Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление

 
 
 
 
 
 
 

Ю. А. Ширнин              Е. М. Царев            К. П. Рукомойников 

 
 
 
 
 
 
 

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ 

МАЛООБЪЕМНЫХ ЛЕСОЗАГОТОВОК 

И ЛЕСОВОССТАНОВЛЕНИЕ 

 

 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2019 
 

УДК 630*31:630*23 (07) 
ББК  43.90я7 

Ш 64 

 
Авторы: 
Ю. А. Ширнин – руководитель авторского коллектива (введение, разделы 1-4, 6, 7, 
заключение); 
Е. М. Царев (раздел 8); 
К. П. Рукомойников (раздел 5) 
 
Рецензенты: 
М. Ю. Смирнов, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры транспортнотехнологических машин ПГТУ 
С. А. Денисов, д-р с.-х. наук, профессор, зав. кафедрой лесоводства и лесоустройства ПГТУ 

 

Печатается по решению  

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

Ширнин, Ю. А.  

Ш 64    Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и ле
совосстановление: учебное пособие / Ю. А. Ширнин, Е. М. Царев, 
К. П. Рукомойников. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный 
технологический университет, 2019. – 182 с.  
ISBN 978-5-8158-2058-6 

 

В учебном пособии рассмотрены рубки леса, параметры предмета труда, осно
вы расчета производительности оборудования, определено понятие «малообъемные лесозаготовки». Приведены конструктивные схемы оборудования отечественного и зарубежного производства для малообъемных лесозаготовок. Описаны технологические схемы лесосечных и лесоскладских работ, выполняемых различными 
системами машин, технология и оборудование лесовосстановительных работ. 
Освещены вопросы комплексного ведения лесозаготовок и лесного хозяйства, проектирования технологических процессов. 

Для студентов направления подготовки 35.03.02 «Технология лесозаготови
тельных 
и 
деревоперерабатывающих 
производств», 
а 
также 
инженерно
технических работников лесной отрасли. 

УДК 630*31:630*23 (07) 

ББК 43.90я7 

 

ISBN 978-5-8158-2058-6 
 Ю. А. Ширнин, Е. М. Царев,  

К. П. Рукомойников, 2019 

 Поволжский государственный  
технологический университет, 2019 

ВВЕДЕНИЕ 

 

В настоящее время продолжается процесс экономических реформ в 

России. Он не мог не отразиться на лесозаготовительной отрасли страны. Главными итогами реформ является структурная перестройка отрасли. Перестали существовать крупные региональные лесозаготовительные объединения по областям, краям и республикам Российской 
Федерации, подверглись дроблению многие лесозаготовительные предприятия. Стали самостоятельными мастерские лесозаготовительные 
участки, лесопильные цеха. По существу, эти новые образования относятся к малому и среднему бизнесу. 

Основой лесопользования стали договора аренды. В договоре арен
ды отражаются границы участков лесного фонда (УЛФ), виды и объемы 
лесопользования, размеры арендной платы, срок аренды, права и обязанности сторон по использованию, охране, защите УЛФ и воспроизводству лесов и другие условия. Кроме лесозаготовок в обязанности 
арендатора входит осуществление мероприятий по воспроизводству 
лесов в сроки и на условиях, которые указывают в договоре аренды. 

При развитии экономики потенциальные возможности лесной отрас
ли могут и должны быть востребованы, а для этого необходимы высококвалифицированные кадры, способные организовать лесозаготовительное производство во всем многообразии условий РФ и в соответствии с нормативными документами. 

ФГОС высшего образования по направлению подготовки 35.03.02 – 

«Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» предусмотрены дисциплины по выбору. Учебным планом по 
профилю «Лесоинженерное дело» такой дисциплиной названа «Технология и машины малообъемных лесозаготовок». Она тесно связана с 
дисциплинами «Технология и машины лесосечных работ», «Технология 
и оборудование лесных складов и деревообрабатывающих цехов», развивает и дополняет их. 

Предлагаемое вниманию читателей учебное пособие призвано спо
собствовать формированию квалифицированного специалиста для лесной отрасли. С этой целью в книгу, кроме теоретического материала, 
включены конкретные примеры расчетов с комментариями, обширный 
список литературы, подробные контрольные вопросы. 

Авторы выражают признательность М. Ю. Смирнову, д-ру техн. 

