора, а затем очищают остальную зону сектора от поваленных деревьев путем подтаскивания их канатом лебедки в зону действия манипулятора харвестера, при этом освобождение от корневой системы поваленных деревьев, чокеровку и перемещение их в зону действия манипулятора харвестера для очистки от сучьев и раскряжевки на сортименты выполняет снабженный механической пилой вальщик.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- вначале прокладывают харвестером единственный волок и устанавливают его с помощью аутригеров;

- разработку проводят последовательно по секторам ветровальной лесосеки с радиусом секторов 100 м, обеспечиваемым длиной каната установленной на поворотной раме харвестера лебедки;

- вначале осуществляют разработку лесосеки харвестером в ближней к харвестеру зоне сектора с радиусом, соответствующим максимальному вылету стрелы манипулятора;

- затем очищают остальную зону сектора от поваленных деревьев путем подтаскивания их канатом лебедки в зону действия манипулятора харвестера;

- при этом освобождение в остальной зоне сектора от корневой системы поваленных деревьев, чокеровку и перемещение их в зону действия манипулятора харвестера для очистки от сучьев и раскряжевки на сортименты выполняет снабженный механической пилой вальщик.

Это позволит повысить степень использования лесозаготовительного оборудования, а также повысить производительность процесса разработки ветролесоповаленной лесосеки за счет применения многооперационной лесозаготовительной машины - харвестера усовершенствованной конструкции, обеспечивающей увеличение зоны обслуживания, и сокращения необходимости в маневрировании при сохранении ее устойчивости.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений и решений с заявленной совокупностью признаков.

Изобретение применимо и будет использовано в отрасли в 2013 г.

На фиг.1 изображена схема многооперационной лесозаготовительной машины - харвестера, вид сбоку;

На фиг.2 - то же, вид сверху;

На фиг.3 - изображена схема разработки ветролесоповаленной лесосеки.

Многооперационная лесозаготовительная машина 1 включает колеса 2, сочлененную ходовую раму 3, на которой смонтированы кабина 4, двигатель 5, поворотный манипулятор 6 с харвестерной головкой 7. Машина снабжена приводимой в движение с помощью цилиндров 8 поворотной рамой 9, выполненной с возможностью поворота на угол 270° (а именно на угол 135° в одну сторону и на угол 135° в другую сторону) и лебедкой 10 с собирающим канатом 11 длиной до 100 м и чекерами 12, причем и лебедка 10, и поворотный манипулятор 6 смонтированы на поворотной раме 9, при этом машина снабжена аутригерами 13.

На фиг.2 изображена схема разработки содержащей ветровальные деревья 14 ветровальной лесосеки 15, на которой представлен ус 16 лесовозной дороги для лесовоза 17, погрузочный пункт 18, где отгружаются штабели 19 сортиментов 20, трелевочный волок 21 для форвардера 22, многооперационная машина 1 с лебедкой 10 и собирающим канатом 11 с чекерами 12. На фиг.2 показаны также участок ветровала 23, зона 24 участка ветровала 23, разработанная только с помощью манипулятора 6 харвестера 1 с радиусом действия 8-10 м и зона действия 25, разработанная многооперационной машиной - харвестером 1 с использованием лебедки 10, имеющей канат 11 длиной до 100 м.

Разработку ветролесоповаленной лесосеки по заявленному способу выполняют следующим образом.

Для работы на ветролесоповальной лесосеке 15 используют труд вальщика, обеспеченного механизированным пильным инструментом.

Многооперационной машиной (харвестером) 1 разрабатывают трелевочный волок 21 для форвардера 22, выбирают удобное для работы место (т.е., например, площадку, находящуюся на сухом высоком месте, с плотной почвой) и устанавливают аутригеры 13.

Разработку проводят последовательно по секторам ветролесоповаленной лесосеки с радиусом секторов 100 м, обеспечиваемым длиной собирающего каната 11, установленной на поворотной раме 9 харвестера 1 лебедки 10.

Вначале осуществляют с помощью поворотного манипулятора 6 с харвестерной головкой 7 разработку лесосеки харвестером в ближней к харвестеру зоне 24 сектора 23 с радиусом, соответствующим максимальному вылету стрелы манипулятора 6, при этом валят деревья в этой зоне, очищают от сучьев, раскряжевывают на сортименты 20, которые манипулятором (на фиг. не показано) форвардера 22 загружают в форвардер и транспортируют на погрузочный пункт 18 для перегрузки, например на лесовоз 17.

Затем к работе подключается вальщик, который выполняет работу на остальной зоне 25 сектора 23 с радиусом 100 м, он отделяет поваленные деревья 14 от корневой системы, а помощник подтаскивает собирающий канат 11 с чекерами 12 от поворотной лебедки 10, чокерует обработанные вальщиком деревья и дает сигнал водителю харвестера для включения лебедки 10. С помощью собирающего каната 11 деревья растаскивают и подтаскивают к харвестеру 1 в зону действия манипулятора 6 с харвестерной головкой 7. Харвестерной головкой 7 захватывают деревья поштучно, очищают их от сучьев путем протаскивания их через ножи и при помощи цепной пилы производят раскряжевку. Полученные сортименты 20 грузят в форвардер 22, который трелюет их на погрузочный пункт 18 для перегрузки в лесовоз 17.

Таким образом, зона действия харвестера значительно расширяется и с одного места благодаря поворотной лебедке и канату длиной 100 м можно очистить 2-3 га лесосеки и заготовить 300-400 м³ сортиментов, причем с большой производительностью при полном обеспечении непрерывного использования многооперационной машины.

Таким образом, изобретение позволяет повысить степень использования лесозаготовительного оборудования и производительность процесса разработки ветровальной лесосеки за счет усовершенствования конструкции многооперационной машины - харвестера, обеспечивающей увеличение зоны обслуживания, сокращения необходимости в маневрировании при сохранении ее устойчивости.

Источники информации

1. Арико С.Е. (БГТУ, г.Минск, РБ), sergevariko@mail.ru. Technologies of development лесосеки with application of system of machines in structure harvester andforvarder on cabins of leaving.

2. Беларусь. Специалисты из Финляндии провели обучающий семинар по машинной разработке ветровально-буреломных лесосек в Чаусском лесхозе, 12.08.2009, с.1 - прототип).