Классификация почвенно-грунтовых условий как важнейшего фактора выбора типов и конструкций машин для расчистки лесных площадей при строительстве линейных объектов

Аннотация

М. В. Ивашнев

Дата поступления статьи: 26.12.2013

Рассмотрены вопросы классификации почвенно-грунтовых условий как важнейшего фактора выбора машин для расчистки лесных площадей от древесно-кустарниковой растительности. С учетом выполненного анализа предложена классификация условий применения машин для расчистки лесных площадей

Ключевые слова: Древесно-кустарниковая растительность, почвенно-грунтовые условия, расчистка лесных площадей

05.00.22 - Организация производства (по отраслям)

Классификация необходима в отрасли как средство хранения и поиска информации, ориентирования в многообразии терминов, понятий, соответствующих объектов технологии и техники и для установления закономерных связей между понятиями и объектами. Потребность в научно обоснованной классификации возросла в последние годы в связи с увеличением потока научно-технической информации, недостаточной упорядоченностью понятий и терминов, необходимостью формирования баз данных и разработки методов и средств рациональной организации поиска и использования информации [1, 2, 3] .
В наших работах неоднократно рассматривались вопросы, связанные с созданием выбора типов и конструкций машин для расчистки лесных площадей от древесно-кустарниковой растительности (ДКР) при эксплуатации и строительстве линейных объектов [4, 5, 6, 7] и др. В связи с тем, что известные отечественные классификации в области расчистки лесных площадей [8, 9, 10] и др. относятся к лесозаготовкам и не в полной мере учитывают специфику расчистки лесных площадей от ДКР, а в зарубежных источниках [11, 12] и др. подобная классификация нами не установлена, в данной работе рассмотрены вопросы классификации почвенно-грунтовых условий как важнейшего фактора выбора типов и конструкций машин для расчистки лесных площадей от ДКР.
Строительству линейных объектов предшествуют подготовительные работы: расчистка полосы отвода от ДКР, корчевание пней, уборка валунов и крупных камней и др. с использованием специальной техники и оборудования – навесных, полуприцепных и прицепных машин (корчеватели-собиратели, кусторезы, рыхлители, камнеуборочные машины, канавокопатели, планировщики и др.). В дальнейшем для безопасной эксплуатации линейных объектов просеки и полосы отвода должны периодически расчищаться от ДКР.
Природные условия работы машин, очищающих лесные площади от ДКР, характеризуются рельефом местности, почвенно-грунтовыми и климатическими условиями и отличаются исключительным разнообразием даже в пределах отдельных лесных участков. Поэтому для оценки влияния природных и производственных условий для выполнения работ по расчистке лесных площадей необходимо выполнить их классификацию, когда весь диапазон изменения природных условий делится на типы местности. Ее рельеф характеризуется изрезанностью участка, наличием склонов и препятствий, что заставляет технику работать с переменными нагрузками и влияет на интенсивность износа систем и агрегатов. Оценку рельефа можно выполнить по крутизне склонов: уклонами от 0 до 10°, допускающими использование как гусеничных, так и колесных машин; от 10 до 15°, когда можно применять только гусеничные машины; при крутизне 16° и более, когда необходимо использовать специальные установки или работы выполнять с применением ручных механизмов. Большинство гусеничных машин работает без ограничений по рельефу при крутизне склонов до 15° [13].
Почвенно-грунтовые условия зависят от механического состава почвы, режима увлажнения, климата и других факторов. К климатическим условиям относятся количество осадков в году, средняя температура воздуха и сезонность работы.
Согласно работе [14] производственные условия определяются техническими, организационными и эксплуатационными условиями.
Технические условия непосредственно влияют на состояние систем и узлов используемых машин, поскольку предполагают выполнение факторов, направленных на поддержание их работоспособности: наличие оборудования для проведения ТО, соблюдение сроков проведения ТО, обеспеченность запасными частями и другие факторы.
Организационные условия также оказывают влияние на работоспособность машин, поскольку только совместная реализация с техническими условиями может дать положительный эффект и включают в себя перечень факторов, которые способствуют нормальной работе: классность и профессиональная подготовка тракториста-оператора, стаж работы тракториста-оператора, состав специалистов при обкатке и ремонте и другие.
Эксплуатационные условия определяются:

• организацией работ машин, которая характеризуется скоростью передвижения тракторного агрегата, способом движения, видом поворотов и другими факторами, так как выбор скорости движения, способа движения и вид поворотов влияет на интенсивность износа деталей и узлов двигателя, трансмиссии и возникновение отказов;
• планированием комплекта машин, отсюда следует применение той или иной технологии механизированных работ;
• эксплуатационными показателями древесно-кустарниковой растительности: крупномерностью, количеством стволов на единице площади, породным составом растительности.

В таблице 1 представлены эксплуатационные показатели ДКР по данным ученых Марийского политехнического института.