наук, профессору кафедры транспортно-технологических машин ПГТУ 
и С. А. Денисову, д-ру с.-х. наук, профессору, зав. кафедрой лесоводства 
и лесоустройства ПГТУ за рецензирование рукописи и ценные замечания, способствовавшие улучшению содержания данной книги. 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 

 

АМЛМ – адаптивно-модульная лесная машина 
БМ – буферный магазин 
В – валка  
ВМ-1,25 – выкопочная машина 
ВПН-2 – плуг выкопочный навесной 
ВСПМ – валочно-сучкорезно-пакетирующая машина 
ВСРГ – валочно-сучкорезно-раскряжевочная головка 
ВСРМ – валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина 
ВСРПМ – валочно-сучкорезно-раскряжевочно-пакетирующая машина 
ВСТМ – валочно-сучкорезно-трелевочная машина  
Д – дробление  
ЗСГ – захватно-сучкорезная головка 
ЛЗК – лесозаготовительный комбайн  
ЛПМ – лесопогрузочная машина  
ЛСПД – легкие средства для перемещения древесины 
МОС – машина для обрезки сучьев 
МТП – машинно-тракторный парк 
НВС-1,2 – навесная выкопочная скоба  
Ос – обрезка сучьев 
П – пакетирование 
Пг – погрузка деревьев 
ПМ – пакетирующая машина 
ПТМ – пакетировочно-трелевочная машина  
ПТМс – пакетировочно-трелевочная машина для сортиментов 
Р – раскряжевка  
РСМ – раскряжевочно-сортировочная машина 
СРМ – сучкорезно-раскряжевочная машина  
Тд – трелевка деревьев  
ТМ – технологический модуль  
ТМ – трелевочная машина 
ТМго – технологический модуль с грузовым отсеком 
ТМл – технологический модуль с лебедкой 
ТП – технологический процесс 
ФУ – формирующее устройство 
ЭЛХА – электрифицированный лесохозяйственный агрегат 
ЭМ – энергетический модуль  
 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ 

ЛЕСНОЙ ОТРАСЛИ 

 

 

 

1.1. ЛЕС 

Лес – элемент географического ландшафта, состоящий из совокуп
ности деревьев, занимающих доминирующее положение кустарников, 
напочвенного покрова, животных и микроорганизмов, в своем развитии 
биологически взаимосвязанных, влияющих друг на друга и на внешнюю 
среду. Лес – среда обитания для многих птиц и зверей, источник древесины, ягод, грибов, технического сырья. Имея важное климаторегулирующее, почвозащитное и водозащитное значение, лесной покров земли 
является одним из факторов устойчивости биосферы и требует постоянной заботы о его сохранности и возобновлении.  

Лес состоит из отдельных лесных фитоценозов. Лесным фитоцено
зом называется участок леса, однородный по биологическим признакам 
и включающий в себя все деревья, кустарники, травянистую растительность, мхи и лишаи, растущие на данном участке. Совокупность древесной растительности отдельного фитоценоза называется древостоем. 
Если древостой состоит из одной породы, его называют чистым. Если в 
состав древостоя входит несколько пород, его называют смешанным. Та 
порода, которая преобладает в смешанном древостое, называется господствующей, а остальные – подчиненными.  

Породы, имеющие наибольшее экономическое и хозяйственное зна
чение, называются главными, в отличие от остальных, являющихся второстепенными.  

Древостой, в котором деревья образуют два и более ярусов, называ
ется сложным. Древостой называется одновозрастным, если возраст 
деревьев колеблется в пределах одного класса возраста (10-20 лет), и 
разновозрастным, если возраст деревьев выходит за эти пределы.  

Древесные растения, растущие под пологом леса и способные обра
зовать древостой, высота которых не превышает 1/4 высоты деревьев 
одного полога, называются подростом.  

В лесах определенного лесничества фитоценозы группируются по 

типам леса. Под типом леса следует понимать совокупность фитоценозов, объединенных однородными лесорастительными условиями, общим породным составом, другой растительностью и фауной.  

Лесные ресурсы представляют собой совокупность запасов древес
ной и недревесной продукции леса, а также его полезных природных и 
экологических свойств. Являясь мощнейшим поглотителем углекислоты, лес восстанавливает необходимый для всего живого кислород. Пребывание в лесу в течение всего нескольких часов в неделю способствует 
полному восстановлению (рекреации) работоспособности здорового 
человека. Выдающийся французский физик Ж.Кюри говорил: «Я уходил в свежие тенистые рощи с вечера и возвращался лишь на другой 
день с головой, полной идей».  

Согласно ГОСТ 17461-84 [9] и Положению об аренде [29], под лесо
сечным фондом понимается часть участка лесного фонда, отведенная 
для рубки на установленный срок. 

