НОВОСТИ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА. ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ "ЛЕСОПРОМЫШЛЕННИК"   -  ТЕХНИКА. ТЕХНОЛОГИИ. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО. ОБРАЗОВАНИЕ. ВЫСТАВКИ

English version

The Timber Industry Worker

Журнал "Лесопромышленник"

Интернет-журнал "Лесопромышленник"

СЕГОДНЯ:

ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ - ЛЕСОСПЛАВ

  

МОБИЛЬНЫЙ ПЛАВУЧИЙ КОМПЛЕКС МАШИН ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ВОДНЫХ ПУТЯХ

С.П. Карпачёв, Г.Е. Приоров,

М.В. Сашенко, В.И. Шмырев

Водный транспорт леса, включая лесосплав, является наиболее дешевым способом доставки леса потребителям. Особенно на большие расстояния. Исторически сложилось так, что леса в России произрастают, в основном, в северных регионах, а основное население и потребители леса находятся на юге. В условиях слаборазвитой сети сухопутных путей, традиционно в России для доставки лесоматериалов потребителям использовали широко развитую сеть водных путей [1]. Только молевой лесосплав в 60г.г. прошлого века в СССР доходил до 100 млн. м3. Казалось бы, в наше время, когда проблема сухопутных дорог только обостряется, водный транспорт должен быть наиболее востребован.

Однако, в настоящее время, этот вид транспорта леса развивается плохо. Причины этому разные. В том числе и попытки механического переноса опыта и технологий Западных стран, где для доставки круглых лесоматериалов потребителю широко используют автомобильный транспорт. Но, например, для сравнения, в Финляндии в 40 раз больше автомобильных дорог, чем в России и потребители находятся на расстоянии 100-200 км. Но и в этих условиях, Финляндия для доставки леса потребителям широко использует внутренние водные пути.

Специально для условий бездорожья, но при наличии развитой сети рек и озер, а также водохранилищ, используется мобильный плавучий комплекс машин. Этот комплекс машин предназначен для организации заготовки леса по берегам рек, озер и других водоемов, освоения затонувшей и разнесенной древесины на путях сплава, организации доставки этих лесоматериалов потребителям водным транспортом [2].

Плавучий комплекс может быть использован и для очистки от леса водохранилищ. Практика показала, что при строительстве гидроэлектростанций на территории искусственного водоема остается невырубленный лес. Всплывающие деревья и кусты забивают решетки водоприемников гидроэлектростанций, что снижает выработку электроэнергии. Стоящие вертикально и плавающие на поверхности деревья препятствуют движению быстроходных судов и ограничивают передвижение обычных грузовых и пассажирских судов. Ухудшаются условия для рыбного промысла. Нарушается экологическое равновесие водоема. Большие убытки вызываются также потерей древесного сырья.

Рис. 1. Серийные понтоны (вид сбоку) и их возможные комбинации (вид сверху)

В зависимости от набора основного технологического оборудования комплекс машин может быть использован:

  • в качестве платформ для перевозки по воде лесозаготовительных машин;
  • в качестве плавучего причала и понтонного моста;
  • в качестве платформы для тепло- и электростанций, работающих на топливной щепе;
  • в качестве грузовых площадок для перевозки по воде лесоматериалов, технологической щепы и других грузов;
  • в качестве плавучего крана для подъема топляков и затонувшего оборудования на аварийных работах;
  • для землеройных и землечерпальных работ при проведении мелиоративных работ;
  • на лесозаготовительных и лесосплавных предприятиях в качестве жилых и административных пунктов;
  • для забивки свай и бурения;
  • в качестве барж для транспортировки по воде различных сыпучих грузов (песок, гравий, зерно и т.д.), для перевозки по воде крупно- габаритных грузов.

Кроме этого, комплекс можно применять для:

  • сбора и освоения плавающей древесины (сортиментов, хлыстов или целых деревьев);
  • для уборки затопленного леса, оставленного нетронутым в ложе водохранилища при его заполнении водой и уборки прибрежных деревьев, подмытых волнами;
  • для подъема топляка, который образуется вследствие утопа плавающей древесины.

В плавучий комплекс машин входят понтоны и буксирные суда. Из отдельных понтонов собирают рабочие плавучие платформы любой формы (рис.1).

