Влияние условий местопроизрастания березняков в Брянском лесном массиве на выход лущеного шпона

Выращивание и использование древесины березы для нужд фанерного производства на территории Брянской области является перспективным направлением развития народного хозяйства. Леса Брянской области, за небольшим исключением, доступны для выращивания и заготовки древесины. Доставка этой древесины обходится дешевле, чем транспортировка из других районов страны. Общий корневой запас древесины березы в Брянской области около 8 млн. м3. Доля деловой древесины не превышает 42%. В составе деловой древесины крупная составляет 13,9%- средняя-21,7%- мелкая-6,4%. Ежегодная расчетная лесосека по мягко лиственному хозяйству.

•5 составляет 942 тыс.м. По эксплуатационному фонду лесов Брянской области выход фанерного кряжа из деловой древесины березы составляет 942 тыс. м /55/.

Из приведенных данных следует, что ресурсы березы позволят удовлетворить потребности промышленности Брянской области в фанерном кряже на 30−40% при условии полной загрузки существующих производственных мощностей.

Известно, что фанерная промышленность традиционно предъявляет повышенные требования к качеству лесных материалов. Качество лесных материалов прежде всего зависит от распространенности и размеров пороков в стволах растущих деревьев. В свою очередь распространенность и размеры пороков тесно связаны условиями местопроизрастания древостоев/65/.

В последние годы в связи со снижением спроса на древесину и уровня лесопользования, недостатком средств на мероприятия по восстановлению и выращиванию лесов, ухудшилось санитарное состояние березовых древостоев. В результате чего снизилось качество поставляемого фанерного сырья вследствии возрастания встречаемости пороков, такие как, гнилые и загнившие сучки, табачные сучки, ложное ядро, внутренние гнили, повреждения насекомыми. Это обстоятельство явилось одной из основных причин увеличения расхода березового фанерного кряжа на 1 м³ фанеры, который в настоящее время достигает 2,90−3,10 м, а следовательно, возрастают затраты на выработку единицы продукции.

В этих условиях важной задачей, с которой приходится сталкиваться специалистам лесного хозяйства и фанерной промышленности, является оценка древесины березы на корню. Важной проблемой здесь является то, что раньше основное внимание обращалось на количественные характеристики запаса древесины березы. Однако в настоящее время на передний план выдвигаются региональные показатели качества древесины березы на корню, особенно сведения о технических свойствах древесины. Как показали предварительные исследования, выполненные в условиях производства, отсутствие сведений о технических свойствах древесины березы на корню часто приводило к серьезным технологическим и экономическим просчетам в условиях ее переработки в лущеный шпон.

Кроме того, до конца не ясно влияние региональных условий местопроизрастания на пригодность древесины березы для изготовления лущеного шпона, что позволило бы дать необходимые рекомендации по ее целевому воспроизводству.

Актуальность темы

В Федеральной программе долгосрочного развития производительных сил России говорится о необходимости рационального и эффективного использования лесных ресурсов. На этой основе планируется далее развивать отношения между предприятиями лесного хозяйства и деревообрабатывающими предприятиями.

В условиях рыночной экономики перед лесным хозяйством Брянской области остро стоит вопрос обеспечения местных б предприятий высококачественным березовым фанерным сырьем. Удовлетворение высоких требований, предъявляемых потребителями к качеству лущеного шпона и фанеры невозможно без повышения качественной продуктивности наших лесов. Для решения этого вопроса нужны объективные региональные данные о качестве древесины березы в древостоях в различных лесорастительных условиях. Размерно-качественные характеристики фанерного сырья необходимы также и для планирования дальнейшего развития фанерного производства, потребляющего местную древесину.

Практика показывает, что в настоящее время важными причинами не эффективного использования древесины березы в фанерной промышленности являются: недостаток сведений о влиянии региональных условий местопроизрастания березняков на выход и качество лущеного шпонасложность применения массовых сортиментно-сортных таблиц при установлении объективных входов в них для прогнозирования выхода березового фанерного кряжанедостаточная изученность вопроса о влиянии организации процесса заготовки, вывозки и использования березового фанерного сырья на производительность основного оборудования.

Указанные причины требуют дальнейшего исследования сырьевых баз фанерной промышленности в регионе.

Дель и задачи исследований. Целью настоящей работы является совершенствование учета и использование древесины березы для производства лущеного шпона.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи по изучению влияния региональных условий местопроизрастания березняков на:

1) Исходные показатели качества древесины березы на корню;

2) Размерно-качественные характеристики фанерных кряжей;

3) Общий и сортовой выход фанерного кряжа;

4) Общий и сортовой выход лущеного шпона.