Лесосечный фонд образуется из запасов перестойных и спелых дре
востоев, намеченных при лесоустройстве для заготовки древесины в 
порядке рубок главного пользования. При этом в первую очередь назначаются в рубку древостои, в которых требуется рубка по их состоянию 
(поврежденных пожаром, ветром, насекомыми, в результате заболеваний, выбросов загрязняющих веществ и др.), недорубов прошлых лет, 
вышедших из подсочки – древостоев, перестойных насаждений [32].  

На участках УЛФ, переданных в аренду для заготовки древесины 

при рубках главного пользования, при условии полного внесения 
арендной платы, исходя из установленного договором ежегодного размера отпуска древесины на корню, арендаторы могут осуществлять заготовку древесины при рубках промежуточного пользования. 

Часть УЛФ, отведенная для рубки и ограниченная в натуре, называ
ется лесосекой. Лесосеки, отведенные для рубки в течение одного года, 
составляют годичный лесосечный фонд. Часть лесосеки, ограниченная в 
натуре и тяготеющая к одному лесопогрузочному пункту, называется 
делянкой. Вся древесина, заготовленная на делянке, доставляется на 
один лесопогрузочный пункт, а именно на тот, к которому она тяготеет.  

Лесопогрузочным пунктом называется простейший верхний лесо
промышленный склад, на котором временно размещаются деревья, хлысты, сортименты и осуществляется их погрузка на лесотранспортные 
средства.  

1.2. РУБКИ ЛЕСА 

Рубка леса – это процесс удаления отдельных деревьев или всего 

древостоя на участках лесной площади различных размеров и конфигурации (лесосеках). Различают рубки сплошные и выборочные.  

К прочим рубкам относят прорубку трасс ЛЭП и газопроводов, 

сводку леса под водохранилища, уборку семенных деревьев и т.д.  

Сплошными, или сплошнолесосечными, называют рубки, при кото
рых весь древостой на лесосеке вырубается за один прием в течение 
короткого срока, не превышающего одного года.  

Систему сплошных рубок составляют сплошные концентрированные 

и сплошные узколесосечные рубки. Концентрированной называется 
рубка, проводимая на площади 50 га и более. Узколесосечная – рубка, 
при которой ширина лесосеки не превышает 100 м.  

Как понятие концентрированная рубка определилась в СССР в 30-е 

годы XX века. Непосредственным толчком к этому послужило решение 
правительства. В отношении концентрации рубок дана четкая и ясная 
установка в постановлении ВЦИК от 26 ноября 1929 года, в котором 
указано: «… б) в поясе (зоне) экстенсивного хозяйства – расширение и 
улучшение сплавных и гужевых путей, механизацию заготовок и транспорта, концентрацию рубок с обеспечением лесовозобновления» [62, 
с. 77, 78]. Здесь же Л. И. Яшнов отмечает, что понятие о концентрации 
рубок еще не определилось, и ссылается на А. С. Семенова, называющего концентрацией рубок такое расположение лесосек, когда они обслуживаются общим оборудованием – одними поселками для рабочих, одной лесотранспортной дорогой.  

Позднее классик отечественного лесоводства М. Е. Ткаченко напи
шет: «Хотя в широком смысле слова о концентрации рубки можно говорить и в отношении выборочной рубки (концентрация мест выборочной рубки, увеличение степени изреживания древостоя), однако в практике название концентрированной рубки применяется чаще лишь в отношении сплошной рубки. С лесоводственной точки зрения, именно 
сплошная концентрированная рубка связана со специфическими задачами, несколько отличными от задач, связанных с мелко-лесосечной 
сплошной рубкой» [45, с. 515]. 

Это тот случай, когда можно сказать, что практика «взяла за горло» 

науку. Специфические условия, о которых весьма дипломатично говорит М. Е. Ткаченко, на самом деле приведут к серьезным негативным 
экологическим последствиям, одностороннему развитию технологии и 

техники лесозаготовок, ориентированных на протяжении нескольких 
десятилетий на сплошные концентрированные рубки.  

К сожалению, и сегодня актуальны и такие слова М. Е. Ткаченко: 

«На страницах лесопромышленной печати с горькой иронией уже пишут о том, что над участками, где прошла рубка, часто следует сделать 
ту надпись, какую можно встретить в эпитафиях на гробницах: «это тот 
путь, по которому дважды пройти нельзя» [44, с. 132].  

Выборочными называют рубки, при которых периодически выруба
ют часть деревьев определенного возраста, размеров, качества или состояния, а площадь, где ведутся рубки, постоянно занята деревьями разного возраста.  

Рубки ухода за лесом, или рубки промежуточного пользования, осу
ществляются в молодняках путем удаления из насаждения нежелательных деревьев и создания благоприятных условий для роста лучших деревьев главных пород с целью формирования высокопродуктивных качественных насаждений. 

