Проект лесозаготовок объемом 160 тыс. м3 лесопромышленного предприятия

Реферат Введение

1. Организация лесосечных работ

1.1 Выбор способа рубок и лесовосcтановления

1.2 Выбор комплекта машин и технологического оборудования

1.3 Расчет арендуемой предприятием площади участков лесного фонда и числа лесосек годичного лесного фонда

1.4.Выбор схемы размещения волоков на лесосеке и движения по ней лесозаготовительных машин

1.5 Расчет оптимальной площади делянок, тяготеющих к одному погрузочному пункту

1.6 Выявление резервов роста или необходимости снижения норм выработки

1.7 Определение потребного количества оборудования и рабочей силы для лесозаготовительной бригады и погрузочного звена

1.8 Расчет режима лесосечных работ

1.9 Расчет трудозатрат на подготовительные и вспомогательные

работы

1.10 Расчет технико-экономических показателей мастерских участков и составление штатов административно-технического персонала лесосечных

1.11 Расчет потребности в машинах, оборудовании и материалах

2. Организация сухопутного транспорта лесоматериалов

2.1 Проектирование дорожной сети в лесном фонде

2.2 Основы организации дорожного строительства

2.3 Вывозка лесоматериалов

2.4 Охрана окружающей среды

3. Организация лесоскладских работ

3.1 Разработка структурной схемы технологического процесса нижнего лесопромышленного склада

3.2 Обоснование вариантов лесоскладских работ

3.3 Разработка принятого варианта лесоскладских работ

3.4 Техника безопасности лесоскладских работ

3.5 Охрана труда и окружающей среды

4. Организация водного транспорта лесоматериалов

4.1 Гидрологическая и транспортная характеристика лесосплавной реки

4.2 Организация работ на приречном складе

4.3 Организация первоначального сплава

5. Формирование плоских сплоточных единиц на акватории приречного склада

5.1 Актуальность применения плоских сплоточных единиц

5.2 Новые конструкции плоских сплоточных единиц

5.3 Плоская плоточная единица переменной осадки

5.4 Навигационная сплотка лесоматериалов в плоские сплоточные единицы.

Заключение

Список использованной литературы Приложения.

Реферат

Пояснительная записка изложена на 155 страницах, содержит 56 таблиц и 31 рисунка. Графическая часть состоит из 8 плакатов. Выпускная квалификационная работа состоит из введения и 5 глав размещенных на 155 страницах и 8 плакатах, включая 31 рисунка и 56 таблиц.

Целью работы является совершенствование технологий и оборудования лесозаготовительного производства на лесопромышленном предприятии грузооборотом 160 тыс. м³.

В выпускной квалификационной работе рассмотрен технологический процесс проектируемого предприятия, дан анализ существующих лесозаготовительных технологий, разработана схема дорог участка лесного фонда для вывозки лесоматериалов с лесосек. Рассчитаны основные показатели и характеристики водного транспорта для доставки лесоматериалов потребителю, так же приведен анализ систем машин лесосечных работ и технологических процессов лесоскладских работ.

Из существующих конструкций сплоточных единиц была выбрана новая конструкция плоской лесотранспортной единицы, которая является наиболее актуальной в современных условиях.

По мере стабилизации экономики страны неизбежно встанет вопрос о снижении трудоемкости производства, замене тяжелого ручного труда машинными технологиями выполнения работ и встанет вопрос о путях дальнейшего развития технологии лесозаготовительного производства на ближайшую и более отдаленную перспективу.

Говоря о технологии лесозаготовок, необходимо отметить, что в России основной, доминирующей была и остаётся технология, основанная на заготовке и вывозке из лесосеки хлыстов и производстве сортиментов на нижнем складе.

Технологические процессы лесозаготовительных предприятий базируется на применении различных машин и механизмов. Сюда входят различные виды лесозаготовительного оборудования: машины для подготовки почвы, посадки леса и ухода за ним: различные типы лесотранспортного, погрузочно-разгрузочного оборудования и вспомогательных машин.

В состав отраслевой системы машин входят технические средства и технологические комплексы, предназначенные для механизации различных видов рубок. В зависимости от типа и возраста насаждений, размерно-качественных характеристик, лесоводственно-таксационных показателей, породы, объемов и структуры древесного сырья и других факторов рубки проводятся по технологическим схемам с применением различных технологических средств и комплексов. При организации ведения лесного хозяйства должны быть гибкими лесохозяйственные мероприятия, учитывающие комплексное развитие региона, экономические и экологические проблемы, возникающие в лесном комплексе. Недостатки высокопроизводительных машин и значительные затраты на приобретение новых технологических комплексов заставляют производственников использовать имеющуюся в наличии технику, наряду с механизированными работами, выполнять операции с применением ручного труда, ручных моторных инструментов, машин и оборудования, малоэффективных при проведении лесозаготовительных работ.

Неравномерность распределения лесов по территории страны и отдаленность потребителей от основных лесозаготовительных районов вызывает необходимость транспортировки лесоматериалов на большие расстояния.