Понтоны между собой соединяются специальным креплением, рассчитанным на плавание при высоте волны до 2 м, что вполне достаточно для крупных водохранилищ Российской Федерации. Понтоны имеют стандартные размеры, мм: В = 3000; L1 = 6100; L2 = 9200; L3 = 12300; Т = 1500. К месту работы понтоны можно доставлять сухопутным путем. Габариты понтонов позволяют транспортировать их по железной дороге. Возможна транспортировка понтонов по автодорогам грузовыми автомобилями или колесными тягачами. В последнем случае используется отдельная тележка (рис. 2).

Рис, 2. Перевозка понтонов на специальной тележке:
а - перевозка на суше; б - спуск на воду; в - отцепление понтона;
г - выезд трактора со специальной тележкой из воды

Для крепления различного технологического оборудования палубы понтонов оборудованы крепежными штуцерами. Для обеспечения непотопляемости понтоны разделены на герметически изолированные отсеки. В случае аварии затопление водой одного отсека не приводит к потере плавучести понтона.

Для буксировки отдельных понтонов или сформированных из них платформ в систему входят буксирные суда, оснащенные дизельными двигателями мощностью 148 кВт и имеющие класс речного регистра "Р" или "О". К месту плавания буксирные суда могут быть доставлены сухопутным транспортом.

Комплекс машин оснащен главным и вспомогательным подъемными кранами и технологическим оборудованием для обработки древесины.

Главный кран предназначен для перемещения древесины (сортиментов, хлыстов, деревьев) на платформу. В качестве главного крана могут быть использованы гусеничные краны с дизель- гидравлическим приводом.

Рис. 3. Схема технологического процесса сбора и освоения плавающей древесины:
1 - буксирное судно; 2 - плавающие лесоматериалы; 3 - платформа из понтонов;
4 - главный подъемный кран; 5 - вспомогательный подъемный кран;
6 - зона обрезки пней; 7 - воронка рубительной машины для сучьев;
8 - устройство для раскряжевки хлыстов; 9 - опорный стол;
10 - формировочное устройство; 11,12 - пневмопогруачик щепы;
13 - баржа-щеповоз; 14 - откидной мостик; 15 - свайные опоры;
16 - пучки бревен; 17 - швартовые лебедки; 18 - якорная свая

Кран в зависимости от назначения может комплектоваться:

  • рабочими органами для захвата и переноса с берега или с воды плавающей древесины;
  • рабочими органами для валки и переноса из-под воды и прибрежных мест целых деревьев;
  • рабочими органами для захвата и подъема из-под воды топляка;
  • ковшом и грейфером для землеройных и землечерпальных работ;
  • вспомогательным подъемным гаком;
  • подъемной рамой для переноса серийных блоков;
  • копром для забивки свай и др.

Вспомогательный кран предназначен для работы совместно с главным краном. В зависимости от назначения он комплектуется рабочими органами:

  • для захвата, переноса и обработки сортиментов, хлыстов, деревьев, целых и расколотых пней и сучьев;
  • ковшом и грейфером для землеройных и землечерпальных работ;
  • вспомогательным подъемным гаком и др.

В комплексе предусматривается возможность применения различного технологического оборудования и устройств:

  • для измерения и регистрации объема хлыстов;
  • для обрубки сучьев и раскряжевки хлыстов;
  • для расколки и распиловки пней;
  • для формирования пучков;
  • для сушки щепы;
  • машины для окорки и рубки;
  • пневмотранспортеры щепы;
  •  котлами для сжигания щепы со вспомогательным оборудованием (фильтры, теплообменники и т.д.);
  • паровыми турбинами или поршневыми машинами для электрогенераторов;
  • электротрансформаторами, кабелями и оборудованием для проводки временных электросиловых линий и т.д.

В зависимости от назначения понтоны комплектуются дополнительным оборудованием:

  •  закрепленными на палубе колонками, поручнями, защитными щитами и фальшбортами;
  • передвижными кнехтами, якорными лебедками и якорями;
  • тросовыми намоточными станками;
  • передвижными лебедками;
  • закрепляемыми к борту тележками и опорными стрелами (стойками);
  • палубными подвесными двигателями;
  • якорными сваями;
  • машинами для формирования пучков и др.
  • жилые и административные помещения, санитарные пункты, мастерские, склады и др. на плавучем основании.

Совместно с плавучим комплексом предусмотрена возможность применения лесных трелевочных тракторов. С помощью этих тракторов можно производить заготовку древесины на берегу вблизи от платформы и трелевку, а также использовать их в качестве средства транспортировки различных механизмов и материалов, обеспечивающих работу системы. Для этой цели при изготовлении тракторов на заводе предусмотрено внести необходимые конструктивные изменения. Дополнительно, например, тракторы могут быть оборудованы кабельными намоточными станками для проводки временных электросиловых линий.

