Meža darbu mehanizācijas un meža biokurināmā pētījumu programma

LVMI Silava, Rīgas iela 111, Salaspils, LV-2169Tālr.: 26595586, e-pasts: andis.lazdins@silava.lv

AS „Latvijas valsts meži”15.02.2017

Pētījumu programmas mērķis

Izstrādāt, aprobēt un ieviest praksē inovatīvas tehnoloģijas un darbu plānošanas instrumentus: meža tehnikas ietekmi uz vidi mazināšanai; jaunaudžu mašinizētas kopšanas ciršu un galvenās cirtes

efektivitātes un darba ražīguma palielināšanai; koksnes resursu tehniskās un ekonomiskās pieejamības, kā arī

meža vērtības palielināšanai.

Meža darbu mehanizācija uz augsnēm ar mazu nestspēju

SIA “Mītavas roboti” izstrādāts ultraskaņas sensoru sistēmas prototips risu veidošanās novērtēšanai, kā arī mežizstrādes mašīnu telemetriskos parametru uzkrāšanai.

Iekārtas testēšana uzsākta 2016. gada novembrī un decembrī.

1 6 12 17 23 28 34 39 45 50 56 61 67 72 78 83 89 94 100

-10

-5

0

5

10

15

20

251 2 3 4 5

Tehnoloģiskā koridora posms, m

Ris

u dz

iļum

s, c

m

Sasaiste ar citiem pētījumiem – Horizon 2020 programmas OnTrack projekts

Pievedējtraktora Kranman Bison 10000 6WD izmēģinājumi kopšanas cirtēs uz

augsnēm ar mazu nestspēju

Kranman Bison ražīguma rādītāju kopsavilkums

Degvielas patēriņš izmēģinājumos 1,8 L stundā (0,4 L m-3), vidējā krava 2,2 m3.

Pievedējtraktors izmēģinājumos nostrādāja 697 stundas.

Darba stundas izmaksas - 25 €.

Izstr. variants Iekraušanas ražīgums, m3

darba stundā

Izkraušanas ražīgums, m3

darba stundā

Produktīvā laika

īpatsvars

Darba ražīgums, m³ prod. stundā

Kravas produktīvā

laika stundā

Kravas kopējā darba laika stundā

Ar motorzāģi

8 20 96% 3,5 1,9 1,8

Ar Vimek harvesteru

7 20 94% 3,5 1,8 1,6

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900€ 0

€ 5

€ 10

€ 15

€ 20

€ 25

Kopējās apaļo kokmateriālu ražošanas izmaksasPievešanas izmaksas

Pievešanas attālums, cm

Mež

izstrā

des u

n ko

kmat

eriā

lu

pieg

ādes

izm

aksa

s, € m̄

³

Mašīnas pielietošanas iespējas

Cirsmās, ko izstrādā ar rokas motorinstrumentiem. Pievedējtraktors var strādāt uz augsnēm ar mazu nestspēju. Optimāls tehnikas izmantošanas scenārijs:

4 strādnieki ar 3 motorzāģiem; Kranman Bison 10000 pievedējtraktors; vismaz 2,5 tonnas smags apvidus auto ar piekabi; 2-3 strādnieki maiņās (līdz 4 stundas) strādā uz pievedējtraktora.

Kranman Bison 10000 izmantošanai piemērotās cirsmas: sanitārās kopšanas cirtes ar nelielu izstrādājamo koku krāju vai ja pievešanu

jāveic caur audzēm, kurās nav tehnoloģiskie koridori; atsevišķu koku zāģēšana un izvešana (sēklas koki, bīstamie koki pie

elektrolīnijām, izvērtējot pievedamo kokmateriālu dimensijas); nelielas cirsmas kopšanas un galvenajā cirtē, tajā skaitā mazvērtīgas Ba un

vītolu audzes.

ProSilva pievedējtraktora izmēģinājumi uz augsnēm ar mazu nestspēju

18 + 15 tonnas

Variants Iekraušanas ražīgums, m3

darba stundā

Izkraušanas ražīgums, m3

darba stundā

Kopā, m3

darba stundāProduktīvā

laika īpatsvars

Kravas produktīvā

laika stundā

Kravas kopējā darba laika

stundā

Akmeņaina platība

11 42 6 82% 0,8 0,6

Kūdrenis 28 82 16 83% 1,7 1,4Vidēji 21 74 12 77% 1,4 1,1

ProSilva darba ražīguma rādītāju kopsavilkums

ProSilva kāpurķēžu pielietošanas iespējas Latvijas mežos

Komplektācija – līdz 5 m pagarināts rāmis, lai var vest 2 rindas ar 3 m garu papīrmalku (Latvijā nav datu par garāka rāmja ietekmi uz koku bojājumiem).

Pievedējtraktoram piemērotas: visa veida ar rokas motorinstrumentiem vai harvesteru izstrādātas cirsmas uz

organiskajām vai pushidromorfām augsnēm, kur pieļaujama 3,5-4 m platu tehnoloģisko koridoru ierīkošana;

kokmateriālu pievešana no starpkrautuvēm. Priekšnosacījumi efektīvam darbam:

maksimāla mašīnas kravnesības izmantošana (tāpēc garais rāmis); darba organizēšana 2-3 maiņās, lai samazinātu dīkstāves un palielinātu darba

ražīgumu; pareiza zaru ieklāšana ieplakās un koridoru galos (paralēli tehnoloģiskā koridora

virzienam).

