Древесина являлась одним из важнейших факторов развития человечества и цивилизации с древних времен и по сей день остается одним из главных видов сырья. По объему использования и разнообразию применения в народном хозяйстве с древесиной не может сравниться никакой другой материал, поэтому лесоматериалы требуют качественную и своевременную доставку груза. Правильная организация перевозки лесоматериалов, начиная с места рубки и заканчивая складом конечного потребителя, позволит снизить расходы и сократить время доставки.
Анализ рынка лесоматериалов Российской Федерации.
Леса Российской Федерации занимают около 70 % территории суши страны. Российская Федерация является мировым лидером по площади лесов — около 20 % от общей площади лесов в мире. По данным Рослесхоза, на начало 2011 г., из 1183,3 млн. га земель лесного фонда 797,1 млн. га — покрыто лесами [1]. По оценкам ФАО ООН (в методике ФАО в понятие «лес» не входят заросли кустарников и городские леса), площадь леса в России составляет 8,5 млн. км² (851 млн. га) [2].
Центрами выработки древесины в России являются Европейский север (Архангельская, Вологодская области и республика Карелия), Восточная Сибирь (Иркутская область и Красноярский край) и Урал (Свердловская область). Помимо этих крупнейших районов лесозаготовительные предприятия есть на Дальнем Востоке, в Западной Сибири и на Северо — Западе страны. Большая часть целлюлозно-бумажной и деревообрабатывающей промышленности сосредоточена в Западной части России — Европейский Север, Урал, Волго-Вятский район [3].
Рис. 1. Места расположение центров: а — лесозаготовок; б — деревообработки и целлюлозно-бумажной промышленности
Обладая такими огромными запасами и развитой лесной промышленностью, Российская Федерация не является лидером по заготовке древесины. На рис. 2 показаны крупнейшие страны — заготовители древесины по состоянию на 2015 г.
Рис. 2. Объём заготовки древесины крупнейших стран-заготовителей за 2015 г.
Изменение производства отдельных видов лесоматериалов изображено на рис. 3.
Рис. 3. Изменение производства отдельных видов лесоматериалов в России за 2010–2015 гг.
Как видно из рис. 3, с годами идет рост производства лесной продукции. Это связанное с возрастанием потребности в лесоматериалах внутри страны и экспортом за рубеж.
Транспортная характеристика груза.
Лесоматериалы — материалы из древесины, сохранившие её природную физическую структуру и химический состав, получаемые из поваленных деревьев, хлыстов и (или из их частей) путём поперечного и (или) продольного деления. Основные физические, химические и механические свойства древесины показаны на рис. 4.
Рис. 4. Свойства древесины
Транспортные характеристики лесоматериалов представлены на рис. 5
Рис. 5. Транспортные характеристики лесоматериалов
Классификация лесоматериалов.
Классификация лесоматериалов — разделение лесных товаров по основным признакам на классы, подклассы, группы. Классификация лесоматериалов до и после механической обработки показана на рис. 6.
Рис. 6. Классификация лесоматериалов
Технологический процесс перевозки лесоматериалов.
Технологический процесс перевозки состоит из трёх основных этапов. На первом этапе происходит рубка, подготовка и перевозка срубленного леса с лесосеки до верхнего склада. Второй этап заключается в транспортировании леса с верхнего склада до лесопилки, где он подвергается механической обработке. Заключительным этапом является доставка обработанного груза до склада конечного потребителя. В общем виде схема технологического процесса представлен на рис. 7.
Рис. 7. Технологическая схема перевозки лесоматериалов
Лесозаготовка.
Лесозаготовка — заготовка лесоматериалов. Заготовка леса подразумевает валку деревьев в лесу, с последующей разработкой древесины (хлыстов) по сортиментам (брёвнам, без сучьев, определённой длины). Лесозаготовка (или заготовка леса) осуществляется на заранее выделенной площади, которую называют лесосека.
Технологии лесозаготовки.
На современном этапе основное распространение на лесозаготовках получили три технологии, базирующиеся на различных способах валки, трелевки, пакетирования, обрезки сучьев и погрузки древесины:
1) Технология заготовки и трелевки древесины целыми деревьями. После валки дерева оно в целом виде трелюется к погрузочному пункту, где происходит обрезка сучьев и погрузка на транспорт.