Если комплекс машин используется для сбора и освоения плавающей древесины, работы ведутся следующим образом (рис. 3). Платформа буксируется буксирными судами, входящими в состав рабочего комплекса, на нужный участок акватории и фиксируется якорными сваями или швартуется к специально подготовленным причалам.

Плавающую древесину (бревна, хлысты или целые деревья) собирают по акватории водохранилища и доставляют к комплексу в кошелях за тягой буксирных катеров. Концы троса кошеля затем крепят к барабанам швартовых лебедок, расположенных на платформе. По мере приема древесины на платформу трос кошеля сматывают швартовыми лебедками.

Бревна и деревья выгружают на платформу главными подъемными кранами корневищем (или комлем) вперед к платформе. Пильным устройством пень отделяют от дерева, раскалывают на части, промывают, удаляя грязь и камни. Вспомогательный подъемный кран отправляет расколотые и промытые пни в воронку рубительной машины.

После отделения пня главный кран направляет дерево или хлыст в сучкорезно-раскряжевочное устройство. При этом отделяемые крона и сучья падают в приемную воронку рубительной машины.

Круглые лесоматериалы по направляющему столу попадают в накопитель. Здесь бревна сплачивают в пучки, которые затем отводят к формировочному участку, где из них формируют плот. Щепа от рубительной машины по пневмопроводу подается либо на берег, либо на баржу-щеповоз.

Если работы ведутся в таких отдаленных районах, где транспортировка топливной щепы на ближайшее промышленное предприятие нерентабельна, комплекс может быть дополнен платформой с установками для выработки энергии, на которой топливная щепа сушится, сжигается и вырабатывается тепло- и электроэнергия как для собственных нужд, так и для нужд входящего в состав комплекса судна-базы, а также для потребителя, находящегося на берегу.

Если платформа работает у берега, хлысты могут быть доставлены на нее трелевочными тракторами по откидному мостику.

Возможна работа платформы и в зимний период. В этом случае древесину транспортируют к платформе трелевочными тракторами сухопутным путем или по льду. Технологическая щепа по пневмопроводу поступает на берег.

Хлыстовые (сортиментные) пучки доставляют на плотбище, где их укладывают в плот и оставляют до начала навигации.

При работе комплекса машин на воде у берега (рис. 4) платформа буксируется буксирными судами либо палубным двигателем на участок акватории вблизи берега. У берега платформа фиксируется закольнымй сваями.

Лесоматериалы (бревна, хлысты или целые деревья), прибитые к берегу, собирают и доставляют трелевочными тракторами, либо на специальную площадку в пределах вылета стрелы главного крана, либо по откидному мостику на платформу. С площадки лесоматериалы один за другим главным краном переносятся на платформу.

Дальнейшая обработка лесоматериалов осуществляется так же, как и при работе системы по сбору и освоению плавающей древесины. Щепу грузят и транспортируют баржами-щеповозами.

В случае, когда платформа не может быть установлена у берега в пределах вылета стрелы главного крана, хлысты или деревья трелюют тракторами и укладывают в воде у берега. Отсюда они подаются к платформе либо буксирным судном, либо канатом палубной лебедки. С воды на платформу лесоматериалы выгружаются главными кранами.

Для работы комплекса машин на уборке затопленного леса и прибрежных деревьев (рис. 5) платформа необходимых размеров собирается из отдельных понтонов и на ней устанавливают главный подъемный кран, который оборудуется стрелой. Стрела имеет головку для валки затопленных деревьев с конусными резаками.

Платформа транспортируется буксирными судами или палубным двигателем к участку акватории, где имеются затопленные деревья. Там она фиксируется якорными сваями.

Стрелу главного подъемного крана опускают в воду, и захват фиксируется на стволе затопленного дерева у пня. Действием конусных резаков головки стрелы дерево отделяется от пня, вынимается из воды и укладывается на платформу. Затем оно проходит все стадии первичной обработки, как и при работе системы машин по сбору и освоению плавающей древесины.

Для этого на платформе устанавливают необходимый набор технологического оборудования. При необходимости, если приходится иметь дело с подмытыми и всплывшими деревьями, платформу оборудуют дополнительным подъемным краном и устройством по отделению, расколке и обрывке пней.

После раскряжевки хлыстов сортименты попадают на наклонный стол, затем в накопитель, где из них формируют пучки.

