Основы формирования парка лесных машин лесозаготовительного предприятия
Часть 1. Современное состояние механизации лесосечных работ
Начало XXI века ознаменовалось развитием интеграционных процессов в экономике РФ, в том числе и в лесопромышленном комплексе. Слияния и поглощения отраслевого и финансового характера, национального и транснационального уровня во многом определяют развитие ЛПК РФ в настоящее время.
Значительная часть предприятий ЛПК входят в различные производственные холдинги. Ряд таких холдингов, в составе которых несколько предприятий различных отраслей народного хозяйства, ведут широкомасштабный бизнес. Другие специализируются только в сфере лесопромышленного комплекса, имея в своей структуре несколько деревообрабатывающих и деревоперерабатывающих предприятий.
Работа в условиях действия Лесного кодекса РФ, принятого в 2006 году, сопряжена с решением множества острых и сложных проблем. Одна из них - правильный выбор (в зависимости от конкретных природно-производственных условий расположения арендной базы) систем машин и технологических процессов для проведения лесосечных работ, транспортировки лесоматериалов, обработки древесины на нижнем лесопромышленным складе, а также лесовосстановления, позволяющий добиться максимального экономического и экологического эффекта.
Современная наука рассматривает лесозаготовительное производство как комплекс технологических процессов, оказывающих на лесные экосистемы как отрицательное, так и положительное воздействие. Исходя из теории сквозных технологических процессов, под которыми в ЛПК понимается совокупность технологических процессов (производств) заготовки, транспортировки и переработки ресурсов древесины, увязанных между собой посредством предметов труда на выходе и входе процессов, лесовосстановительные работы являются важнейшей составляющей лесозаготовительного производства, призванной гарантированно обеспечить предприятия ЛПК необходимым сырьем с заданными размерно-качественными характеристиками.
В соответствии с действующим законодательством на лесозаготовительные предприятия возложены обязанности по охране и защите арендованных лесных массивов, а также лесовосстановлению. Им дано право многоцелевого использования лесов, что требует от лесных инженеров широкой эрудиции в вопросах оценки принимаемых управленческих решений.
Лесозаготовительные процессы являются базовыми для лесопромышленных комплексов. В течение последних лет лесозаготовительная промышленность, как и весь лесной комплекс России, переживает острый экономический кризис, который наиболее наглядно проявляется в спаде объемов производства. В конце 80-х годов ХХ века по объему вывозки древесины СССР занимал второе место в мире, уступая лишь США. В настоящее время Россию опередили такие страны, как Китай, Индия, Бразилия, Канада, Индонезия, Нигерия.
О низком уровне лесопользования в России свидетельствуют такие примеры: расчетная лесосека используется на 22%, объем рубки леса от годового прироста составляет 15%, съем древесины с 1 га лесопокрытой площади равен 0,2 м3, а в США, Финляндии, Швеции и странах Балтии этот показатель составляет 0,7-2,9 м3.
Лесозаготовительная отрасль в СССР заготавливала и вывозила более 300 млн м3 древесины в год. В перестроечный период произошло резкое снижение объемов лесозаготовок. Объем лесозаготовок в 2007 году составил всего 108,2 млн м3 древесины. Наступивший в 2008 году мировой экономический кризис ускорил темпы падения объемов заготовки древесины, и в 2009 году объем заготовки упал ниже 100 млн м3 (97,1 млн м3).
Мировой финансовый кризис вызвал резкое падение спроса на лесобумажную продукцию, и, как следствие, сокращение объемов лесозаготовок и снижение платежеспособности лесопользователей, что стало причиной падения спроса на высокопроизводительные и эффективные системы машин для комплексной машинизации лесозаготовительных работ, сокращения и прекращения их выпуска отечественными заводами лесного машиностроения.
Постепенный выход мировой экономики из кризиса положительно сказался и на объемах заготовки древесины в России, хотя достичь объемов заготовки советского периода удастся еще не скоро. Согласно данным сайта Федеральной службы государственной статистики, в 2010 году объем заготовки древесины составил 112,2 млн м3, в 2011 году - 120,5 млн м3. Введение заградительных пошлин на экспорт круглого леса, отсутствие мер для существенного развития отечественного лесоперерабатывающего сектора вкупе с неблагоприятными климатическими факторами привели к сокращению объемов заготовки и в 2012 году: по данным Научно-исследовательского и аналитического центра экономики леса и природопользования, объем заготовки древесины упал ниже 73 млн м3 в год, что вывело Россию из десятки ведущих лесозаготовительных стран мира.
