И среднее расстояние трелёвки

Трелёвочные волоки на лесосеке необходимо располагать так, чтобы обеспечивались наиболее эффективная трелёвка древесины со всей площади осваиваемой лесосеки, минимальное расстояние трелевки и максимальное сохранение жизнеспособного подроста. Схема расположения волоков выбирается с учётом состояния древостоя, рельефа местности, почвенно-грунтовых условий, типа трелёвочной и погрузочной техники, способа лесовосстановления.

Рис. 2.10. Схемы расположения трелёвочных волоков: а – параллельная; б – с широким фронтом отгрузки; в, г – перпендикулярная; д – диагональная; е – радиальная; ж – веерная; заштрихованный участок - пасека

Возможны следующие схемы расположения трелёвочных волоков на лесосеке (рис.2.10):

· параллельная (рис.2.10, а) – одна из наиболее распространённых схем, используется при разработке лесосеки с сохранением подроста;

· с широким фронтом отгрузки (рис.2.10, б) – отличается отсутствием разделения волоков на пасечные и магистральные, используется при большой ширине лесосеки и значительном запасе леса на 1 га;

· перпендикулярные (рис. 2.10, в, г) – используются в основном при разработке лесосек валочно-пакетирующими и валочно-трелёвочными машинами;

· диагональная (рис.2.10, д) – применяется при наличии на лесосеке неэксплуатационных площадей;

· радиальная (рис.2.10, е) – применяется на заболоченных лесосеках и со слабыми грунтами;

· веерная (рис. 2.10, ж) – применяется при трелёвке канатными установками без несущего каната.

Важным показателем при определении сменной производительности трелёвочных машин является среднее расстояние трелёвки, которое зависит от принятой схемы расположения волоков. Среднее расстояние трелёвки с достаточной для практических целей точностью можно определить по эмпирической формуле

l_ср = (К₁ В+К₂ L) К₀, (2.4)

где К₁ и К₂ – коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелёвочных волоков (табл. 2.3); В – ширина делянки (протяжённость перпендикулярно лесовозному усу), м; L – длина делянки, м; К₀ – коэффициент, учитывающий увеличение расстояния трелёвки (К₀=1,10…1,20).

Таблица 2.3

Значения коэффициентов К₁ и К₂

Коэффициент	Значение коэффициентов при схеме расположения волоков, показанных на рис. 2.10
а	б	в	г	д	е	ж
К1	0,5	0,5	0,5	0,5	0.4	0.4	0.25
К2	0,25			0,25/n	0.2	0.2	0.25

Оптимальные размеры делянок

Размеры лесосек, отводимых в рубку (площадь и ширина), определяются «Правилами заготовки древесины» [13] в зависимости от вида рубок, состава лесных насаждений и зоны расположения лесного района.

Для разработки лесосека разбивается на делянки определённых размеров. С увеличением размеров делянки уменьшаются затраты на строительство и содержание лесовозных усов и погрузочных пунктов, но уменьшается производительность трелёвочных машин и возрастают затраты на трелёвку, т.к. увеличивается среднее расстояние трелёвки. При определении размеров делянки следует учитывать трудовые или стоимостные затраты на строительство и содержание лесовозных усов, магистральных волоков и лесопогрузочных пунктов (верхних складов), а также затраты на трелёвку, отнесённые к 1 м³ или 1000м³ заготовленной древесины. Размеры делянки, обеспечивающие минимальные трудовые или стоимостные затраты, и будут оптимальными.

В связи с тем, что стоимостные показатели на лесосечных работах имеют неустойчивый характер, целесообразно определять размеры делянки по минимуму трудозатрат, отнесённых к 1 м³.

Решение задачи по определению оптимальных размеров делянки заключается в нахождении минимума функции двух независимых переменных: длины и ширины делянки. Поскольку ширина делянки принимается обычно равной ширине или половине ширины лесосеки, которая уже известна и регламентирована «Правилами заготовки древесины» [13], решение этой задачи упрощается и сводится к нахождению только длины делянки. По трудовым затратам в этом случае она решается следующим образом [7]. Составляется уравнение суммарных трудозатрат, отнесённых к 1м³:

Т₀ = (2.5)

где Т_п – трудозатраты на устройство одного погрузочного пункта (верхнего склада), чел.-дней; q₁ – средний запас древесины на 1 м³, м³; а – ширина делянки (сторона перпендикулярная лесовозному усу), м; в – длина делянки, м; Т_ус – трудозатраты на строительство лесовозного уса длиной 1 м и магистрального волока, чел.-дней; β – коэффициент использования лесовозного уса: при расположении делянок с одной стороны уса β=1, с двух сторон – β=2; n – число рабочих, занятых на трелёвке; К₁, К₂ - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелёвочных волоков (даны в табл.2.3); t – время на сбор, прицепку и отцепку пачки, с; V_ср – средняя скорость движения трелёвочной машины по лесосеке с грузом и без груза, т.е. в обоих направлениях, м/с; Т_см – продолжительность смены, исключая время на подготовительно-заключительные работы, с; V_п – средний объём пачки, трелюемой трактором, м³.

Далее берётся первая производная по переменной величине и приравнивается нулю:

, (2.6)

откуда в = , (2.7)

Вторая производная – положительная, следовательно, для значения в, полученного по формуле (2.7), функция Т₀ – имеет минимум.

Оптимальные размеры делянки предопределяют и оптимальное расстояние трелёвки. Для нахождения этого расстояния трелёвки достаточно подставить в формулу (2.4) полученные оптимальные размеры делянки.

Зная оптимальные размеры делянки, можно определить также оптимальное количество погрузочных пунктов (верхних складов) на лесосеке. Оно будет равно числу делянок на лесосеке.