Заготовленные в лесу лесоматериалы и не древесные лесные ресурсы могут быть использованы только после доставки их на пункты переработки или к местам потребления. Для вывозки указанной продукции из леса на территории лесного фонда должна быть построена сеть дорого и организован процесс перевозки лесных грузов. Поэтому сухопутный лесотранспорт является ведущей и связующей фазой лесозаготовительного производства. От об устроенности лесного фонда дорогами и от их состояния, а также от обеспеченности лесозаготовительного предприятия транспортными средствами и уровня организации лесотранспортного процесса зависит эффективность работы всего лесного комплекса.

Одним из видов транспорта лесоматериалов является водный транспорт, которым доставляют потребителям и к пунктам обработки и переработки заготовленную древесину. Широкое распространение водного транспорта леса обеспечивается в основном двумя обстоятельствами.

Во-первых, многие лесозаготовительные районы страны расположены далеко от путей железнодорожного транспорта. В этих районах водные пути являются основными, а иногда и единственными для транспортировки заготовленных лесоматериалов до потребителей.

Во-вторых, широкому использованию водных путей для транспорта лесоматериалов способствует более низкая стоимость транспортировки по сравнению с сухопутными путями.

Поэтому вопросы совершенствования технологий и оборудования лесозаготовительного производства на приречном складе путем научного обоснования его основных параметров, повышения надежности, снижения металлоемкости машины имеют большое значении, оказывая прямое влияние на экономические показатели работы предприятия.

1.Организация лесосечных работ

1.1 Выбор способа рубок и лесовосстановления

В зависимости от вида лесопользования рубки делятся на следующие категории: рубки главного пользования, уходя за лесом, комплексные, прочие рубки.

Рубки главного пользования — это рубки, при помощи которых происходит промышленная заготовка древесины в спелых и перестойных насаждениях, основной целью проведения которых является именно заготовка древесины. Применяются три основных систем рубок главного пользования: сплошные, постепенные, выборочные.

Сплошными, или сплошнолесосечными, называются рубки при которых весь древостой на лесосеке вырубается за один приём в течении короткого срока, не превышающего одного года.

Способ рубки выбирается в зависимости от породного состава спелости древостоя, типа леса, лесорастительных условий и группы леса. Тип леса выбирается по преобладающей породе в составе древостоя. Способ рубок можно выбрать из прил.2[1].

Исходя из данных и этих условий выбираем сплошные рубки с искусственным лесовостановлением.

1.2 Выбор комплекта машин и технологического оборудования

Выбор комплекта лесосечных машин зависит от выбранного способа рубки и лесовосстановления, типа технологического процесса лесозаготовок, среднего объема хлыста, рельефа, почвенно-грунтовых условий выбираем следующий комплект машин для лесосечных работ: валка, обрезка сучьев и раскряжевка — пилой «STIHL MS440»; пакетирование и трелевка — VALMET 890 (табл. 1, 2).

Таблица 1

Техническая характеристика пакетировочно-трелевочной машины «VALMET 890»

Таблица2

Техническая характеристика пилы «STIHL MS440»

1.3 Расчет арендуемой предприятием площади участков лесного фонда и числа лесосек годичного лесного фонда

Площадь участков лесного фонда должна обеспечивать сырьём лесозаготовительное предприятие в течение всего срока аренды (рис. 1.1). Для комплексных предприятий, когда договор аренды включает и заготовку древесины, и лесовосстановительные работы, срок действия может быть не ограничен.

Рис. 1.1. Схема участков лесосечного фонда, арендуемого лесозаготовительным предприятием Арендуемая площадь S, м², лесного фонда (рис. 1.1) в этом случае определяется возрастом рубки:

S=10⁴*Q*Z_в*f/q_i = 10⁴*160 000*100*1,1/300= 58 666*10⁴ м², (1)

q_i = k_i *q = 1*300= 300 м³/га, (2)

где Q — годовой объём предприятия по заготовке и вывозке древесины, м³;

Z_в — срок аренды лесного фонда (возраст рубки спелого древостоя: для ели и сосны — 81 год, для берёзы — 61, для осины — 41);

f — коэффициент, учитывающий не эксплуатационные площади в участках лесного фонда (f=1,1…1,2);

q_i — средний вырубаемый запас леса на 1 га, м³.

Форма участков лесного фонда каждого предприятия зависит от конкретных условий. Наиболее целесообразной является форма, близкая к прямоугольнику с примерным соотношением сторон L₁/L₂=p=1,25…2. Длина и ширина участка определяется соответственно по формулам:

=27 079 м, (3)

== 21 664 м. (4)

Другие размеры находятся: по построению (L_B — длина ветки, м); исходным данным (L_Л — длина лесосеки, м); в результате дальнейших расчетов (l_у — расстояние между усами, м; l_в — расстояние между ветками, м; А — расстояние между погрузочными пунктами, м).

Число лесосек годичного лесофонда, шт:

== 13 шт. (5)

Размещение лесосек считается правильным при соблюдении ряда условии:

1) направление лесосеки должно обеспечивать притенение вырубки и сохранение почвенной влаги на юге, в области сухого лесоводства и, наоборот, необходимое прогревание и подсушивание почвы в таёжных лесах. В первом случае преобладающее направление (по длине) — с запада на восток, во втором — с севера на юг.