В СССР выпускали и ремонтировали технику для леса около 200 заводов, которые в год производили более 28 тыс. трелевочных тракторов и лесозаготовительных машин на их базе. Сейчас число таких предприятий значительно уменьшилось, а количество производимых ими машин сократилось в десятки раз.
По данным генерального директора ООО «ГНЦ ЛПК ТЭ» Валерия Сергеевича Суханова, за последние 20 лет в лесозаготовительной промышленности произошли значительные структурные изменения дезинтеграционного характера. Общее количество компаний-лесопользователей в настоящее время, по приблизительным оценкам, превышает 5,5 тыс. Среди них преобладают мелкие предприятия (рис. 1 и 2). Предприятия с объемом лесозаготовок до 10 тыс. м3 в год составляют 76% общего количества лесозаготовительных предприятий. Они поставляют 9% годового объема заготовленной древесины. Предприятия с объемом лесозаготовок до 50 тыс. м3 в год составляют 93% общего количества лесозаготовительных предприятий (в их число входят и предприятия с объемом заготовки до 10 тыс. м3). Они заготавливают 34% годового объема.
Компании с годовым объемом заготовки древесины более 50 тыс. м3 составляют лишь 7% общего количества лесозаготовительных предприятий. Среднегодовой объем заготовки древесины предприятием в отрасли составляет 15 тыс. м3.
Спад объемов лесозаготовок по сравнению с 1995 годом во многом связан с объективными и субъективными факторами переходного периода, одной из главных причин является низкий технический уровень всех без исключения производственных операций, физический и моральный износ лесозаготовительной техники. В настоящее время на лесосечных, лесотранспортных операциях и на работах на нижних складах эксплуатируют технику, которая выпускалась серийно еще в 60-70-х годах ХХ века.
Среди всех отраслей лесопромышленного комплекса самый высокий износ основных производственных фондов - на лесозаготовках, а коэффициент обновления самый низкий.
Из-за отсутствия собственных средств большинство лесозаготовительных предприятий России в последние годы почти не проводили техническое обновление парка лесозаготовительной техники. В возрастной структуре действующего парка лесосечных и транспортных машин более 70% составляет полностью амортизированная техника, которая в соответствии с действующими нормативными документами должна быть списана.
На машинизированных производствах на валке деревьев до сих пор эксплуатируют валочно-пакетирующие машины ЛП-19А Йошкар-Олинского завода лесного машиностроения. В 1999 году на Ковровском экскаваторном заводе был организован выпуск трех модификаций валочно-пакетирующих машин МЛ-119. Эти машины по технико-экономическим показателям не уступают зарубежным аналогам, выпускаемым в Финляндии, США и Канаде, но ресурсные характеристики и показатели надежности отечественной техники ниже.
В технико-экономической документации, на основе которой валочно-пакетирующие машины внедрялись в серийное производство, годовая выработка на среднесписочную машину принималась на уровне 48-70 тыс. м3 (в зависимости от среднего объема хлыста), а количество рабочих смен в год - не менее 210. В настоящее время, когда в составе парка преобладают машины со сроком службы более пяти лет, фактические показатели производительности отечественных валочно-пакетирующих машин существенно ниже расчетных.
В среднем по группе предприятий Красноярского края, Республики Коми, Тюменской, Вологодской и Архангельской областей годовая выработка на среднесписочную машину ЛП-19А составляла в 1998 году 14,8 тыс. м3, среднесменная выработка - 135 м3, отработано в среднем 109 смен в год. Разброс показателей работы машин ЛП-19А по предприятиям значителен. В связи с физическим износом машин и весьма незначительным обновлением их парка, скорее всего, сейчас эти цифры ниже, однако с 1998 года никто не проводил подобных статистических исследований.