2) Хлыстовая технология. Обрезка сучьев производится у пня, затем хлыст трелюется к погрузочному пункту.
Валка деревьев и обрезка сучьев при первых двух технологиях производятся бензопилами и валочно-пакетирующими машинами (ВПМ), а трелевка — трелевочными тракторами (скиддерами)
Рис. 8. Техника, применяемая при хлыстовой технологии заготовки и трелёвки: а — валочно-пакетирующая машина (ВПМ); б — трелевочный трактор (скиддер)
3) Технология заготовки и трелевки древесины сортиментами. Дерево валится, после чего прямо у пня производится обрезка сучьев и раскряжевка (поперечная разделка) хлыста на сортименты различной длины. Сортименты формируются в пачки. После этого производится их погрузка на самозагружающееся трелевочное средство и перемещение в полностью погруженном положении к лесовозной дороге. У дороги лес складируется, а затем грузится на автопоезда и вывозится потребителям.
Валка деревьев в данном случае осуществляется харвестерами а трелевка — форвардерами.
Рис. 9. Техника, применяемая при заготовке и трелевке древесины сортиментами: а — харвестер; б — форвардер
Схема разработки лесосеки.
Существует множество схем разработки лесосек. Выбор оптимальной схемы зависит от технологии лесозаготовки и используемого оборудования.
Валка деревьев, подлежащих изъятию, очистка их от сучьев и раскряжевка на сортименты осуществляется харвестером, ВПМ или бензопилами, а сбор, погрузка и транспортировка сортиментов на погрузочный пункт с последующей их выгрузкой и штабелевкой выполняется форвардером или скиддером.
Лесосеку разбивают на пасеки, пасечные волоки шириной 3–4 м прокладываются посередине пасек. Валка деревьев осуществляется в просвет между оставляемым на доращивание древостоем. Поваленное дерево выносится к волоку, где может выполняться очистка ствола от сучьев. Форвардер или скиддер, перемещаясь по волоку на безопасном от харвестера расстоянии, выполняет сбор, погрузку и транспортировку лесоматериалов на погрузочный пункт с последующей их укладкой в штабель. [5] Схема разработки лесосеки представлена на рис. 10.
Рис. 10. Схема разработки лесосеки с использованием лесозаготовительного комплекса
Транспортирование круглого леса с верхнего склада до лесообрабатывающей фабрики.
Круглый лес — это материал с круглым поперечным сечением, представляет собой спиленные стволы деревьев, которые были подвергнуты первоначальной механической обработке. Круглый лес служит сырьем для изготовления пиломатериалов.
Рис. 11. Круглый лес
Погрузка и разгрузка круглого леса осуществляются навалом. Транспортное средство может дополнительно оборудоваться краном-манипулятором, но тогда оно будет иметь меньшую грузовую платформу, что снизит грузоподъемность подвижного состава. Наличие собственного манипулятора позволит осуществлять погрузо-разгрузочные операции без привлечения дополнительных ПРМ, что ускорит процесс погрузки и разгрузи и снизит издержки.
Перевозка леса осуществляется на специализированном автомобильном транспорте — лесовозах. Короткие (до 3 м) стволы перевозят на грузовиках с бортовыми прицепами. Перевозка круглого леса связана с целым рядом сложностей: техника должна обладать повышенной проходимостью, так как лес приходится вывозить из самых разных мест, в том числе и труднодоступных; в случае неверного крепления, лес во время транспортировки может разбросать по дороге; невозможность загрузки подвижного состава в обратном направлении.
Рис. 12. Техника, применяемая при транспортировании круглого леса: а — лесовоз с гидроманипулятором; б — экскаватор
Транспортирование пиломатериалов с лесообрабатывающей фабрики до склада потребителя.
Пиломатериалы — это материалы из древесины, полученные путем распиливания бревен вдоль волокон.
Пиломатериалы обычно производят на лесопильных предприятиях, где для этого применяются специальные станки и оборудование: ленточнопильные, круглопильные или лесопильные рамы и др.
К пиломатериалам относятся доска, брусок, брус, шпала, шпон.