2) последовательность примыкания лесосек или направление рубки выбирается так, чтобы обнажённая после рубки стена леса оказалась с подветренной стороны во избежание ветровала для лучшего осеменения вырубки. Для выбора необходимо знать преобладающее направление сильного ветра. Взаимно перпендикулярные направления лесосеки и рубки (непосредственное, чересполосное, ступенчатое, клетчатое и др. виды примыкания) наиболее удобны.

3) срок примыкания лесосек, устанавливаемый для обсеменения вырубок и улучшения условий роста всходов и самосева, зависит от повторяемости семенных годов, урожайности древесной породы, географической зоны.

1.4 Выбор схемы размещения волоков на лесосеке и движение по ней лесозаготовительных машин

Выбор схемы производится с учётом способа рубок, комплекта лесосечных машин, рельефа, густоты дорожной сети, размеров лесосеки, почвенно-грунтовых условий. По способу разработки лент машины, выполняющие валку деревьев и другие операции, разделяются на фланговые и фронтальные.

Схемы (рис. 3,м) могут применятся при трелёвке сортиментов форвардерами при валке деревьев, очистке их от сучьев и раскряжевке хлыстов бензопилами.

При системе машин: валка, обрезка сучьев и раскряжевка хлыстов STIHL MS440. Трелёвка VALMET 890, с объемом заготовки в 160 000 м³ и сплошными рубками, выбираем схему движения рис. 1.2.

Рис. 1.2. Схема размещения волоков

1.5 Расчёт оптимальной площади делянок, тяготеющих к одному погрузочному пункту

С увеличением расстояния между усами (l_y) или ветками (l_в — при трелевке к веткам) и ПП (погрузочным пунктом) (А) увеличивается среднее расстояние трелевки и, следовательно, возрастают затраты на трелевку. Вместе с тем уменьшаются расходы на строительство и содержание усов (веток) и погрузочных пунктов. Таким образом, изменение в ту или иную сторону величин l_y (l_в) и, А ведет к росту одних затрат и уменьшению других, и наоборот.

Размеры делянок, обеспечивающие минимум суммарных трудовых или денежных затрат на трелевку, строительство и содержание усов (веток) и погрузочных пунктов, являются оптимальными. Расчет оптимальных размеров делянки сводится к определению расстояний: l_y — между усами (между ветками — l_в) и, А — между погрузочными пунктами (см. рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема для расчета оптимальных размеров лесосеки:

1 — погрузочный пункт; 2 — граница делянки; 3 — делянка;

4 — ветка (магистраль); 5 — ус (ветка) Суммарная стоимость затрат С, р., приходящаяся на 1 м³ стрелеванной древесины, складывается из удельных затрат: на трелевку леса (С₁, р./м³);строительство, содержание и разработку лесовозного уса или ветки (С₂, р./м³); обустройство ПП (С₃, р./м³); обустройство и содержание магистрального волока (С₄, р./м³). С₄ от суммарных затрат составляет незначительную величину, поэтому ею можно пренебречь.

Стоимость удельных затрат на трелевку лесоматериалов

(6)

где С_т — стоимость машино-смены на трелевке, руб.;

П_см — сменная производительность ТМ, ПТМ, ВСТМ или ВТМ, м³;

М — объем трелюемой пачки, м³;

m — число часов в смене;

ц₁ — коэффициент использования времени смены (ц₁ = 0,75 — 0,85);

?t — суммарное время на формирование пачки, ее погрузку и разгрузку, маневры машины на лесосеке и погрузочном пункте в расчете на одну пачку, с;

х_ср — средняя скорость ТМ, ПТМ, ВСТМ или ВТМ при движении в грузовом и холостом направлениях, м/с;

l — среднее расстояние трелевки, м.

Среднее расстояние трелевки:

(7)

где — коэффициент удлинения трелёвочных волоков, представляющий собой отношение фактической протяжённости волока к его длине по прямой (=1,1−1,4);

— ширина делянки, м;

— длина делянки (расстояние между погрузочными пунктами), м;

 — коэффициенты, зависящие от схемы расположения волоков на лесосеке (К₁=0,5; К₂=0).

Стоимость удельных затрат на строительство, содержание и разработку лесовозного уса:

(8)

Стоимость удельных затрат на обустройство и содержание магистрального волока:

(9)

где С_у — стоимость строительства, содержания и разработки одного погонного метра уса, р./м³ (при трелевке к веткам берётся аналогичная стоимость ветки; значения С_у, С_в);

ѓ - коэффициент, учитывающий наличие не эксплуатационных площадок в тяготеющей к усу (ветке) площади (ѓ=1,1−1,2);

с — коэффициент удлинения уса: отношение фактической протяженности уса к его длине по прямой (с=1,2);

С_n — затраты на обустройство одного погрузочного пункта.

При работе по схемам (рис. 1.2,м) коэффициент К₂=0. Это означает, что трелёвочная машина не сходит во время трелёвки с магистрального или пасечного волока. Расстояние между волоками или погрузочными пунктами находится как длина ленты набора пачки объемом М, м³:

(10)

где Д — ширина обрабатываемой ленты валочной (ВМ), валоно-пакетирующей (ВПМ), валочно-сучкорезно-пакетирующей (ВСПМ) и валочно-сучкорезно-раскряжевочной (ВСРМ) машиной.