Трелевку древесины выполняют в основном гусеничными трелевочными тракторами с канатно-чокерным оборудованием и бесчокерными трелевочными машинами. В настоящее время тракторный парк лесозаготовительных предприятий имеет высокую степень износа. Из-за низкой покупательной способности лесозаготовительные предприятия снизили закупки техники, что сказалось на объемах их производства в России.
До конца 90-х годов прошлого столетия производством специализированной машиностроительной продукции для ЛПК в СССР были заняты более 130 предприятий семи министерств. К настоящему времени состав производителей значительно изменился. Почти все заводы из стран СНГ и многие российские предприятия прекратили выпуск машин для ЛПК.
В настоящее время производством машин и оборудования для лесозаготовок в России занимаются менее 30 предприятий (изготавливают и продают серийные образцы, а также малые серии машин и оборудования). Изготовлением запасных частей, единичных образцов лесозаготовительной техники и ее ремонтом заняты около 40 предприятий (в основном бывшие РМЗ и ЦРМ Минлеспрома СССР).
По мнению специалистов, одним из основных препятствий стабильной реализации новой техники для леса остается недоверие потребителей к качеству машин, которое усугубляется неудовлетворительной работой заводов по сервисному сопровождению своей продукции на протяжении ее жизненного цикла.
Низкая производительность и у трелевочных тракторов, у которых большие сроки эксплуатации. Показатели годовой выработки за 2008 год трелевочных тракторов с канатно-чокерным оборудованием меньше, чем аналогичные показатели 10-летней давности, на 28-35%, а бесчокерных трелевочных машин - на 32%.
Доля трелевки древесины с помощью тракторов, оснащенных манипуляторами и захватами, уже к 1998 году составила всего 18%, что ниже уровня 1990 года (27%). А абсолютные объемы трелевки бесчокерными тракторами за этот период снизились почти в шесть раз.
В зарубежных странах на трелевке леса широко используют колесные тракторы, которые пока в России не получили большого распространения. Приспосабливаемые для лесозаготовительных работ колесные тракторы сельскохозяйственного назначения не отвечали предъявляемым отраслью требованиям. Это показала эксплуатация колесных трелевочных тракторов ЛТ-157, которые производились на базе шасси Т-157 и МЛ-30 (последующая модификация - МЛ-56).
На обрезке сучьев по-прежнему используются машины ЛП-30Б и ЛП-33А, разработанные более 20 лет назад и уступающие зарубежным аналогам по производительности и надежности. Почти у 80% машин возраст свыше десяти лет, и только у 5% - менее пяти лет.
Общий объем работ по очистке деревьев от сучьев машинным способом в 1998 году составил 28,7 млн м3, что в 4,2 раза меньше, чем в 1990 году.
В 2008 году средняя годовая выработка машин ЛП-30Б составляла 13,8 тыс. м3, что на 21% ниже, чем в 1998 году, средняя сменная выработка - 111 м3, отработано на среднесписочную машину 124 смены в год.
В лесозаготовительной промышленности России основными средствами погрузки древесины в хлыстах на подвижной состав лесовозных дорог являются гусеничные челюстные погрузчики перекидного типа. Возрастная характеристика парка этих машин неудовлетворительная: более чем у 70% этих машин срок эксплуатации превышает пять лет.
Низкий технический уровень лесозаготовительного производства, который находит отражение в реальных показателях производительности лесной техники, слабом обновлении основных промышленно-производственных фондов и их высоком износе, в значительной мере обусловлен тем, что цены на лесозаготовительную технику многократно повысились. У лесозаготовительных предприятий из-за отсутствия средств нет возможности приобретать новые машины и оборудование.
Проблему повышения технического уровня отечественных лесных машин, лесовозных автомобилей усугубляет и то, что в условиях либерализации внешнеэкономической деятельности и самостоятельности лесопромышленных предприятий возрастает поток импортной техники на российский рынок. В этой связи можно подчеркнуть, что ориентация на импортную технику не отвечает стратегическим направлениям развития лесопромышленного комплекса в целом и лесозаготовительной промышленности в частности, что подтверждается Стратегией развития лесного машиностроения Российской Федерации на период до 2020 года, ориентированной на восстановление и инновационное развитие лесного машиностроения, способного обеспечить производителей продукции лесного комплекса конкурентоспособными российскими машинами и оборудованием в оптимальных объемах.