Harvestera Vimek 404 T6 izmēģinājumi kopšanas cirtēs Latvijā

0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,5000,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

Vasara Pavasaris

Zāģējamo koku stumbra krāja, m³

Dar

ba ra

žīgu

ms,

m³ p

rod.

stu

ndā

Ražīgums pavasara un vasaras izmēģinājumos

Izmaksu analīze

Harvestera darba stundas izmaksas - 42 €. Darba ražīgums – 9 stundas ha-1, vidēji 6,2 m3 ha-1. Apaļo kokmateriālu sagatavošanas pašizmaksa ir 10 € m3

(vidējās klases harvesters līdzīgos apstākļos – 11,9 € m3). Kopējās kokmateriālu sagatavošanas un piegādes izmaksas,

izmantojot Vimek harvesteru un Kranman pievedējtraktoru, ir 16,6 € m-3 (pievešanas attālums 140 m, ceļu transports 50 km).

Efektīvākam darbam izmantojams Vimek 610 vai vidējās klases pievedējtraktors.

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,250

10

20

30

40

50

60

70

John Deere 1070, paketējošā galva John Deere 1070, Moipu galvaVimek 404, John Deere 810 Vimek 404, Vimek 610

Audzes vidējā koka krāja bez mizas, m³

Izm

aksa

s, €

m³

Apaļo kokmateriālu sagatavošanas izmaksu salīdzinājums

Padeves veltņu ietekme uz ražīgumu un kokmateriālu kvalitāti

Pētījumā salīdzināti saudzīgie padeves veltņi (adaptive plate) un parasti padeves veltņi ar īsām radzēm.

Strādājot tikai ar saudzīgajiem padeves veltņiem, ražošanas izmaksas galvenajā cirtē palielinās par 0,31 EUR m-3.

Ar saudzīgajiem padeves veltņiem sagatavotajos finierklučos bojājumu ir 1,4-2,8 reizes mazāk.

Brāķēto mietu skaits, strādājot ar saudzīgajiem padeves veltņiem, pēc pirmās virpošanas ir par 3,3 reizēm mazāks.

Kari Väätäinen and Heikki Tuunanen

Augsnes sagatavošanas iekārtu ĢIS datu analīze

Mežaudžu atlases kritēriji: augsnes gatavotāja braukšanas virziens

atšķiras no nogabala garenass virziena par 0-25°;

robojums ir ne lielāks par 30 %; nogabala izstiepums ir vismaz 30 %.

Aprēķinātie parametri: faktiskais nobraukums, kā arī teorētiski

nobrauktais attālums atbilstoši faktiskajam virzienam un variantam, ja augsnes gatavotāja braukšanas virziens pret nogabala garenasi ir 45°.

18 % audžu augsnes gatavotāja kustības virziena maiņa uzlabotu harvestera darba apstākļus.

Augsnes gatavotāja kustības virziena izvēles koncepcija

Vai nogabalā ir vismaz 30% teritorijas, kas vērsta vienā virzienā

Jā (41% šādu nogabalu)

Augsnes gatavotājs brauc virzienā, kas atšķiras par 45 % grādiem, iespējami 2 varianti 

No diviem virzieniem izvēlas to, kas sakrīt ar debespusi, kuras ekspozīcijas īpatsvars 

nogabalā ir vismazākais

Harvesters kopšanas cirtē brauks lejā pa galveno nogāzi

Nē

Harvestera kustības virzienu plāno tā, lai mazinātu 

mehānisko bojājumu apjomu

Augsnes gatavotāja kustības virzienu plāno pakārtoti 

koridoru virzienam 

Tehnoloģisko koridoru virziena izvēles ietekme

Metodikas aprobācija pārmitro ieplaku identificēšanai, izmantojot LiDAR datus

Izmantotās metodes: Fill sink algoritms; TWI (topographical wetness index); DTW (depth to water); TPI (topographic position index) un sink algoritms;

2017. gada pavasarī plānots ieplaku kartēšanas kopdarbs ar SLU, izmantojot LiDAR datus un Whitebox programmā iekļautos analīzes rīkus.

Līdz šim darbs veikts, izmantojot galvenokārt QGIS un GRASSprogrammu rastra datu apstrādes rīkus.

608-

172-

2860

8-17

3-27

608-

173-

3060

8-22

-14

608-

231-

2361

0-10

0-8

610-

126-

2261

0-12

7-14

611-

119-

361

1-29

-561

1-30

-761

1-33

-761

1-85

-16

0

5

10

15

20

25

30Ieplaka Kontrole

H, m

Koku augstuma salīdzinājums ieplakās un kontroles platībās

Vidējā koka augstums: ieplakās – 14,7 m; kontroles parauglaukumos –

15,4 m, atšķirība nav statistiski būtiska.

A B Ba E Lazda Ma Oz P0

50

100

150

200

250

300

Ieplaka Kontrole

Kok

u sk

aits

par

augl

auku

mos

, gab

.

Pateicos par uzmanību!

Pētījums īstenots sadarbībā ar SIA “Meža un koksnes produktu pētniecības un attīstības institūts”, SIA “Mītavas roboti”, Latvijas Universitātes, SIA “Latvijas vides, ģeoloģijas un meteoroloģijas

centrs”, kā arī citu Latvijas, Somijas un Zviedrijas uzņēmumu, tajā skaitā AS “Latvijas valsts meži” speciālistiem.

Prezentācijā iekļauto fotogrāfiju autori – Gints Spalva, Per Olof Johansson, Agris Zimelis, Guntis Saule un Gatis Rozītis.