Библиографический список

Задание на выполнение курсового проекта по дисциплине технология и техника в лесной промышленности

 

1. Область, край, республика расположения предприятия – Кемеровская область, регион – Западная Сибирь

2. Годовой объем заготавливаемой древесины, м³ - 150000

3. Примыкание нижнего лесного склада – ж/д широкой колеи

4. Породный состав насаждения – 5Е3КР2ОС

5. Средний запас спелых и перестойных насаждений на 1 га в м³ - 160

6. Средний объем хлыста, м³ - 0,9 и средняя длина хлыста, м – 24,8

7. Вид рубки – сплошная

8. Вид вывозимых лесоматериалов – деревья

9. Вид мероприятий по лесовосстановлению – искусственный, посев леса на вырубках и под пологом

10. Вид основной продукции – круглые лесоматериалы, пиломатериалы

11. Вид продукции комплексной переработки древесин (дров) – тарная дощечка, технологическая щепа

12. Вид транспорта – авто

13. Скорость движения, км\ч, в грузовом направлении (υгр) – 20, порожняковом (υпор) – 25

14. Среднее расстояние вывозки, км – 10

15. Руководящий уклон, ‰ – 80

Содержание

 

Введение

1 Общие положения

1.1 Анализ исходных данных

1.2 Расчет параметров лесного участка

1.3 Обоснование режима работы предприятия

2. Обоснование и расчет лесосечных работ

2.1 Обоснование выбора варианта технологии и системы машин для лесосечных работ

2.2 Расчет производительности машин и механизмов на лесозаготовках

2.2.1 Определение производительности многооперационной машины ЛП-19

2.2.2 Определение производительности трелевочного трактора ЛТ-154

2.2.3 Определение производительности челюстного погрузчика ПЛ-2

2.3 Обоснование формы организации труда и расчет состава бригады и мастерского участка

2.4 Определение трудозатрат на выполнение основных, подготовительных, вспомогательных и заключительных работ

2.5   Разработка мероприятий по обеспечению доброкачественного лесовозобновления при проведении лесосечных работ

3 Обоснование и расчет лесовозного транспорта

3.1 Выбор подвижного состава и технологического оборудования для вывозки леса

4 Обоснование и расчет лесоскладских работ

4.1  Выбор и обоснование варианта технологии и системы машин лесоскладских работ

4.2 Определение сортиментного плана и распределение лесоматериалов по потокам и цехам

4.3 Определение выхода готовой продукции и количества отходов при обработке и переработке лесоматериалов

4.4 Составление структурной схемы лесного нижнего склада и обоснование режима его работы

4.5  Обоснование марок технических средств. Расчет потребности в оборудовании и основных рабочих

5. Расчет основных технико-экономических показателей предприятия

Заключение

Библиографический список

Введение

 

Продукты леса и, в первую очередь, древесина, являются важным фактором в развитии народного хозяйства страны. Древесину используют в качестве основного материала в производстве около двухсот тысяч видов продуктов. Нет ни одной отрасли, где бы ни применялось древесное сырье или продукты переработке древесины. Главным конкурентным преимуществом российского лесопромышленного комплекса по-прежнему остается количество и качество российской древесины. Россия, по площади лесов превосходящая любую другую страну мира, обладает огромным потенциалом, однако в настоящее время лесной фонд используется крайне неэффективно, и доля России в мировом объёме производства лесной промышленности не соответствует сырьевым возможностям страны.

В долгосрочной перспективе в связи с повышением требований к качеству, ужесточением экологических требований и сокращением возможностей нелегальной лесозаготовки эффективность небольших предприятий будет постоянно снижаться, и они вряд ли смогут сохранить хоть какие-либо значимые конкурентные преимущества перед крупнейшими компаниями отрасли. Таким образом, дальнейшее динамичное развитие лесного комплекса связано с созданием и развитием вертикально интегрированных структур, обеспечивающих полный технологический цикл - от лесозаготовок до реализации конечной продукции. Формирование таких структур позволит совершенствовать систему управления и координации предприятий, решить ряд проблем, сдерживающих развитие отрасли, а также обеспечить эффективное привлечение инвестиций, необходимых для модернизации основных производственных фондов и внедрения новых технологий. Целью курсового проекта является расширение и углубление знаний и получение практических навыков при проектировании, оперативном планировании и управлении производственным процессом лесного предприятия на лесосечных, лесотранспортных и лесоскладских работах.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1 Анализ исходных данных