По прогнозам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) и Комитета по лесоматериалам Европейской экономической комиссии ООН, в первой половине XXI века спрос на лесные товары возрастет. Учитывая ограниченные лесосырьевые возможности большинства стран Европы, представляется необходимым обеспечить развитие лесозаготовительной промышленности, увеличить объемы заготовки и вывозки древесины как минимум в два раза, сделать приоритетным развитие глубокой химической и химико-механической переработки древесины внутри России. Эти меры позволят увеличить до 3-5% долю лесопромышленного комплекса в общем объеме ВВП, а количество рабочих мест в ЛПК - до 2 млн. Решение таких задач возможно только при условии высокого технического уровня производства и динамичной инновационной деятельности.
Сейчас наблюдается тенденция к совершенствованию систем машин и технологических процессов лесосечных работ, обеспечивающих эффективное природо- и ресурсосбережение. Многообразие вариантов технологических процессов лесосечных работ требует их оценки в конкретных природно-производственных условиях с учетом влияния техники на лесную среду.
Многолетние исследования лесовосстановительных процессов в разных природно-производственных условиях показали, что машинные лесозаготовки негативно влияют на лесную среду. Это особенно заметно, когда на смену устаревшей технике приходят новые, мощные машины. Конечно, они обеспечивают повышение производительности труда, но их использование приводит к существенному изменению технологии работ, усилению воздействия на лесную среду и во многих случаях - к росту затрат на лесовосстановление.
Причем применение одних и тех же машин в разных лесорастительных условиях влечет за собой разные последствия. Большое значение для последующего лесовосстановления имеет и сезон лесозаготовок.
То есть выбор парка лесных машин необходимо осуществлять с учетом природно-производственных особенностей каждого предприятия и экологической обстановки в том районе, где будут вестись лесозаготовки. Одной из главных причин недостаточно эффективного использования техники является необоснованность ее закупок предприятиями.
Как отмечает генеральный директор ООО «ГНЦ ЛПК ТЭ» Валерий Суханов, обнищание и развал предприятий лесозаготовительной промышленности страны на множество мелких осколков в процессе становления рыночной экономики привели к тому, что мелким предприятиям ничего другого не оставалось, как перейти на примитивную технологию заготовки древесины с использованием бензиномоторных пил и трелевочных тракторов с тросо-чокерным оборудованием. Запас тракторов, оставшихся с советских времен, позволял этим предприятиям долгое время не покупать новые тракторы, ремонтировать старые, собирать одну машину из частей и узлов двух. Сокращение спроса на новую трелевочную технику привело к сокращению ее производства и деградации лесного машиностроения. Из-за потери квалифицированных кадров и стареющего станочного парка машиностроительные заводы не могут производить качественную продукцию, это привело к вытеснению отечественной техники импортной, часто бывшей в употреблении.
В последние годы в России наблюдается приход в лесопромышленный комплекс большого числа бизнесменов, не знающих истории развития лесозаготовительных технологий и не имеющих лесного образования. Этим людям сложно разобраться в том, какая технология наиболее эффективна для данных природно-производственных условий. Не имея опыта в машинных технологиях, не учитывая особенности древостоя и несущей способности почвогрунтов, не обосновав экономическую целесообразность лесозаготовок, они полагаются на разрекламированную зарубежную технику и решаются освоить сортиментную технологию. Привлекательность машинной заготовки сортиментов по скандинавской технологии состоит в том, что в технологическом процессе участвуют две машины: харвестер и форвардер. Кроме того, часто отпадает необходимость в нижнем складе. Погрузчики заменяются автомобилями, оборудованными манипуляторами.