Для схемы (рис. 1.2, м) расстояние между погрузочными пунктами является, по существу, шириной пасеки, зависящей от высоты древостоя, метода разработки пасек и находится в пределах 25−40 м [8,с.83].

При известном значении, А при К₂=0 величина l_у выводиться из уравнения:

(11)

Работа машин осуществляется по схеме (рис. 1.2, м) при следующих параметрах, = 7800 р.; = 16 м³; = 8 ч.; = 0,8; = 1,8 м/с; = 81 р/м; = 1,1; = 1,1; = 1800 р; q = 300 м^3/га; K₀ = 1,2; K₁ = 0,5; K₂ = 0.

Подставляя в уравнения (10,11) эти значения, получаем А=2*Н*sinб+b=2*18*sin40+4=27 м,

=882м.

Расстояние между усами вышло 882 м, но учитывая размеры лесосеки 400×1000 и то, что расстояние между квартальными сетками 1000, примем расстояние между усами 1000 м.

При этих значениях среднее расстояние трелевки определяется по формуле (7)

м.

Число погрузочных пунктов m_n или число делянок определяется путём деления длины лесосеки L_n на расстояние между погрузочными пунктами А.

Полученное значение округляем до целого числа:

= 400/27 = 15, (12)

а затем определяется в метрах точное значение:

= 400/15 = 27 м. (13)

Рис. 1.4. Схема взаимного расположения усов и лесосеки

1.6 Выявление резервов роста или необходимости снижения норм выработки

Расчет количества оборудования и рабочей силы нельзя выполнить, не зная выработки на каждой операции лесосечных работ. Обычно для серийно выпускаемой техники разрабатываются нормы выработки, более или менее удовлетворяющие условиям многих регионов.

Расчетная производительность дает возможность оценить степень применимости норм выработки в реальных условиях предприятия, найти резервы для ее перевыполнения квалифицированными рабочими, обосновать рациональную технологию и приемы работы. Расчет производительности тем более необходим при отсутствии норм, например, для опытных образцов.

Методика расчета производительности лесосечных машин изложена: для бензопил на валке деревьев в, обрезка сучьев — и раскряжевке хлыстов [8, с.192−194], для ВМ и ВПМ — [8, с. 105,106], трелевочных тракторов — [8, с. 115,116], трелевочных машин — [8, с.131−134], валочно-сучкорезно-раскряжевочных машин [8, с.200−202], сучкорезно-раскряжевочных машин — [8, с. 202,203].

Сменная производительность сучкорезных и лесопогрузочных машин может быть определена по формулам:

(14), (15)

где П_ч — часовая производительность, м³/ч;

m — время смены;

— коэффициент использования рабочего времени смены (для БП можно принять =0,4−0,6; для других машин =0,75−0,85);

Q — объем единицы продукции (хлыста, пачки или группы деревьев), который вырабатывает или транспортирует машина за один рабочий цикл, м³;

T — время на выполнение основных и вспомогательных операций в расчете на единицу продукции, с.

Рассчитаем производительность бензопилы «STIHL MS440» на валке.

Определяем время цикла

Т_ц=, (16)

где х_м.д. — скорость моториста между деревьями, (х_м.д. =0,3−0,8) м/с;

d_с — средний диаметр дерева в месте срезания, м;

П_чп — производительность чистого пиления бензопилы м²/с;

— коэффициент использования производительности чистого пиления;

q — запас леса на 1 га, м³;

с — коэффициент увеличения площади пропила за счет подпила (с=1,15−1,25).

Средний диаметр в месте срезания:

d_с²=4*V/р*l=4*0,3/3,14*18=0,02 м;

Т_ц== 54,5 с.

м³; м³.

Рассчитаем производительность бензопилы «STIHL MS440» на раскряжевке.

Определим время цикла Т = 18/0,7+((18−2)/6+1)*3,14*0,02²*1,25/4*0,01*0,5=25,9 с.

м³; м³.

Рассчитаем производительность бензопилы «STIHL MS440» на обрезке сучьев.

Определяем время цикла

T = t_nд + t_вд + t_c = 6 + 21,6 + 40 = 67,6 с,

t_вд = l_х — l_б/х_с = 18 — 0,7/0,8 = 21,6 с,

t_c = ѓ/П_чп*ц_чп = 0,1/0,005*0,5 = 40 с, где l_х, l_б — длина соответственно хлыста и его бессучковой зоны, м;

х_с — скорость сучкоруба при его движении по лесосеке, м/с;

ѓ - суммарная площадь среза сучьев на одном дереве (м³), которая зависит от породы дерева и его диаметра на высоте груди.

м³; м³.