Все отходы - сучья, ветки, пни - попадают в рубительную машину и затем по пневмопроводу на баржу-щеповоз. Баржи требуемого размера собирают из понтонов различного типа и оборудуют стальными бортовыми листами, а также буксирными кнехтами.

При работе комплекса машин на подъеме топляка платформу собирают из трех понтонов, соединенных быстро разъемными замками (рис. 6). Остойчивость понтона позволяет работать при полной нагрузке подъемного устройства без погружения края палубы в воду. Гидравлические анкерные сваи понтона хорошо удерживают подъемное оборудование на месте и обеспечивают его дополнительную остойчивость. Они также позволяют производить тщательную очистку участка от топляка, поскольку перемещения и повороты платформы могут осуществляться под контролем, путем поднятия одной из двух свай от дна и поворота платформы при помощи крана вокруг зафиксированной на дне сваи.

Краны изготовлены на базе дизельгидравлических экскаваторов. На практике они хорошо зарекомендовали себя для подъема топляка. Гусеничное основание машин оставлено без изменения, так что они могут самостоятельно перемещаться по понтону. Благодаря этому оборудование легко перевозить наземным транспортом. Эти машины могут использоваться и для других целей, например, для дноуглубительных работ.

При помощи захвата для подъема топляка можно за один прием поднять несколько затонувших бревен, беспорядочно лежащих на дне, или даже целые небольшие пучки. Зев захвата имеет такую конструкцию, что он хорошо держит лесоматериалы над водой при подъеме как одного, так и нескольких бревен. Захват имеет простую конструкцию и не содержит легко повреждающихся частей, что важно при работе под водой вне пределов видимости машиниста. Шланги системы гидравлики защищены и часть приводных устройств, например, поворотное устройство, расположены в верхнем конце стрелы, где они не подвержены опасным воздействиям.

Широкий рабочий диапазон верхней тележки, вращающейся вокруг оси крана, и вылет подъемного захвата, благодаря которому возможно его погружение на глубину до 13 м, обеспечивают эффективную работу платформы. Производительность оборудования при работе на акватории рейда лесопильного предприятия составляет согласно опыту примерно 80 м /ч.

Технология подъема топляка следующая. Главный кран поднимает топляк и укладывает его в лоток. При помощи вспомогательного крана бревна, находящиеся в лотке, упорядочивают и их торцы выравнивают по отношению к задней стенке лотка. Одновременно бревна очищаются водой, находящейся в лотке. После этого вспомогательный кран грузит бревна в стоящую возле платформы баржу для последующей транспортировки потребителю.

Длина платформы 16 м, ширина 14,2, высота борта 1, осадка 0,5 м. Главный подъемный кран оснащен дизельным двигателем мощностью 107 кВт при 2100 об/мин, вспомогательный - 53 кВт при 2000 об/мин. На каждом кране имеется по два аккумулятора напряжением 12 В и емкостью 158 А/ч. Производительность насоса (2 шт.) двигателя 155 л/мин у главного крана и 105 л/мин вспомогательного, максимальное рабочее давление в гидравлической системе соответственно 28 - 26 МПа, в системе управления - 3 МПа.

Вспомогательное оборудование включает отапливаемое укрытие для экипажа, гидравлическую винторулевую колонку, гидравлический разгрузочный насос, якорную лебедку, рабочую шлюпку, систему подогрева гидравлики, привальные брусья понтона, оборудование рабочей радиосвязи.

Для очистки ложа водохранилищ от затопленного леса разработан вариант комплекса машин на самоходных баржах, состоящий из трех платформ для лесосводки, предназначенных для сбора, заготовки и переработки лесоматериалов и изготовления щепы; платформ для выработки энергии с ТЭС, работающей на щепе, и ремонтной мастерской, барж и буксиров для транспортировки лесоматериалов и оборудования. Комплекс включает также плавучее общежитие, которое является судном-базой всего плавучего лесозаготовительного пункта.

Расчетная производительность комплекса при двухсменной работе составляет 50000 м3 за 130 дней навигации при валке и сборе плавающего леса в районах с плотностью лесоматериалов 100 м3 на 1 га и при среднем объеме хлыста 0,3 м. Автономность работы комплекса составляет минимум 30 суток.