 

рис. 1

 

Географическое положение

Кемеровская область расположена на юго-востоке Западной Сибири. Большая часть области занята Кузнецкой котловиной, огромные угольные запасы которой и определили второе название территории – Кузбасс. Кемеровская область находится почти на равном расстоянии от западных и восточных границ Российской Федерации. Кузбасс географически занимает срединное положение между Москвой и Владивостоком. Входит в шестой часовой пояс. Область граничит на западе с Новосибирской областью, на севере - с Томской, на востоке – с Красноярским краем и Республикой Хакасия, на юге – с Республикой Алтай и на юго-западе – с Алтайским краем. Кемеровская область расположена в умеренных широтах между 52°08' и 56°54' северной широты, и 84°33' и 89°28' восточной долготы. Площадь области — 95,5 тыс. кв. км, что составляет 4% территории Западной Сибири и 0,56% территории России. По площади Кемеровская область — самая маленькая в Западной Сибири.     Протяженность Кемеровской области с севера на юг почти 500 км, с запада на восток — 300 км. Важной особенностью географического положения Кемеровской области является то, что она находится в глубине огромной части суши, вблизи центра материка Евразия, на стыке Западной и Восточной Сибири, значительно удалена от морей и океанов. Расстояние до ближайшего холодного северного моря - Карского - почти 2000 км, до ближайшего теплого моря - Черного - более 4500 км.

Природные условия (особенности рельефа)

Центральная часть области расположена в Кузнецкой котловине, которая с трех сторон, как подковой, охвачена горами: с запада – Салаирским кряжем, с юга – Абаканским хребтом, с востока – Кузнецким Алатау. Горный рельеф характерен для двух третей территории Кузбасса. На территории региона представлены горно-таежный, лесостепной и степной ландшафты. Кузнецкий Алатау - самая большая горная система области состоит из собственно Кузнецкого Алатау и Абаканского кряжа, начинающегося севернее Телецкого озера. Общая протяженность главного хребта более 500 километров. Самая высокая вершина - Амзас-таскыл (Верхний Зуб) - имеет 2178 метров над уровнем моря. По главному хребту и некоторым отрогам - вечные (многолетние) снежники на северных склонах, участки горной тундры и альпийской растительности, сохранились обширные леса темнохвойные и лиственные. Салаирский кряж - древние горы, ограничивающие Кузнецкую котловину с запада. Протяженность их с юга на север около 300 км, ширина 15-40 км. Кряж сильно сглажен, средняя высота несколько меньше 400 м от уровня моря, не имеет снежников и горных озер, с него берет начало несколько рек. Почти все водотоки - родникового происхождения. В рельефе Горной Шории наблюдается сочетание северных отрогов Алтая и юго-западных отрогов Абаканского кряжа. Рельеф Кузнецкой котловины, в основном, равнинный.

Природные ресурсы

Минеральные ресурсы

Регион располагает огромным по объему и уникальным по составу и качеству сырья природно-ресурсным потенциалом и занимает 4-е место по России. По запасам углей, пригодных для разработки открытым способом, Кузбасс занимает второе место в России после Канско-Ачинского бассейна, и первое - по степени их промышленного освоения. Кузнецкий угольный бассейн – один их крупнейших в мире. Имеются месторождения марганцевых руд, ильменитового концентрата, редкоземельных руд, формовочных глин. Районы Горной Шории, Кузнецкого Алатау, Салаира богаты месторождениями железной руды, полиметаллическими рудами, уртито–нефелинами и бокситами, фосфоритами. Потенциал запасов железных руд - 5,25 млрд. т., в том числе по промышленным категориям – 1,04 млрд. т.