Рассчет производительности ПТМ VALMET 890

Определим время цикла Т = t₁*n₁+t₂*n₂-t₂+t₄+t₅+t₆+t₇ (17)

где t₁ — время на поворот манипулятора, наведение клещевого захвата, захват комлей, доставки и укладку их на коник, с (t₁=25…40 с);

n₁ — число циклов захвата и погрузки деревьев при наборе пачки с помощью манипулятора:

n₃ = M/Q = 16 / 0,3 = 53,3 ;

t₂ — время перехода машины на смежную рабочую позицию, с:

t₂ = б/х = 5 / 1,5 = 3,3 с, где б — расстояние между смежными рабочими позициями машины, м;

х — скорость движения машины по лесосеке, м/с;

n₂ — число рабочих позиций при формировании полногрузной тачки ПТМ:

n₂ = 10⁴*M/б*Д*q = 10⁴*16 / 5*3*300 = 35,5 ,

t₄ — время на загрузку пачки, с (=10 с);

t₅, t₆ — время движения трелевочной машины соответственно в холостом и грузовом направлениях, с:

t₅ = l_ср/х_хх = 300 /2,52 = 119 с, t₆ = l_ср/х_гх = 300 / 0,52 = 577 с;

t₇ — время маневров трелевочной машины на лесосеке и на погрузочном пункте, с (t₁₀=150…200с).

Т = 25*53,3+3,3*35,5−3,3+10+119+577+180=2332,35 с, м³; м³.

Полученные расчетным путем значения производительности машин необходимо сравнить с нормативными данными [1,. Как правило, расчетная производительность на 15−20% выше нормы выработки.

1.7 Определение потребного количества оборудования и рабочей силы для лесозаготовительной бригады и погрузочного звена

Наибольшее распространение на лесосечных работах нашла бригадная форма организации труда. В настоящее время, когда процесс механизации лесосечных работ практически завершен, наиболее современными являются комплексные лесозаготовительные бригады, выполняющие все операции (исключая погрузку) технологического процесса. Еще большую значимость приобретают комплексные бригады при машинном способе лесозаготовок, когда результаты работы каждой машины зависят от качества выполнения предыдущей операции.

На лесосечных работах с применением ручного труда, т. е. при использовании БП и ТТК ведущим механизмом является форвардер. Бригады, созданные на базе одного форвардера, называются малыми, а на базе нескольких — укрупненными комплексными бригадами. Основная цель создания укрупненных комплексных бригад — интенсивное использование форвардеров за счет их работы в перерывы и во вторую смену.

Количество машино-смен регулируется числом машин в бригаде и коэффициентом сменности. Суточное задание на бригаду определяется из выражения

(18)

где H_б — норма выработки ведущей машины, м³;

— коэффициент сменности ведущей машины;

— число ведущих машин в бригаде;

— коэффициент перевыполнения нормы выработки (= 1,05−1,15).

Потребное число машино-смен определяется путем деления суточного задания на норму выработки; число машин — путем деления числа машино-смен на коэффициент сменности (табл.3).

Таблица 3

Потребное количество машин и рабочей силы в лесозаготовительной бригаде

К формированию системы машин для лесосечных работ предъявляют ряд требований6 единое базовое шасси, единые параметры предмета труда (например, максимальный диаметр дерева в комле), равная или кратная производительность. Последнее обстоятельство весьма трудно выполнимо, т.к. производительность на трелевке находится, по существу, в прямой зависимости от среднего расстояния трелевки, а оно в разных лесосеках различное.

H_c = 89*2*1,1*1=195,8 м³.

В связи с этим применяется следующая методика определения численности рабочих и технического оснащения бригад. Величиной, обратной производительности, является удельное время ф обработки единицы объема предмета труда, чел.- см./м³:

ф = n/П, (19)

где П — сменная производительность, м³;

n — число рабочих, обслуживающих машину или механизма.

Процесс лесосечных работ представляет собой технологическую цепочку последовательно выполняемых операций. Суммарное удельное время на 1 м³ заготовленной древесины найдется из выражения:

ф = ?n/П = 9/201,8 = 0,04, (20)

где П_i — сменная производительность при выполнении i-ой операции;

z — число операций технологического процесса;

n_i — число рабочих, обслуживающих механизм при выполнении i-той операции.

Таким образом, с учетом (19) число человека смен для выполнения суточного задания бригады:

N_в = H_c*ф*m*p*? n/П = 195,8*0,04 = 8,83? 9. (21)

При односменной работе нормами установлена продолжительность рабочей недели 40 часов (5 дней по 8 часов либо 5 дней по 7 часов и 1 день, суббота — 5 часов).

1.8 Расчет режима лесосечных работ

Под режимом лесосечных работ понимаются обусловленные сроками определенные объемы лесозаготовок. Число рабочих дней в году определится из выражения

= 365−11−114−10−15=215, (22)

где К, П, В — число соответственно календарных, праздничных и выходных дней в году;

Н — число нерабочих дней в году из-за климатических условий (Н = 10−15);

— число дней в году на перебазировку мастерского участка (= 12−25).

Суточное задание предприятия и число работающих лесозаготовительных бригад определяются соответственно по формулам:

= 160 000/215=744 м³, (23)

=744/195,8 = 3,79, (24)

где — годовой объем заготовки древесины, м³.