Рис. 13. Виды пиломатериалов: а — доска; б — брусок; в — шпон
Перед проведением операций по погрузке пиломатериалы укладывают в штабеля. Штабель должен состоять из пиломатериалов одной породы и толщины. Подштабельное основание должно быть прочным, жестким, а верх его — горизонтальным. Длина основания должна равняться длине штабеля. Штабель необходимо выкладывать правильной геометрической формы — в виде параллелепипеда. Боковые и торцовые поверхности должны быть строго вертикальны. Для сохранения груза устанавливаются прокладки.
В зависимости от габаритов и массы штабеля, выбирается погрузочно-разгрузочное средство. Для ПРР пиломатериалов используются автопогрузчики, краны, экскаваторы и манипуляторы.
Перевозка пиломатериалов может осуществляться как специализированным транспортом (лесовозами), так и неспециализированным.
Рис. 14. Виды ПРР и ПС для перевозки пиломатериалов: а — автопогрузчик; б — кран; в — бортовой автомобиль
Транспортирование отходов лесной промышленности.
В зависимости от вида применения древесины, будь это строительство или производство мебели, древесные отходы составляют 35–45 %. Отходы могут образовываться при вырубке леса, использовании круглого леса, первичной или вторичной обработке. Это могут обрезки древесины, кора, горбыль, стружки, опилки, дроблёнка, древесная мука и пыль. Причем все эти виды отходов древесины могут быть использованы вторично.
Сфера применения древесных отходов очень велика. Опилки применяют на гидролизных заводах, при производстве кирпича, гипсовых листах. Стружки применяются при изготовлении древесно-стружечных плит, цементно-стружечных плит. Также часто опилки идут на сжигание при обогреве. Изготовление топливных брикетов на основе древесных отходов становится все более популярным. Также не стоит забывать, что древесина, стружка и щепа используются для производства бумаги и картона на целлюлозно-бумажных комбинатах.
Рис. 15. Виды отходов: а) — щепа; б) — опилки; в) — стружка
Существует 3 способа погрузки лесных отходов на автомобильный транспорт:
Первый способ — загрузка из щепорубильной машины. Переработанная щепа поступает в бункер, из которого под действием силы тяжести грузится в подвижной состав; Второй способ — использование пылесосов. Его используют только при погрузки свежих лесных отходов в сухом виде; Третий способ — применение ковшовых погрузчиков.
Перевозка лесных отходов производится на специализированном автомобильном транспорте — щеповозах. Щеповоз — это особый вид транспорта для перевозки отходов лесной промышленности. Щеповозы оснащены гидравлически открывающейся верхней накидкой для быстрой загрузки груза. Щеповозы могут быть оснащены системой гидравлической боковой или задней загрузки и системой с подвижным полом.
Рис. 16. Виды ПРР и ПС для перевозки отходов лесной промышленности: а) — ковшовый погрузчик; б) — щеповоз
Совершенствование процесса перевозки круглого леса.
Перевозка круглого леса является ключевым этапом в процессе транспортирования лесоматериалов. Правильная организация процесса позволит снизить транспортные издержки и сократить время транспортировки.
Рассмотрим пример перевозки леса по маршруту Архангельск — Волгоград. Так как Волгоградская область является лесодефицитной, она вынуждена завозить лес из других районов России. Первое место в лесозаготовке леса занимает европейский север (респ. Коми и Карелия, Вологодская и Архангельская области) — 20 %. Здесь имеется разветвленная сеть рек, лесовозные дороги (Котлос — Воркута, Вологда — Архангельск, Петрозаводск — Мурманск), лесоэкспортный порт — Архангельск. Поволжье является одним из главных потребителей лесной продукции. В Волгограде расположено множество лесопилок, где происходит его механическая обработка леса. Маршрут перевозки представлен на рис. 17.
Рис. 17. Маршрут перевозки лесоматериалов из г. Архангельска в г. Волгоград
Общая концепция доставки груза предполагает, что для ее выполнения будут найдены самые дешевые и эффективные способы. Реализация данной концепции во многом зависит от правильного выбора подвижного состава, а также средств и способов выполнения погрузочно-разгрузочных работ.
Выбор проводится между бортовым грузовиком — лесовозом, седельным тягачом с полуприцепом — лесовозом и автопоездом — лесовозом. Разработанные технологические схемы представлены на рис. 18.