Месторождения бокситов, являющихся сырьем для алюминиевой промышленности, выявлены в Салаире и на севере области. Горное обрамление Кузбасса содержит золотоносные россыпи. На северо-востоке области открыты месторождения сидеритовых руд. Запасы нерудных полезных ископаемых разнообразны: песчано-гравийные смеси, пески строительные, глинистые сланцы для производства керамзита, камни строительные, сырье для минеральной ваты, мрамор, глины огнеупорные и строительные, формовочные пески. Имеются месторождения вермикулита, асбеста и талька, тремолитов, базальтов, и другого минерального сырья. Открыто 135 месторождений строительных материалов, из которых более 50 эксплуатируются. По запасам природного газа Кузнецкий бассейн – 2-е место после Уренгойского. Ресурсы метана - 13 трлн. куб. м.

Земельные ресурсы

Почвы преимущественно чернозёмные и серые лесные. Чернозёмы занимают особенно большие площади в западной части Кузнецкой котловины. На пойменных террасах - торфянистые почвы.

Всего земель – 9600 тыс. га, из них:

- земли запаса и лесного фонда – 62,5 %;

- земли сельскохозяйственного назначения – 27 %;

- земли прочих землепользователей – 10,5 %.

Лесные ресурсы

Общая площадь лесного фонда области – 6,3 млн. га.

Общий запас древесины основных лесообразующих пород – 681,4 млн. куб. м.

Расчетная лесосека – 6702 тыс. куб. м. Леса покрывают 63,1% территории области. Основные породы – сосна, береза, ель и осина. На севере и в центральной части Кузнецкой котловины - берёзовая лесостепь. В предгорных районах преобладают берёзовые леса, с участками хвойных (лиственница, сосна). На склонах - горные пихтово-осиновые леса, образующие в районе Горной Шории массив черневой тайги. На крайнем северо-востоке помимо пихты в составе лесов - сосна, кедр, ель. Лесопромышленной эксплуатацией охвачено 81% площади лесов.

Климат

Климат Кемеровской области резко континентальный: зима холодная и продолжительная, лето короткое, но тёплое. Средние температуры января −17 … −20 °C, июля — +17 … +18 °C. Наиболее высоких значений температура воздуха достигает летом +38 °C, а самые низкие зимой доходят на юге области до -54 °C, на севере до -57 °C. Среднегодовое количество осадков колеблется от 300 мм на равнинах и в предгорной части до 1000 мм и более в горных районах. Продолжительность безморозного периода длится от 100 дней на севере области до 120 дней на юге Кузнецкой котловины.

Речная сеть

Речная сеть принадлежит бассейну Оби и отличается значительной густотой. Наиболее крупные реки Томь, Кия, Иня, Яя. Озер в области немного, в основном, они расположены в горах и долинах рек. Самым уникальным по своему характеру является озеро Берчикуль.

Промышленность

Достаточно устойчивый характер индустриального развития региона обеспечивается отраслями угольно–металлургического и химического комплексов. Доля Кузбасса - 44% общероссийской добычи угля, в том числе 75% - коксующихся марок, 16% выплавляемой стали и проката черных металлов, 53% производства ферросилиция. Угольная промышленность - многоотраслевой комплекс, включающий 93 угледобывающих предприятия. Каменный уголь направляется во все экономические районы России, страны ближнего и дальнего зарубежья (22 страны мира).

Существенное достоинство кузнецких углей - высокое качество и разнообразный марочный состав. Машиностроительный комплекс включает предприятия горного, горнорудного, электротехнического, химического машиностроения, производства станков, инструментов, подшипников, приборов, оборудования для легкой и пищевой промышленности, санитарно-гигиенического, газового и строительно-дорожного оборудования.

Основные виды продукции – очистные комбайны, крепи, забойные конвейеры, перегружатели, мельнично-элеваторное оборудование, подшипники, горный инструмент, взрывозащищенное электрооборудование, машины постоянного тока, товары народного потребления. Лесопромышленный комплекс области использует местные ресурсы древесины, и, в основном, обеспечивает потребителей региона круглым лесом, пиломатериалами, изделиями деревообработки, а население – мебелью.

На выбор системы машин будут оказывать влияние следующие факторы: искусственный посев леса на вырубках и под пологом леса, сильно развитая речная сеть, равнинный рельеф Кузнецкой котловины и наличие гор. В пользу машинного способа заготовки говорит тот факт, что достаточно большой средний объем хлыста 0,9, категория грунта 2 и 3, а также вид рубки – сплошная.