Рис. 4. Схема технологического процесса сбора и освоения древесины у берега:
1 - опорный стол; 2 - палубный двигатель; 3 - якорные сваи;
4-главный подъемный кран; 5 - баржа-щеповоз;
6 - трелевочный трактор;
7 - хлысты или целые деревья; 8 - буксирное судно;
9-палубная лебедка

Платформа для лесосводки представляет собой самоходную однопалубную баржу длиной 34 м, шириной 10,8 м с высотой борта 1,5 м. Она предназначена для валки и сбора леса на воде, на глубинах до 10 м, и на берегу при удалении примерно 11 м береговой линии. Платформа используется также и для сбора повалившихся на дне водоема и всплывших на поверхность деревьев.

На платформе деревья очищаются от сучьев, раскряжевываются и сортируются. Лесоматериалы сплачивают в пучки, которые сбрасывают на воду, где из них формируют пучковый плот. Ветви, вершинки и корневища дробят в топливную щепу и грузят пневмотранспортером на баржу-щеповоз. На судне находятся рабочие помещения для экипажа на 3 человека. Оно имеет дизель-гидравлическую силовую установку.

Рис. 5. Схема технологического освоения подводного леса и деревьев у берега водохранилища:
1 - главный подъемный кран; 2 - вспомогательный подъемный кран;
3 - место обрезки пней от деревьев; 4 - процессор; 5 - опор ный стол для
бревен, 6 - формировочное устройство для пучков; 7 - баржа-щеповоз;
8 - якорные сваи; 9 - палубный двигатель

Платформа для выработки энергии представляет собой несамоходную баржу с тепловой электростанцией, работающей на щепе. Длина платформы 47,3 м, ширина 11,5 м, осадка 2,5 м высота борта 4 м. Для выработки тепловой и электрической энергии, как для собственных нужд, так и для судна-базы и, если необходимо, то и потребителей на берегу используется топливная щепа.

На судне имеются рабочие помещения для экипажа численностью 6-8 человек. Для передачи электроэнергии на берег на судне установлен трансформатор. В качестве вспомогательной силовой установки на судне используется дизель-генератор для пуска электростанции и обеспечения энергией в случае аварии судна.

Рис. 6. Подъем и освоение топляка

Судно-база спроектировано как баржа, служащая в качестве общежития и базы комплекса. Основными функциями этого суда являются размещение и обслуживание персонала комплекса, включая снабжение продуктами питания. На судне имеются санитарные и бытовые помещения. В мастерской, расположенной на этой барже, может производиться ремонт и обслуживание оборудования комплекса. Для руководства комплекса выделены командные помещения, а также помещения связи с различными подразделениями комплекса. Баржа не имеет своей пропульсивной установки, но на ней монтируется оборудование, необходимое для производства электроэнергии и отопления. Длина судна 51,2 м, ширина 9,5 м, осадка 1,8.м, высота борта 3,2 м. На судне находится 48 кают.

Баржа буксируется при помощи буксиров, входящих в состав рабочего комплекса, на необходимое расстояние от работающих судов и ставится на якорь или швартуется к специально строящемуся причалу. Электроэнергия может поступать на баржу по плавающему на поверхности кабелю от входящей в комплекс платформы для выработки энергии. Электроэнергию используют как для освещения, так и для отопления.

Библиографический список:

1. С.П. Карпачев. МОБИЛЬНЫЙ ПЛАВУЧИЙ КОМПЛЕКС МАШИН ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ НА ВОДОХРАНИЛИЩАХ. - В экспресс-информ.: Заруб. Опыт.- (Лесоэксплуатация и лесосплав; вап. 6). - М.: ВНИПИЭИлеспром, 1988, с. - 2-13.

2. Приоров Г.Е., Карпачев С.П. Проблемы логистики при доставке топливной щепы с лесосеки до потребителя в России. Выступление на международном конгрессе «Forum holzbau», г. Санкт-Петербург, 4 июня 2010г.

О Интернет-Журнале "Лесопромышленник"      Редакция     Партнеры     Реклама     Архив номеров    Ссылки о ЛПК     Каталог ссылок

 Иконка сайта сделана при помощи favicon.ru

©H&G - Studio 

© Интернет-журнал "Лесопромышленник" («The Internet-magazine «Lesopromyshlennik»)

Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-32798  от   11.08.2008 г.

E-mail: priorov@lesopromyshlennik.ru, karpachev@mgul.ac.ru.

При цитировании информации гиперссылка на Интернет-журнал "Лесопромышленник"  обязательна.
Использование материалов журнала в коммерческих целях допускается только с письменного разрешения редакции.

 

С целью ограничения спам-рассылок в электронных адресах символ "@" замещён на "[at]". Приносим свои извинения за причиненное неудобство.