Рис. 18. Технологические схемы перевозки круглого леса: а) бортовым автомобилем МАЗ-6312А9; б) седельным тягачом МАЗ — 6430В9–1420–010 с полуприцепом лесовозом МАЗ-998640–010 трехосным; в) лесовозом IVECO-AMT 633920 с прицепом САВ 8343
В табл. 1 представлена характеристика предлагаемых технологических схем.
Таблица 1
Описание технологических схем
|
№события |
Наименование работ |
Продолжительность операции, мин |
Стоимость операции, руб |
||||
|
№1 |
№2 |
№3 |
№1 |
№2 |
№3 |
||
|
1–2 |
Маневрирование автомобиля |
2 |
2 |
2 |
30 |
36,7 |
41,6 |
|
2–3 |
Оформление документов |
10 |
10 |
10 |
0 |
0 |
0 |
|
2–4 |
Погрузка |
25 |
35 |
40 |
375 |
641,7 |
832 |
|
4–5 |
Транспортирование |
2040 |
2210 |
2210 |
30600 |
40516,7 |
45968 |
|
5–6 |
Маневрирование автомобиля |
2 |
2 |
2 |
30 |
36,7 |
41,6 |
|
6–7 |
Оформление документов |
10 |
10 |
10 |
0 |
0 |
0 |
|
6–8 |
Разгрузка |
25 |
35 |
40 |
375 |
641,7 |
832 |
|
8–9 |
Подача ПС |
2040 |
2210 |
2210 |
30600 |
40516,7 |
45968 |
|
Итого |
4134 |
4494 |
4514 |
62010 |
82390,2 |
93683,2 |
|
Выбираем из полученных схем наиболее эффективную — по стоимости перевозки одной тонны груза. В табл. 2 представлены себестоимости перевозки одной тонны груза по предлагаемым технологическим схемам.
Таблица 2
Эффективность технологических схем
|
№тех схемы |
Способ перевозки |
Время, мин. |
Стоимость перевозки одной тонны груза, руб/т |
|
1 |
Бортовым грузовиком МАЗ 6312А9 |
4134 |
6930 |
|
2 |
Седельным тягачом МАЗ 6430В9–1420–010 с полуприцепом лесовозом МАЗ 998640–010 трехосным |
4494 |
3582 |
|
3 |
Лесовоз IVECO-AMT 633920 с прицепом САВ 8343 |
4514 |
2676,7 |
Исходя из табл. 2 и проведенных расчетов, видно, что наименьшая себестоимость перевозки одной тонны груза достигается при использовании технологической схемы № 3 (перевозка лесовозом автопоездом IVECO-AMT 633920 с прицепом САВ 8343).
Общие выводы.
В статье рассмотрена актуальная тема совершенствования организации перевозочного процесса лесоматериалов автомобильным транспортом. Выполнен анализ рынка лесоматериалов РФ и определены места расположения центров лесозаготовок и обработки. Составлена транспортная характеристика и предложена классификация лесоматериалов исходя из свойств древесины. Рассмотрены основные три этапа технологического процесса перевозки лесоматериалов. Согласно перевозимым грузам в лесной промышленности провел выбор ПРМ и ПС. Рассмотрена организация перевозок отходов лесной промышленности. В качестве исследовательско — расчетной части предложена организация перевозки круглого леса по маршруту г. Архангельск — г. Волгоград.
Литература:
- Леса и лесные ресурсы Российской Федерации // rosleshoz.gov URL: http://www.rosleshoz.gov.ru/docs/other/77/1.pdf (дата обращения: 29.12.2016).
- Forests and the forestry sector. Russian Federation // fao.org. URL: http://www.fao.org/forestry/country/57478/en/rus/ (дата обращения: 29.12.2016).
- Лесной комплекс России. География и факторы размещения // mining24. URL: http://mining24.ru/timbering/lesnoj-kompleks-rossii/ (дата обращения: 29.12.2016).
- Фаостат // fao.org. URL: http://www.fao.org/faostat/ru/#data/FT (дата обращения: 29.12.2016).
- Матвейко А. П., Клоков Д. В., Протас, П. А. Технология и оборудование лесозаготовительного производства. Практикум. — Мн.: БГТУ, 2005. — 160 с.