1.2 Расчёт параметров лесного участка

 

Лесной участок, предназначенный к рубке на определенный год работы предприятия, состоит из набора лесосек, отведенных в соответствии с правилами отвода лесосек и правилами заготовки древесины.

С точки зрения лесозаготовителя, лесной участок должен обеспечить выполнение планового задания предприятия по объемам и видам сортиментов, а также обеспечить нормальную работу предприятия как в летний и зимний периоды, так и в периоды распутицы.

При проектировании только сплошных рубок:

 

, га.

 

где - средний запас древесины на 1 га площади лесосеки, м³/га; (150000).

 

S_год = =937,5 га

 

Площадь лесосеки и ее размеры устанавливаются в зависимости от вида рубок и района расположения лесных насаждений . Предельная площадь лесосеки для сплошных рубок в Кемеровской области, устанавливается до 15 га, а предельная ширина до 100 м.

Исходя из предельных значений площади  и ширины  лесосеки, определяется её длина:

 

= =1500, м,

 

Где А и В – геометрические размеры лесосеки, м.

Тогда количество лесосек  определяется как:

 

, шт.

шт.

 

1.3 Обоснование режима работы предприятия

 

К показателям, характеризующим режим работы предприятия, относят количество рабочих дней в году, число смен работы в сутки по фазам производства, продолжительность рабочей недели и смены.

Количество выходных и праздничных дней определяется по календарю на проектируемый год, исходя из продолжительности рабочей недели. Принимаем 8-ми часовой рабочий день и продолжительность рабочей недели - 5 дней. Количество нерабочих дней в году по климатическим условиям устанавливается с учетом природно-производственных условий, когда затруднена доставка рабочих на лесосеку и вывозка древесины на нижний склад. Расчет ведем на 2010 год.

 

Таблица 1. Календарный график работы предприятия

Месяцы года	Количество дней в году
	Календарных	Нерабочих		Рабочих
		Выходных и праздничных	Не рабочих по климатическим условиям	На лесосеке	На лесотранспорте	На лесном складе
Январь	31	16	4	11	11	15
Февраль	28	9	3	16	16	19
Март	31	9	-	22	22	22
Апрель	30	8	5	17	17	22
Май	31	12	3	16	16	19
Июнь	30	8	-	22	22	22
Июль	31	9	-	22	22	22
Август	31	9	-	22	22	22
Сентябрь	30	8	-	22	22	22
Октябрь	31	10	4	17	17	17
Ноябрь	30	8	6	16	16	22
Декабрь	31	8	5	18	18	23
Всего:	365	114	30	221	221	247

 

Суточное задание на лесосечных работах, лесотранспорте и нижнескладских работах определяется по формуле:

 

, м³,

 

где - годовой грузооборот предприятия, м³ (150 тыс.); - число рабочих дней соответственно по фазам производства (принимается из табл.1)

 

На лесосеке: З_сут =  м³

На лесном складе: З_сут =  м³

На лесотранспорте: З_сут =  м³

 

Сменное производственное задание определяется по формуле:

 

, м³,

 

Где  - количество смен на данной фазе производства.

На лесосеке и на лесотранспорте: З_см = м³

На лесном складе: З_см = м³

2 ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЁТ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ

 

2.1 Обоснование выбора варианта технологии и системы машин для лесосечных работ

 

Состав операций на лесосечных работах и их трудоемкость зависят от содержания технологического процесса лесозаготовок и в первую очередь от вида заготавливаемых лесоматериалов. Заготовленные на лесосеке лесоматериалы можно вывозить потребителями или на нижний склад в виде сортиментов; хлыстов (полухлыстов), деревьев или в виде технологической щепы.

Вид вывозимой продукции в соответствии с индивидуальным заданием – деревья, поэтому среди представленных 4-х типов технологических процессов следует выбрать 1-й, который предусматривает заготовку на лесосеке деревьев и погрузку их на лесовозный транспорт.

 

 

Д – деревья; В – валка; Л – лесосека; Т – трелевка; Ш – штабелевка; ВС – верхний склад (погрузочный пункт); ПД – погрузка деревьев.

· валка – трелевка – погрузка деревьев (1ТП – Д1).