Научная новизна. Проблема оценки количественной и качественной продуктивности березы в системе «древесина на корню — фанерный кряж — шпон лущеный» с применением принципов квалиметрии и системного анализа массовых производственных материалов на территории Брянской области решается впервые. В отечественной и зарубежной литературе отсутствует информация о проведении подобных исследований в регионе. В районе исследований впервые выявлена зависимость общей пораженности ствола березы ложным ядром от относительного диаметра порока на высоте грудидано математическое описание размерно-качественных характеристик березовых фанерных кряжей второго сорта с учетом их пораженности основными сортоопределяющими порокамивыявлены зависимости величин комплексных показателей качества древесины березы на корню от условий местопроизрастания, учет которых повышает точность и качество лесотаксационных работ.

Практическаяценность. Полученные результаты исследований количественной и качественной продуктивности березы в системе «древесина на корню — фанерный кряж — шпон лущеный» использованы в прогнозировании норм расхода фанерного кряжа на ОАО «Белая Березка» .

Материал был использован при проведении экспертизы качества лесоматериалов на корню, при выявлении березовых древостоев пригодных для использования в производстве лущеного шпона.

Результаты исследований позволяют определить пути увеличения количественной и качественной продуктивности березы за счет уменьшения потерь березового фанерного сырья, повышения общей производительности полуавтоматических линий лущениярубки шпона. 8.

Обоснованность и достоверность результатов. Результаты исследований получены при обработке данных пробных площадей, рубке модельных деревьев, опытной раскряжевки березовых деревьев, лабораторных исследований базисной плотности древесины березы, опытного лущения фанерных чураков на ОАО «Белая Березка». Обработка данных исследований осуществлялась с применением методов вариационной статистики. В работе использованы лесоустроительные, планово-статистические, нормативно-справочные и другие материалы, характеризующие текущее состояние лесного хозяйства и фанерной промышленности Брянской области и района исследований. Достоверность сформулированных научных положений, рекомендаций и выводов подтверждается практическим совпадением результатов опытных исследований с результатами обработки массовых производственных материалов.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования показателей качества древесины березы на корню для производства лущеного шпона.

2. Результаты опытной раскряжевки березовых деревьев.

3. Математические модели размерно-качественных характеристик березовых фанерных кряжей второго сорта ГОСТ 9462–88 «Лесоматериалы круглые лиственных пород» .

4. Результаты опытного лущения березовых фанерных чураков.

5. Результаты исследований связи величин комплексных показателей качества древесины березы на корню с продуктивностью в системе «древесина на корнюфанерный кряж — шпон лущеный», для использования в прогнозировании выхода лущеного шпона и затрат на сырье. 9.

Апробация. Результаты исследований докладывались на научно-технических конференциях Брянской Государственной Инженерно-Технологической Академии в 1996;2000 г. г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения, списка использованных источников из 119 наименований, в том числе 8 иностранных авторов, а также приложения, изложена на 159 страницах машинописного текста, включая 30 таблиц и 26 рисунков.

6.3 Выводы и рекомендации.

Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Установлено, что снижение сортности березового фанерного кряжа поступающего на ОАО «Белая Березка» из лесхозов, расположенных на территории Брянской области, главным образом связано с длительностью периода времени между заготовкой фанерного кряжа и лущением. По результатам обработки массового производственного материала оказалось, что в настоящее время средний период времени между заготовкой фанерного кряжа и лущением находится в интервале 31−50 дней, а минимальный период составляет до 10 дней. В результате чего средние потери качества заготовленного к производству фанерного кряжа первого сорта ГОСТ 9462–88 в настоящее время составляют 57,7%, а общие потери фанерного кряжа на отбраковку, — 18,9%. В случае уменьшения периода времени между заготовкой березового фанерного кряжа и лущением до 10 дней, средние потери качества березового фанерного кряжа первого сорта снижаются до 1,9%, а общие потери на отбраковку до 1,1%. Снижение потерь количества и качества березового фанерного кряжа на промежуточных этапах должно положительно отразиться на величине расхода древесины на.

122 производство 1 м³ лущеного шпона и на улучшении его сортности. Для снижения периода времени между заготовкой и лущением рекомендуется переходить на сортиментную заготовку фанерного кряжа с доставкой к потребителям автотранспортом.