Полученное по формуле (23) значение округляется до целого. Бригады равномерно распределяются по мастерским участкам (МУ). В одном МУ обычно 2−3 малые и 1−3 укрупненные комплексные бригады. Годовой объем МУ колеблется в пределах 50ч200 тыс. м³. Суточное и годовое задания МУ определяются соответственно по формулам:

= 195,8*3,79 = 742 м³, (25)

= 195,8*215*3,79 = 159 547 м³, (26)

где — число бригад в одном МУ.

МУ базируется, как правило, в одной лесосеке. После вырубки на ней всей древесины объёмом, м³, МУ перебазируется на другую лесосеку. Число перебазировок в течение года определится по формуле:

= 159 547*10⁴/(400*1000*300) = 13, (27)

где — средняя площадь лесосек годичного лесфонда, м².

На одну перебазировку (на расстояние 1,5 км) затрачивается 1 день при тракторной трелевке, 2 дня при машинной заготовке леса. Зная число перебазировок в год, уточняют количество дней, затраченных на перебазировки. Эти дни равномерно распределяются по месяцам года, для которого ведется расчет:

Т = 365−11−114−10−13 = 217 дней, Q_с.п. = 159 547/217 = 735 м³,

m_{б.п .}= 735/195,8 = 4 .

Результаты расчета режима работ сводятся в табл. 4.

Таблица 4

Режим работы мастерского участка

Число рабочих дней в каждом месяце определяется как разность между числом календарных дней соответствующего месяца и числом выходных, праздничных и нерабочих дней из-за перебазировок и климатических условий. Нерабочие дни из-за климатических условий распределяются обычно между весенней и осенней распутицами. Месячное задание находится как произведение суточного задания МУ на число рабочих дней. Затем уточняется годовое задание предприятия путем суммирования годовых заданий всех МУ (табл. 4).

Полученное значение распределение по месяцам, наиболее благоприятным для лесосечных работ и вывозки древесины. В свободные от лесосечных работ месяцы рабочие могут быть заняты на подготовительно-вспомогательных работах, на лесовосстановлении, на побочном лесопользовании, на переработки древесины и т. д.

1.9 Расчет трудозатрат на подготовительные и вспомогательные работы

1.9.1 Подготовительные работы

Подготовительные работы на лесосеке проводятся, во-первых, для обеспечения безопасности основных работ, во-вторых, для получения максимальной производительности оборудования и машин при их работе согласно технологической схеме. Подготовительные работы могут выполняться силами лесозаготовительных бригад, что ведет к снижению результатов их работы.

Рекомендуется все подготовительные работы выполнять специальными бригадами, имеющими комплект необходимого оборудования и машин и освоившими технологию и специфику работ. Методика расчета подготовительных работ представлена в табл. 5.

Таблица 5

Расчет подготовительных работ

1.9.2 Вспомогательные работы

Они включают в себя: обслуживание и ремонт механизмов и машин; точку и правку режущих инструментов; доставку ГСМ и запчастей на лесосеку; доставку рабочих на лесосеку и обратно; перебазирование МУ с одной лесосеки на другую; содержание трелевочных волоков; охрана оборудования на МУ. Нормативные данные трудозатрат представлены в [9, 4] и в табл. П 6. Результаты расчета вспомогательных работ сводятся в табл. 6.

Таблица 6

Расчет вспомогательных работ

После заполнения табл. 6 годовые трудозатраты (колонка 4) на обслуживание и ремонт механизмов и машин, точку и правку режущих инструментов и содержание трелевочных волоков суммируются с годовыми трудозатратами на подготовительные работы (табл. 3, итоговые данные колонки 7); полученная сумма делится на число рабочих дней в году. Результат есть число подготовительно-вспомогательных рабочих на предприятии, которые распределяются между МУ пропорционально их годовому объему лесозаготовок. Из этих рабочих на каждом МУ формируется бригада (звено) по выполнению подготовительно-вспомогательных работ 186 429,2/215 = 867 человек.

1.9.3 Очистка лесосек от порубочных остатков и валежника

Выполняется после рубки. Очистка лесосек производится вручную в валы с последующим сжиганием. Нормы на очистку лесосек даны в и в табл. П 6. Данные расчета трудозатрат на очистку лесосек сводятся в табл. 7.

Таблица 7

Трудозатраты на очистку лесосек

Количество рабочих для очистки лесосек определяется путем деления годовых трудозатрат на число рабочих дней в году. Рабочие, пропорционально годовому объему лесозаготовок, распределяются по МУ в бригады или звенья.

16 920/215=79 человек.

1.10 Расчет технико-экономических показателей мастерских участков и составление штатов административно-технического персонала лесосечных работ

Мастерский участок является основной производственной единицей лесозаготовительного предприятия. Производственный процесс на МУ включает в себя полный цикл подготовительных, лесосечных и вспомогательных работ. Показатели работы МУ сводятся в табл. 8.

Таблица 8

Технико-экономические показатели работы мастерского участка

1.11 Расчет потребности в машинах, оборудовании и материалах

Расход вспомогательного оборудования и инструментов сводится в табл. 9. Для определения годового объема расхода предприятием горюче-смазочных материалов и рабочих жидкостей рекомендуется методика, представленная в табл. 10. Заполнять таблицу следует раздельно для основных, подготовительных, вспомогательных работ и для очистки лесосек. Число машино-смен в год (колонка 3) определяется как произведение числа работающих механизмов на коэффициент сменности и число рабочих дней в году. Нормы расхода на машино-смен (колонки 4−9) представлены в П. 10.