Для выполнения основных лесосечных работ в соответствии с выбранным вариантом рекомендуется применять следующие типы машин:

на валке – валочно-пакетирующая машина ЛП-19;

на трелевке - трелевочный гусеничный трактор, со сбором пачки клещевым захватом, ЛТ-154 на базе ТТ-4;

на погрузке - челюстной тракторный погрузчик перекидного типа ПЛ-2.

 

2.2 Расчет производительности машин и механизмов на лесозаготовках

 

2.2.1 Определение производительности многооперационной машины ЛП-19

Производительность лесозаготовительных машин определяется по формуле

 

, м³,

 

Где  - продолжительность рабочей смены, с; при 8-ми часовой рабочей смене =28800 с (односменный режим работы); - коэффициент использования рабочего времени смены, учитывающий простои по техническим, технологическим и организационным причинам; =0,79; - объём хлыста,  = 0,9 м³; - время цикла обработки одного дерева, с.

Время цикла на валке деревьев  определяется по формуле:

 

, с,

 

где - наведение захватно-срезающего устройства на дерево, его захват и натяг, =15 с.

 - срезание дерева и возвращение пильного аппарата в исходное положение, определяется по формуле

 

, с,

 

Где  – средний диаметр дерева в месте пиления для среднего значения объема дерева, м (принимается по исходным данным относительно объема хлыста) =0,34 м; - коэффициент использования производительности чистого пиления, =0,6; - производительность чистого пиления пильного аппарата лесозаготовительной машины, м²/с. По технической характеристике машины значение  = 0,032 м²/с для ЛП-19.

 

t₂ = c.

 

 - доставка срезанного дерева в грузоформирующее устройство или в пакет на земле, =26 с;

 - перемещение машины к очередному дереву или на следующую технологическую стоянку, определяется как

 

, с,

 

где ,  - максимальный и минимальный вылет гидроманипулятора лесозаготовительной машины, соответственно, м (принимается из технической характеристики машины ), R=8 м, r=3,5 м; - скорость перемещения лесозаготовительной машины по лесосеке с одной технологической остановки на другую, м/с; с учётом трогания с места и торможением в расчётах можно принять =0,6 м/с; - коэффициент площади лесосеки обрабатываемой машиной с одной технологической остановки; для машины ЛП-19 =1,18.

 

c

Т_ц = 15+5+26+6 = 52 с

 

Итак,

 

П_см =  м³

 =  

 

2.2.2 Определение производительности трелевочного трактора ЛТ-154 на базе ТТ-4

Производительность трелевочных тракторов определяется по формуле:

 

, м³,

 

где - продолжительность рабочей смены, с; - коэффициент использования рабочего времени,  =0,79; - коэффициент использования расчётного значения объёма трелюемой пачки, =0,9; - время цикла трелевки, с;

Время цикла трелевки для всех типов трелевочных тракторов определяется по формуле:

 

, с;

 

где - движение трактора с погрузочной площадки к месту, где повалены деревья, с; для всех типов тракторов определяется по формуле:

, с;

 

где - среднее расстояние трелевки, м,

 

l_ср=(ak₁+bk₂)k₀,

 

a и b – геометрические размеры лесосеки, относящиеся к одной погрузочной площадке, a=1500 м и b=100 м (лесосеку разбили на 2 делянки); - коэффициенты, зависящие от схемы расположения трелевочных волоков;  =0,5,  = 0,25/n (n=2) для параллельно-веерной схемы расположения трелевочных волоков,  - коэффициент удлинения волоков из-за отклонения от прямолинейности расположения,  = 1,1.

 

 = (750∙0,5+100∙0,125)∙1,1 = 426 м -

 

скорость холостого хода трактора (перемещение с погрузочной площадки к месту, где повалены деревья), = 1,11 м/с ;

 

t₁ = с

 

- формирование пачки полного объёма, с; для тракторов с пачковым захватом определяется по формуле:

 

, с;

где - значение объёма хлыста, =0,9 м³; - коэффициент, учитывающий за сколько приёмов формируется пачка полного объёма. При формировании пачки за один приём =1,0;  - значение объёма трелюемой пачки; при выполнении курсового проекта значение  можно принять из технической характеристики трелевочного трактора, =10 м³

 

 с

 

 - движение трактора с пачкой на погрузочную площадку, с; для всех типов тракторов определяется по формуле:

 

, с;

 

где - скорость рабочего хода трактора (перемещение с пачкой на погрузочную площадку),  = 0,6 м/с.