2. Установлено, что значения величин количественной и качественной продуктивности березы по обследованным типам леса и лесорастительным условиям различны. Наибольшей продуктивностью характеризуется береза произрастающая в лещиновом и кислично-зеленчуковом типах леса, при использовании которой в фанерном производстве расчетный средний выход лущеного шпона ГОСТ 99–96 достигает 17,6% и 17,0%, а выход шпона высших сортов 3,2% и 3,0% от запаса древесины березы на корню. Наименьшей продуктивностью характеризуется береза произрастающая в долгомошниковом и осоко-тростниковом типах леса, при этом расчетный средний выход лущеного шпона достигает 7,5% и 6,1%, а выход лущеного шпона высших сортов всего лишь 0,9% и 0,7% от запаса древесины березы на корню. Из приведенного следует, что на расход древесины березы на производство 1 м³ лущеного шпона и соответствующие материальные затраты, условия местопроизрастания березы оказывают самое непосредственное влияние. Полученные результаты исследований также позволяют судить о степени влияния условий местопроизрастания березы на величины общего и сортового выхода лущеного шпона.

3. Установлено, что определенный, путем опытной, раскряжевки березовых хлыстов выход фанерного кряжа по ГОСТ 9462 и расчетные значения комплексных показателей качества древесины березы на корню, имеют следующую регрессионную зависимость:

Общий выход фанерного кряжа У= -68,2513 + 89,0759Х г — 0,9349.

Выход фанерного кряжа первого сорта У= -57,8448 + 30,1371Х г = 0,9746 где Хзначение расчетного комплексного показателя качества I древесины березы на корнюУ — выход березового фанерного кряжа, % от запаса древесины березы на корню.

Связь справедлива при 0,86 < X < 1,18.

4. Установлено, что определенные на основании опытных данных величины выхода лущеного шпона ГОСТ 99–96, с учетом потерь фанерного сырья на доставку и расчетные значения комплексных показателей качества древесины березы на корню, имеют следующую регрессионную зависимость:

Общий выход лущеного шпона у= -40,4554 + 51,9119Х г= 0,9403.

Выход лущеного шпона высших сортов У = -10,0419 + 11,7789Х г= 0,9534.

Выход лущеного шпона низших сортов У= -30,6011 + 36,6380Х г= 0,9437 где X — значение расчетного комплексного показателя качества древесины березы на корнюУ- выход березового лущеного шпона, %от запаса древесина березы на корню. Связь справедлива при 0,86 < X < 1,18.

5. Установлена довольно высокая степень связи величин выхода как фанерного кряжа по ГОСТ 9462–88, так и лущеного шпона по ГОСТ 99–96 с комплексными показателями качества древесины березы на.

124 корню. Это позволит производителю прогнозировать величины выхода продукции по замерам исходных показателей качества древесины березы на корню, которые в случае использования возрастного бурава возможно измерить непосредственно без валки модельных деревьев.

6. Установлена довольно тесная степень связи между условиями местопроизрастания березняков и величинами комплексных показателей качества древесины березы на корню. Это позволит в районе исследований давать технико-экономическую и экологическую оценку вариантов ее использования в производстве лущеного шпона.

Глава VIL ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНИКО.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ НА КОРНЮ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛУЩЕНОГО ШПОНА.

7.1 Экологическая и технико-экономическая оценка древесины березы на корню.

Как правило, условием использования древесины березы в производстве лущеного шпона является получение положительного экономического эффектаоднако, использование древесины березы на определенных этапах может сопровождаться отрицательными экологическими последствиями. Под экологическими последствиями понимаются такие изменения лесоводственно-экологических условий, которые влияют сегодня или могут повлиять в будущем на продуктивность лесных экосистем и экономические результаты хозяйствования. Снижение отрицательных экологических последствий во многом зависит от экономного использования древесины в лесу.

Экологическую оценку использования древесины березы в производстве лущеного шпона по типам леса осуществляли на основании результатов расчетов количественной и качественной продуктивности древесины березы в системе: «древесина на корню — фанерный кряжшпон лущеный» .

Величину расхода древесины березы в лесу рассчитывали при условии выработки 1000 м³ лущеного шпона. В качестве базового варианта (наименее экономного) был принят вариант использования древесины оерезы из осоко-тростнккового типа леса. Экономию древесины березы по типам леса и ТЛУ рассчитывали относительно принятого базового варианта.

7.1) 1000-АЖ Эк =-га м уся.

126 где AWinm — экономия м древесины березы произрастающей в iом типе леса на м3 лущеного шпона относительно базового варианта;

М усл — запас древесины березы на корню средневзвешенного о условного березового древостоя, м /га.

Запас древесины березы на корню средневзвешенного условного березового древостоя, согласно данных проведенных исследований, составил 77 м³ /га.

Сравнительная экологическая оценка использования древесины березы в производстве лущеного шпона приведена в таблице 7.1.