Таблица 9

Годовой расход вспомогательного оборудования и инструментов для выполнения лесосечных работ

Таблица 10

Годовой расход горюче-смазочных материалов и рабочих жидкостей

2. Организация сухопутного транспорта лесоматериалов

2.1 Проектирование дорожной сети в лесном фонде

2.1.1 Установление основных норм проектирования плана, продольного и поперечного профилей лесовозных дорог

В соответствии с существующими нормативами [5], в зависимости от заданного годового объема перевозок грузов 160 тыс. м³, определяем категорию дороги (III-в), а затем с учетом рельефа местности устанавливаем основные нормы проектирования магистрали и веток по форме табл. 11.

Таблица 11.

Основные нормы проектирования лесовозных дорог для трудных

условий (холмистая местность)

2.1.2 Трассирование магистрали по карте в горизонталях

Трассированием называют прокладку трассы дороги по местности или на карте. При трассировании лесовозной дороги основная задача заключается в достижении такого положения трассы дороги, при котором обеспечивается минимум суммарных расходов по вывозке лесоматериалов и строительству дорожной сети (рис. 2.1).

Трассу магистрали между заданными точками, А и Б прокладывают, не допуская превышения величины продольных уклонов, принятых в таблице 11. Расстояние между горизонталями на карте, при котором уклон местности по трассе равен заданному уклону трассирования, определяется по формуле:

(27)

где i_тр — шаг трассирования (расстояние между горизонталями), мм;

h — сечение горизонталей, м;

М — знаменатель масштаба карты;

i_тр — уклон трассирования, ,

i_тр = i_пр — i_эк, (28)

где i_пр — руководящий или уравновешенный уклон, ;

i_эк — эквивалентный уклон, учитывающий влияние кривых, (20 при R=50м, 10 при R=80 и 3 при R=100м, при R>200 м i_тр = i_р на подъемах и i_тр = i_ур — на спусках).

На карте, соблюдая шаг трассирования, прокладываем трассу. После установления окончательного положения трассы на карте, с помощью транспортира измеряем величины углов поворотов и назначаем радиусы круговых кривых (рис. 2.1).

По величине угла поворота и принятого радиуса круговой кривой определяем основные элементы круговой кривой: тангенс — Т, длину кривойК, домер — Д и биссектрису — Б (табл.12) по формулам:

T=R*tgб/2; (29)

K=*R*б/180°; (30)

Д=2Т-К; (31)

B=R*(secб/2-l), (32)

где R — радиус круговой кривой, м; б — величина угла поворота трассы, град.

Расчеты элементов трассы сводим в ведомость прямых и кривых по форме таблицы 12.(СДЕЛАТЬ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ ВИДЕ) Таблица 12

Ведомость прямых и кривых

Контроль: м

м

86⁰ =86⁰

2.1.3 Размещение транспортной сети в годичной лесосеке

Для выполнения заданного объема заготовки и вывозки лесоматериалов каждый лесозаготовительный участок должен получить от лесхоза необходимый лесосечный фонд. Этот лесосечный фонд следует нанести на карту (рис. 2.1). Для этого вначале необходимо определить требуемую эксплуатационную площадь годичной лесосеки, а затем количество лесосек заданных размеров (табл. 13).

Эксплуатационная площадь годичной лесосеки:

тыс.м³ (33)

где эксплуатационная площадь годичной лесосеки, га;

— годовой объем производства, тыс. м³ ;

— ликвидный запас древесины на единице эксплуатационной площади, м /га.

Площадь лесосеки:

м², (34)

гдеплощадь лесосеки, га;

a, b — длина и ширина лесосеки, м.

Количество лесосек в расчетной годичной лесосеке:

(35)

Результаты расчетов сводим в табл. 13.

Таблица 13

Характеристика расчетных годичных лесосек

2.1.4 Проектирование продольного профиля

Продольным профилем называется условное изображение разреза дороги вертикальной плоскостью, проходящей через ее ось. Он показывает рельеф поверхности земли по оси дороги, положение линии бровки земляного полотна дороги относительно поверхности земли, грунтовый разрез по оси дороги, размещение искусственных (водопропускных) сооружений и условный план (рис 2.2).

Проектная линия продольного профиля состоит из отдельных элементов. Каждый элемент профиля характеризуется своей длиной и уклоном. Уклоны разделяются на подъемы и спуски и горизонтальные площадки (i=0). Наиболее важными характерными уклонами являются наибольший подъем и максимальный спуск в грузовом направлении.

Продольный профиль вычерчивается на участок дороги длиной 2 км по установленному образцу в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 21.511 — 83 в масштабах: горизонтальный — 1:5000, вертикальный 1:500 и горизонтальный — 1:50 (рис. 2.1).

2.1.5 Определение профильных объемов земляных работ

Различают основные и дополнительные дорожные земляные работы. К основным работам относят возведение насыпей и выемок. Объем дополнительных земляных работ — по устройству водоотвода, разъездов, переездов, отсыпке конусов и мостов и т. п., можно принять ориентировочно равным 5−8% от объема основных земляных работ.

