Введение к работе
Актуальность темы. Сокращение после 1991 года лесопромышленного производства и недофинансирование лесного хозяйства обострили проблему рационального лесопользования в Российской Федерации (РФ).
Одно из направлений решения этой проблемы - создание лесных предприятий, выполняющих заготовку, восстановление, охрану и защиту лесов.
Переходы между технологическими процессами требуют подготовительно-заключительных операций, на что тратятся ресурсы. Эффективность работы лесного предприятия можно повысить, если преобразовать различные технологические процессы в единый процесс комплексного освоения лесной площади (КОЛП), на основе постоянно-действующих технологических коридоров (ПДТК). Роль государства будет заключаться в налоговом и экологическом контроле.
При освоении лесной площади расходуются ресурсы - трудовые, энергетические, материальные, а также время и информация.
Сравнение и оценка вариантов технологического процесса освоения лесной площади по критерию приведенных затрат не учитывает динамики денежной оценки ресурсов, эффекта от высвобождения рабочей силы, отрицательного экологического воздействия процессов и машин на окружающую среду.
Для оценки эффективности вариантов процесса освоения лесной площади, предлагается критерий прямой экономии ресурсов. В качестве ограничений при этом выступают установленное качество лесной продукции и требования по охране окружающей среды.
Для Республики Карелия (РК), в которой выполнена настоящая работа, проблема рационального лесопользования актуальна. Лесопромышленный комплекс обеспечивает занятость около трети населения РК, и производит более 40 % продукции промышленности республики. Естественно-географические факторы Карелии - расположение в таежной зоне и протяженная граница с Финляндией -создают жесткие условия для проверки эффективности лесных технологий. Поэтому положительные результаты исследований, проведенных в РК, можно использовать для освоения лесов на большей части территории Северо-Запада РФ.
Исследования выполнены автором в рамках следующих программ:
региональная научно-техническая программа «Приграничная Карелия» (1997 - 1998 гг.) по заказу Госкомвуза и Миннауки РФ;
грант № 97-23-2.1-5 «Повышение эффективности лесовосстановительных работ на основе ресурсосберегающей технологии» Минобразования РФ. Головная организация - Санкт-Петербургская Лесотехническая академия;
международный проект «Тайга - Модельный лес» (1997-2000 гг.).
Цель работы. Повышение эффективности лесосечных и лесовосстановительных работ путем преобразования их в единый технологический процесс с учетом характеристик лесных площадей.
Объекты и методы исследования. Исследовались технологические процессы и машины для лесосечных и лесовосстановительных работ, применяемые в РК. Экспериментальная проверка теоретических положений проводилась на территории Пряжинского и Шуйско-Виданского лесхозов (Пряжинский район РК). Использовались методы: системного анализа, экспертных оценок, математической статистики; методики: ПетрГУ для моделирования процессов работы лесо-
культурных агрегатов на вырубках, ЦНИИМЭ для нормирования труда рабочих на лесозаготовках; теория принятия оптимальных решений. Научная новизна заключается в разработке:
аналитической модели для расчета оптимального расстояния между ПДТК в технологическом процессе КОЛП;
методики расчета ширины ПДТК и глубины колеи лесных машин;
методики оценки эффективности технологического процесса освоения лесной площади по показателю расходования ресурсов в натуральном выражении с учетом экспертной оценки их значимости;
- экспертизы критериев разработки лесных машин.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
преобразование отдельных технологических процессов лесосечных, лесо-восстановительных работ и работ в период роста леса в единый технологический процесс КОЛП на основе сети ПДТК;
оптимизация расстояния между ПДТК в процессе КОЛП;
обоснование ширины ПДТК на основе характеристик лесной площади и параметров лесных машин;
экспертная оценка критериев разработки лесных машин и расходования ресурсов для лесосечных и лесовосстановительных работ;
ресурсосбережение как критерий сравнения вариантов технологического процесса освоения лесной площади;
- рекомендации по использованию процесса КОЛП в условиях РК.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
применение технологического процесса КОЛП позволяет эффективно сочетать интересы лесоэксплуатации и лесовосстановления, а также обеспечивать рациональное расходование ресурсов;
методика расчета ширины ПДТК и глубины колеи позволяет прогнозировать сохранность среды на пасеках и проходимость лесных машин на ПДТК;
методика оценки эффективности освоения лесной площади по показателю расходования ресурсов в натуральном выражении дополняет показатель приведенных затрат, что позволяет выбрать наилучший вариант освоения площади;
результаты экспертизы критериев разработки лесосечных и лесохозяйст-венных машин могут использоваться в НИОКР и для оценки конкурентоспособности продукции лесного машиностроения.
Реализация работы. Технологический процесс КОЛП и рекомендации по его эффективному использованию применяются на лесопромышленном предприятии АО «Шуялес» (РК). Модельный участок для наблюдения за развитием различных видов лесных культур, посаженных под лункообразователь Л-2У, был заложен в 2000 году на территории Пряжинского лесхоза РК.
Результаты диссертационных исследований используются в преподавании ряда учебных дисциплин для лесных и экономических специальностей в ПетрГУ, а также для повышения квалификации работников лесного комплекса РК.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях: «Проблемы развития лесного комплекса» (Петрозаводск, 1998), «Лесной сектор РК и Восточной Финляндии» (Каяни, Финляндия, 1999). «Социально-экономическая устойчивость лесо-
водства» (Петрозаводск, 2000); республиканских научно-практических конференциях: «Региональные проблемы развития лесного комплекса» (Петрозаводск, 1998), «Ресурсосберегающие технологии лесного комплекса» (Петрозаводск, 1998), «Актуальные проблемы лесного комплекса» (Петрозаводск, 1999); научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов, докторантов и соискателей лесного комплекса РК: «Научно-методическое обеспечение лесного комплекса Карелии» (Петрозаводск, 1999), «Совершенствование техники, технологии и организации лесопромышленных производств» (Петрозаводск, 2000).
На конкурсе научно-исследовательских работ аспирантов и молодых ученых 2000 года работа получила грант Центра фундаментального естествознания при Санкт-Петербургском государственном университете.
В законченном виде диссертационная работа обсуждалась на кафедре Технологии и оборудования лесного комплекса Лесоинженерного факультета ПетрГУ и на ученом совете Карельского НИИ лесной промышленности (ведущая организация) в октябре 2000 года.
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 10-ти печатных работах. Результаты исследований отражены в 3-х отчетах по НИР, выполненных при участии автора.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников, включающего 129 наименований, семи приложений. Общий объем работы - 185 с, включая 51 рис., 48 табл. и 25 с. приложений.