Анализ таблицы 7.1 показывает, что при использовании древесины березы в производстве лущеного шпона наиболее экономными представляются варианты использования древесины березы из лещинового и кислично-зеленчукового типов леса, где экономия древесины березы на корню составляет 139,1 и 136,5 га на выработку 1000 м³ лущеного шпона соответственно. Наименее экономными представляются варианты использования древесины березы из долгомошникового типа леса, где экономия древесины березы на корню составляет 39,7 га на выработку 1000 м³ лущеного шпона, а также из осоко-тростникового типа леса, где экономия древесины березы была условно принята равной нулю.

Таким образом, использование древесины березы для нужд фанерной промышленности из богатых типов леса будет сопровождаться меньшими отрицательными экологическими последствиями, по сравнению с использованием древесины березы из менее продуктивных типов леса.

Технико-экономическую оценку древесины березы по типам леса осуществляли, на основе действующего на 01.10.1999 г. соотношения стоимости лущеного шпона и древесины березы на корню.

Общую стоимость лущеного шпона рассчитывали путем суммирования произведений стоимости одного кубометра лущеного шпона и выхода лущеного шпона по сортам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

По материалам исследований получены следующие основные результаты:

1. Оценка качества древесины березы на корню с применением принципов квалиметрии способствует решению вопросов, связанных с совершенствованием учета и использования древесины березы в производстве лущеного шпона на территории Брянской области. Более высокая точность определения исходных данных о сырье и конкретных показателей технических свойств (5−10%), характерная для квалиметрии древесного сырья, по сравнению, с точностью глазомерного определения категории годности березовых деревьев (около 20%), широко применяемых в настоящее время методов промышленной товаризации, позволит при ежегодном потреблении 100 ООО м3 древесины березы и ее запасе средневзвешанного условного березового древостоя 77 м³ /га, избегать неэффективного использования ресурсов березы на площади не менее 130 га.

2. Изменение величин комплексных показателей качества древесины березы на корню имеет направленность, сходную с изменением количественной и качественной продуктивности березы в системе «древесина на корню — фанерный кряж — шпон лущеный». Наличие довольно высокой степени связи между изменениями величин комплексных показателей качества и продуктивности березы, позволит использовать установленные зависимости для прогнозирования общего и сортового выхода фанерного кряжа по ГОСТ 9462- общего и сортового выхода лущёного шпона по ГОСТ 99, а также возможной выручки от реализации лущеного шпона, приходящейся на один рубль затрат на сырье.

3. На величины комплексных показателей качества и выхода лущеного шпона значительное влияние оказывают условия.

158 местопроизрастания березы. С ухудшением условий местопроизрастания величины комплексных показателей качества древесины березы на корню и выход лущеного шпона снижаются. Установленная количественная и качественная продуктивность березы в системе «древесина на корнюфанерный кряж — шпон лущеный» показала, что выход лущеного шпона из березы произрастающей на богатых свежих и влажных почвах почти в 3 раза выше, чем из березы произрастающей на заболоченных почвах. На основании чего рекомендуется производству вести заготовку фанерного кряжа в богатых типах леса. Это позволит обеспечить фанерное производство региона крупномерным сырьем, максимально снизить затраты на заготовку и переработку древесины в лущеный шпон и тем самым увеличить выручку от реализации готовой продукции.

4. Установлено, что вариант использования березы произрастающей на богатых свежих и влажных почвах для выработки 1000 м³ лущеного шпона позволяет экономить древесину в лесу на площади до 140 га, по сравнению с вариантом использования березы из заболоченных типов леса.

5. На территории Брянской области при выращивании и использовании древесины березы в производстве лущеного шпона рекомендуется проводить рубки ухода в березняках и своевременную заготовку фанерного кряжа. Для снижения потерь сырья на промежуточных этапах переходить на сортиментную заготовку фанерного кряжа с доставкой к потребителям автотранспортом. Суммарный экономический эффект от проведения мероприятий составит до 4487,45 руб/га.

6. Установлены и составлены для использования при расчетах уравнения и корреляционные зависимости между относительным диаметром ложного ядра на высоте груди и общим объемом порока в стволе березымежду встречаемостью основных сортоопределяющих пороков у фанерных кряжей второго сорта ГОСТ 9462–88 и их диаметроммежду выходом лущеного.

159 шпона ГОСТ 99–96 и диаметром фанерных кряжей, с учетом их сорта и наличия основных сортоопределяющих пороков.

7. Анализ производительности полуавтоматических линий лущения-рубки шпона и расчеты на основании опытных данных показали, что в условиях специализации линий на работу с определенными диапазонами диаметров кряжей производительность линий может быть повышена на 4 — 9%.

Предложенные материалы исследований и полученные результаты могут быть использованы для расчета условий специализации линий при любом их числе на участке лущения — рубки шпона.