Таблица 1
Эксплуатационные показатели ДКР

Произрастающая на лесных площадях ДКР отличаются по возрасту, высоте, диаметру и типу. Кустарник и мелколесье по густоте делят на редкий до 3000 шт./га, средней густоты – 3000÷10000 шт./га и густой – более 10000 шт./га [15]. В работе [16] предложено деление расчищаемых от древесно-кустарниковой растительности площадей по трудности их расчистки: с наличием деревьев, пней, мелколесья и кустарников; с наличием мелколесья и кустарника, без пней и деревьев; с наличием только кустарниковой растительности; покрытые мелким и средним кустарником.
Дополнительно расчистка может быть затруднена различными уклонами местности и наличием каменистых включений. В почвенном слое камни по их расположению делятся на поверхностные, полускрытые и скрытые. Их по размерам делят на: более 1 м – глыбы, 1÷0,6 м – крупные камни, 0,6÷0,3 м – средние камни, 0,3÷0,1 – небольшие камни, 0,1÷0,05 м – мелкие камни, 0,05÷0,01 м – галька и щебень.  В таблице 2 представлена характеристика каменистости почвы на 1 га в слое грунта до 30 см, которая определяется в процентах или объеме камней в 1 м³.
Таблица 2
Характеристика каменистости почвы [17]

Предложенная, исходя из анализа, классификация условий применения машин для расчистки лесных площадей приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Классификация условий применения машин для расчистки лесных площадей

С учетом выполненного анализа при выборе машин для расчистки лесных площадей следует учитывать природно-производственные условия, наличие серийно выпускаемых машин, обеспечение высокой производительности при минимальных затратах ручного труда и возможность выполнения производственного процесса с максимальным использованием всей биомассы древесной растительности.

Список литературы:

1. Асмус, В. Ф. Учение логики о доказательстве и опровержении [Текст] / В. Ф. Асмус. – М.: Госполитиздат, 1954. – 88 с.
2. Блауберг, И. В. Становление и сущность системного подхода [Текст] / И. В. Блауберг, Б. Г. Юдин. – М. : Наука, 1973. – 270 с.
3. Шегельман, И. Р. Функционально-технологический анализ: метод формирования инновационных технических решений для лесной промышленности [Текст] : Монография  / И. Р. Шегельман. – Петрозаводск: ПетрГУ, 2012. – 96 с.
4. Ивашнев, М. В. Обоснование технических решений, повышающих эффективность срезания древесно-кустарниковой растительности машиной роторного типа [Текст] : дис. канд. техн. наук : 05.21.01 : защищена 17.04.09. – Петрозаводск: ПетрГУ, 2009. – 171 с. – Библиогр. : С. 149-160.
5. Ивашнев, М. В. Особенности формирования зон, защищающих линейные сооружения от древесно-кустарниковой растительности [Электронный ресурс] / М. В. Ивашнев, И. Р. Шегельман // «Инженерный вестник Дона», 2013, № 2. – Режим доступа: http://ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1651 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
6. Ивашнев, М. В. Повышение эффективности процесса функционирования роторной машины для срезания мелколесья и кустов [Электронный ресурс] / М. В. Ивашнев, И. Р. Шегельман // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 4. – Режим доступа: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4t1y2012/1185 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
7. Шегельман, И. Р. Интенсификации процессов расчистки лесных площадей от деревьев и кустов [Электронный ресурс] /  И. Р. Шегельман, М. В. Ивашнев // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 2. – Режим доступа:  http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2012/851 (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
8. Система машин для комплексной механизации лесозаготовительного производства на 1981-1985 гг. [Текст] / Химки : ЦНИИМЭ, 1983. – 158 С.
9. Шегельман, И. Р. Обоснование технологических и технических решений для перспективных технологических процессов подготовки биомассы дерева к переработке на щепу [Текст] : дис. докт. техн. наук. – СПб. : ЛТА, 1997. – 261 с.
10. Шегельман, И. Р. Классификация сквозных технологий заготовки биомассы дерева [Текст] / И. Р. Шегельман, П. В. Будник // Перспективы науки, 2012. – № 4 (31). – С. 90-92.
11. Forest-Based Sector Technology Platform – a European partnership for research and development [Электронный ресурс] – Режим доступа:  http://www.forestplatform.org/ (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. анг.
12. Larsson, M. Holzerntesysteme [Text] / M. Larsson // Fortec die Gesellschaft fur schwedische Forsttechnik. – Stockholm : Fortec, 2000. – P. 10-16.
13. Расчистка лесных площадей и трасс воздушных линий электропередач [Текст] / С. М. Гордеев [и др.] ; под ред. П. М. Мазуркина. – Йошкар-Ола : МарПИ, 1992. – 95 с.
14. Галиев, И. Г. Повышение эффективности использования тракторов в современных условиях [Электронный ресурс] / И. Г. Галиев, А. А. Мухаметшин, И. Р. Исхаков, А. Р. Шамсутдинов. – Режим доступа: http://www.km.ru/referats/B27E23913579444CB2DE5819F0A8FE60# (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
15. Государственные элементные сметные нормы на строительные и специальные строительные работы [Электронный ресурс] : ГЭСН 81-02-01-2001 Часть 1. Земляные работы : утв. Прик. Мин. рег. разв. РФ 17.11.08 № 253. – М., 2009. – Режим доступа: http://files.stroyinf.ru/Data1/56/56019/ (доступ свободный) – Загл. с экрана. – Яз. рус.
16. Абдразаков, Ф. К. Перспективные технологии и средства удаления древесно-кустарниковой растительности [Текст]  / Ф. К. Абдразаков, И. Н. Потапов, В. Н. Мараев  // Механизация строительства, 2007. – № 4. – С. 13-17.
17. Мигляченко, В. П. Дорожно-строительные машины [Текст] / В. П. Мигляченко, П. Г. Сергеев. – М : Лесная промышленность, 1978. – 288 с.