Для определения объемов основных земляных работ участков насыпи V_H или выемки V_B можно использовать формулы:

где V_H, V_B — объемы насыпи и выемки соответственно, м;

аплощадь поперечного сечения сливной призмы, м;

В — ширина земляного полотна по верху, м;

Н_ср — средняя высота участка насыпи или глубина выемки, м;

1 — длина участка насыпи или выемки, м;

b — глубина кювета по верху, м;

m — коэффициент крутизны откоса насыпи или выемки.

Площадь поперечного сечения сливной призмы определяется по формуле:

(38)

где i_n — поперечный уклон земляного полотна (0,030 … 0,040).

Ширина кювета по верху определяется по формуле

b=b_H+2*m*h_K=0,4+2* 1,5*0,6=2,2 м, (39)

где b_H — ширина кювета по низу, м;

m — коэффициент крутизны откосов кювета;

h_K — глубина кювета, м.

Площадь поперечного сечения кювета

(40)

Минимальная ширина кювета по дну составляет b_н=0,4 м. Исходные данные и результаты расчетов сводятся в ведомость объемов земляных работ (табл. 14).

Таблица 14

Ведомость попикетного подсчёта объёмов земляных работ

?17 512,6?4754,4

При заполнении данных таблицы 14 принято В = 8,5; m = 1,5; i_n = 0,03.

2.1.6 Конструирование дорожной одежды и определение потребности в дорожно-строительных материалах

Дорожные одежды по характеру сопротивления нагрузок от транспортных средств и по реакции на климатические воздействия подразделяются на жесткие с покрытием из цементобетона, железобетонных плит, с деревянными колесопроводами, а также с асфальтобетонным покрытием на цементобетонном основании и нежесткие с покрытием из асфальтобетона, кроме укладываемого на цементобетонное основание, с покрытиями и слоями оснований из каменных, щебеночных, гравийных материалов, грунтов и местных материалов.

Конструкция дорожной одежды в зависимости от категории дороги, материалов для ее устройства и почвенно-грунтовых условий земляного полотна может быть однослойной и многослойной, а по форме поперечного сечения серповидной, полукорытной и корытной.

Потребность в дорожно-строительных материалах в расчете на километр магистрали и веток должна быть определена для каждого конструктивного слоя и разновидности материала. Она определяется по формуле:

(41)

где V — требуемое количество материала, м /км;

В₀ — ширина проезжей части дороги, м;

h_c — толщина конструктивного слоя, м;

К_пр — коэффициент, учитывающий поперечный профиль дорожной одежды;

К_уш — коэффициент, учитывающий уширение дорожной одежды на кривых в плане;

Ккоэффициент уплотнения материала при укатке.

Если дорожная одежда устраивается из гравия, то потребность в гравии определяется по формуле:

(42)

где Vд — необходимое количество щебня, м /км;

Р — процентное содержание гравия (60−75%);

К_пот — коэффициент, учитывающий потери материала в технологическом процессе устройства дорожной одежды (1,01−1,03).

Принимаем для магистрали корытный профиль дорожной одежды рис. 2.3.

Рис. 2.3. Корытный профиль дорожной одежды лесовозной а/д.

Тогда потребность в дорожно-строительных материалах в расчете на километр магистрали:

V_щебня=1000*В₀*h_с*К_пр*К_уш*К_упл=1000*6,5*0,25*1,0*1,05*1, 20=2047,5 м³/км V_песка=1000*В₀*h_с*К_пр*К_уш*К_упл=1000*6,5*0,25* 1,25* 1,05* 1,10=2346,1 м³/км Принимаем для ветки серповидный профиль дорожной одежды рис. 2.4.

Рис. 2.4. Серповидный профиль дорожной одежды лесовозной а/д.

Тогда потребность в дорожно-строительных материалах в расчете на километр ветки:

V_щебня =1000*В₀*h_с*К_пр*К_уш*К_упл=1000*3,5*0,25*1,15*1,05*1,15=1215 м³/км Потребность в гравии определяется по формуле:

Результаты расчетов сводим в табл. 15.

Таблица 15

Ведомость потребности в дорожно-строительных материалах на 1 км дороги

2.2 Основы организации дорожного строительства

2.2.1 Виды дорожно-строительных работ

Под организацией строительства понимают комплекс мероприятий, определяющих метод выполнения работ, численность и расстановку трудовых и материально-технических ресурсов, их взаимодействие и порядок использования, а также систему управления ими в течение всего периода строительства.

Дорожно-строительные работы имеют ряд особенностей, к которым относятся: сложность и разнообразие, как видов строительных работ, так и производимой продукции; большая протяженность и неравномерность распределения объемов и видов работ; зависимость от природных факторов; необходимость добычи, переработки, доставки к месту использования большого числа песчаных, каменных, сборных конструкций труб и других материалов.

Дорожно-строительные работы подразделяются на линейные и сосредоточенные.

К линейным относят работы с примерно одинаковыми объемами на единице длины. К ним относятся: расчистка дорожной полосы, возведение невысоких насыпей и разработка неглубоких выемок; устройство оснований и покрытий.