Рубками ухода достигаются: а) улучшение породного состава, каче
ства и повышение устойчивости насаждений; б) сокращение сроков выращивания технически спелой древесины; в) увеличение размера пользования древесиной с единицы площади; г) сохранение и усиление почвозащитных и водоохранных свойств, а в лесах зеленых зон – улучшение санитарно-гигиенических и эстетических свойств леса. 

В молодняках рубки ухода ведутся независимо от возможности вы
рубаемой древесины. 

Различают следующие виды рубок ухода в зависимости от возраста 

древостоев: осветления, прочистки, прореживания и проходные [60]. 

Поскольку рубки главного пользования – синоним возобновления, а 

рубки ухода – составная часть процесса лесовыращивания, необходимо 
промежуточное пользование рассматривать и решать в едином технологическом процессе рубок леса и лесовыращивания. Единству рубок 
главного и промежуточного пользования сопутствует одинаковая технологическая подготовка (волоки, дороги, погрузочные пункты и др.). 

1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛЕСОСЕК  

ПРИ ВЫБОРОЧНЫХ РУБКАХ 

Лесосечные работы есть совокупность обрабатывающих и переме
стительных операций. При выборочных рубках лес как бы становится 
реже и в связи с этим затраты времени на осуществление переместительных операций возрастают. Это снижает производительность машин.  

При выборочных рубках из состава древостоя вырубаются деревья, 

средний объем которых может быть равен, меньше либо больше среднего объема в насаждении.  

Как известно, объем хлыста является решающим фактором в оценке 

уровня производительности машин. Следовательно, за счет этого фактора при выполнении несплошных рубок производительность машин 
может быть соответственно равной, меньше либо больше производительности, получаемой при сплошных рубках. Это является второй особенностью выборочных рубок леса.  

Третья особенность обусловлена постоянными помехами, создавае
мыми лесозаготовительным машинам остающимися во время рубки 
деревьями. Степень такого влияния тем меньше, чем больше сама машина приспособлена к работе в данных условиях.  

Пример. В лесном хозяйстве и на лесозаготовках широко использу
ется формула насаждения, например, 4Е3Ос2Б1Л. По таксационным 
данным имеем следующие средние объемы: Vе – ели; Vос – осины, Vб – 
березы; Vл – липы. Предположим, что при определенном способе рубок 
необходимо вырубить осину (3 единицы из 10) и липу (1 единицу из 10).  

Требуется определить:  
1) Vср – средний объем хлыста в насаждении;  
2) Vв – средний объем хлыста вырубаемого леса;  
3) объемную долю вырубаемого леса в общем объеме. Обозначим 

эту величину ki – доля вырубаемого (заготовляемого) компонента (интенсивность рубки).  

Средний объем хлыста находится как частное от деления суммы 

произведений средних объемов разных пород на их количество из формулы насаждения (делимое) на общее число деревьев (10).  

е
ос
б
л

ср

4
3
2

10

V
V
V
V
V




. 
(1.1) 

ос
л

в

3

4

V
V
V


. 
(1.2) 

В общем виде доля вырубаемого компонента может быть найдена из 

выражения  

δ

10

i
i

i

V
k

V



, 
(1.3) 

где δi  – число деревьев из 10, относящихся к вырубаемому компоненту; 

Vi – средний объем хлыста вырубаемого компонента, м3; V – средний 

объем хлыста в насаждении, м3. Для нашего примера 
i
δ = 4, Vi = Vв;  

V = Vср.  

Заметим, что ki изменяется от 0 до 1. Действительно, если ki = 0 (это 

может быть только при δi  = 0), то рубки нет. И наоборот, ki = 1 (при  

δi = 10) может быть лишь тогда, когда рубка сплошная.  

Вторым по значимости параметром лесосеки, влияющим на произ
водительность машин, является q – запас леса на 1 га, м3. Вырубаемый 
запас леса (qi) есть произведение растущего запаса на долю вырубаемого компонента  

i
i
q
q k


 . 
(1.4) 

Возрастание доли переместительных операций обуславливается уве
личением расстояний между деревьями, подлежащими несплошной 
рубке, по сравнению со сплошной. Для определения расстояния между 
деревьями lд, м, воспользуемся формулой (1.5) [5, c. 47], которая с учетом выражений (1.3 и 1.4) примет вид  

2

д

10
100
100

δ
i
i
i

V
V
l

q k
q V








. 
(1.5) 

При сплошных рубках δi = 10; Vi = V, ki = 1; получается первона
чальное уравнение для нахождения расстояния между деревьями.