 

t₃ = с

 

 - выгрузка пачки, выравнивание комлей, манёвры для движения в обратном направлении, с; для тракторов с пачковым захватом определяется как:

 

, с

 с

 с

Итак,

 

П_см = м³

 =

 

2.2.3 Определение производительности челюстного погрузчика ПЛ-2

Производительность челюстных погрузчиков определяется по формуле:

 

, м³;

 

Где  - объём погружаемой пачки древесины, м³.

 

,

 

где Q – грузоподъемность, Q=3500 Н;

 - плотность,

 

;

 м³

 

С учётом простоя в ожидании подвижного состава и подготовки его к погрузке =0,7.

Время цикла лесопогрузочных средств определяется по формуле:

 

, с;

 

где - время набора пачки, с; - время укладки пачки, с; - время отправки пачки, с;

 

с,

 

 - время грузового хода погрузчика, с; - время холостого хода погрузчика, с;

 

, с;

 

где - расстояние перемещения погрузчика между штабелем и лесовозом, м; =35 м; - средняя скорость перемещения погрузчика, м/с; =0,6 м/с;

 

+ с

 с

 

Итак,

 

П_см м³

2.3 Обоснование формы организации труда и расчёт состава бригады и мастерского участия

 

Основной формой организации труда на лесозаготовках является комплексная бригада, состоящая из рабочих смежных профессий. Бригадой выполняется комплекс технологических операций.

Более высокие показатели в работе достигаются УКБ (10...25 чел), которые формируются на базе 2-х - 4-х трелевочных средств.

 

Таблица 2. Потребное количество машин и механизмов

Наименование основных операций	Марка машины, механизма	Расчетная производительность, м3/см	Сменное задание на лесосечные работы, м3/см	Количество машин и механизмов, шт
				расчетное	принятое	в резерве
1	2	3	4	5	6	7
Валка	ЛП-19	394	679	1,7	2	1
Трелевка	ЛТ-154	112	679	6,06	7(8)	2(1)
Погрузка	ПЛ-2	317	679	2,1	3(4)	1(0)
Всего					14

 

Для повышения стабильности работы бригады необходимо предусмотреть резервные машины их количество определяется по формуле

 

,

 

Где К₁ - нормативный коэффициент; К₁ = 0,17; - принятое количество машин, шт.

На валке n_р=0,17∙2=0,34;

На трелевке n_р=0,17∙6=1,02;

На погрузке n_р=0,17∙2=0,34.

В общем случае установленное задание бригаде ( ) может быть определено по формуле:

 

,

 

Где m – число трелевочных машин (или валочно-трелевочных машин), шт;  - сменная производительность ведущей машины (трелевочной или валочно-трелевочной), м³.

 

Q_бр^уст = 112∙4 = 448 м³ /см.

 

Данные расчёта структурного состава бригады заносят в таблицу 3.

 

Таблица 3. Расчёт структурного состава бригады, потребного количества рабочих, машин и механизмов

Наименование основных опереаций	Марка машины, механизма	Расчётная производительность, м3/см	Режим работы, см	Установленное задание бригаде, м3/см	Количество машин и механизмов, шт			Количество рабочих мест, чел
					Расчётное	Принятое	В резерве	По сменам	Всего
								1 см
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Валка	ЛП-19	394	1	448	1,14	1	1	1	1
Трелевка	ЛТ-154	112	1	448	4	4	1	4	4
Погрузка	ПЛ-2	317	1	448	1,41	2	0	2	2
всего									7

Примечание:  - одна машина на все бригады.

Округление производится в меньшую сторону, так как сменное задание на бригаду увеличено на 100 м³

Принимаем бригаду УКБ в составе 7 человек. На валке – 1 машинист 6^го разряда; на трелевке – 4 тракториста 6^го разряда; на погрузке - 2 машиниста-крановщика 6^го разряда.

Потребное количество бригад определяется по формуле

 

= ;

 

Итого 2 бригады, работающие в одну смену.

Где  - годовой объём заготовки леса, м³/год; - годовое задание бригады, м³/год.