Indexator. Ротаторы для лесозаготовительной техники
Mobil Oil. Масла для лесозаготовительной техники,
грузовиков, погрузчиков и другой техники
Scania. Лесовозы и грузовые машины
Shell. Масла
Но, приобретая технику, новоиспеченные лесозаготовители очень часто не учитывают следующие моменты:
- существенный дефицит квалифицированных операторов харвестеров, форвардеров, водителей лесовозов, умеющих управлять гидроманипулятором для погрузки и разгрузки, часто не позволяет использовать мощности этих машин сполна (в две смены по 11 часов), что требуется для их экономически эффективной эксплуатации;
- далеко не все фирмы - производители машин могут обеспечить оперативное и качественное сервисное обслуживание машин с учетом масштабов России, что часто приводит к длительным простоям машин в ожидании запчастей, расходных материалов и т. п.;
- эксплуатационные леса европейских стран, США и Канады, как правило, своевременно пройдены рубками ухода и из-за полного освоения расчетной лесосеки почти лишены перестойных лесов. В спелых лесах рубке подвергаются деревья примерно одинакового размера и качества. При освоении таких лесов с помощью харвестеров и форвардеров достигают наиболее высоких показателей. Что касается российских лесов, следует отметить, что при освоении расчетной лесосеки на протяжении десятков лет на уровне 20-30% приходится эксплуатировать перестойные леса, в которых не проводились какие-либо рубки ухода, в результате чего доля перестойных деревьев на лесосеке достигает 20% от общего числа деревьев на делянках, а по объему древесины на перестойные деревья приходится 30% от расчетной лесосеки. Перестойные деревья с крупными сучьями не могут быть обработаны харвестерами, типоразмер которых выбирается исходя из размеров основной массы деревьев. Это очень существенно сокращает производительность харвестеров и требует привлечения вальщиков с бензиномоторными пилами.
Вследствие влияния вышеперечисленных факторов, а также частых проблем, возникающих при работе зарубежной техники на слабых почвогрунтах и в условиях сильных морозов, эксплуатация закупленных машин дает совсем не такие результаты, какие были обещаны производителями и поставщиками зарубежных лесных машин в рекламных материалах.
Направления развития техники и технологии лесозаготовок в мире отличаются большим разнообразием.
Множество технических и технологических решений в области лесозаготовок объясняется разными производственными условиями; ограничениями природного и законодательного характера; сложившимися традициями ведения лесозаготовок; определенной приспособленностью предприятий к конкурентному рынку техники и установившейся системе ее обслуживания и ремонта; поиском наиболее эффективных технических средств и рядом других причин.
При выработке единой технической политики в рамках Стратегии развития лесного машиностроения Российской Федерации на период до 2020 года такое многообразие в пределах одной страны не может быть оправдано, поскольку ведет ко многим негативным явлениям - затрудняет унификацию комплектующих и расходных материалов, ремонт, обслуживание, обеспечение, управление, учет и организацию работ.
С другой стороны, не может быть одного технологического процесса, одного технического средства, которые могли бы в равной степени соответствовать различным природно-производственным условиям.
Согласно данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных наций (FAO), спрос на древесину и лесоматериалы на мировом рынке не падает. В странах с развитой лесной промышленностью под действием ряда хозяйственных, экологических и организационных факторов проявляется тенденция к сокращению периода оборота рубок.
Механизация рубок леса за рубежом развивается в направлении совершенствования и создания и нового ручного бензиномоторного инструмента, и новых одно- и многооперационных лесозаготовительных машин.
Различия в природных и социально-экономических факторах функционирования лесозаготовительных предприятий в разных странах мира обусловили разнообразие технологических процессов, типоразмеров машин и механизмов для лесозаготовок, однако явно выделяются три основных направления развития лесозаготовок.
1. Лесозаготовки с выполнением минимального числа операций на лесосеке - сплошные рубки с применением лесохозяйственных мероприятий для лесовосстановления.
Хлыстовая технология заготовки леса наиболее широко распространена в России, США и Канаде (на нее приходится около 80% всех лесозаготовок). Применяют в незначительных объемах еще два технологических процесса: с заготовкой сортиментов у пня, а также с заготовкой щепы из целых деревьев. Все процессы, как правило, машинизированы.
2. В европейских странах с высоким уровнем развития лесной промышленности, густой сетью дорог общего пользования и прямыми связями заготовителей с потребителем доминирует технология заготовки сортиментов у пня (Швеция - 90%, Финляндия - 98%).
Главные причины широкого использования этой технологии - значительный удельный вес рубок ухода в заготовках древесины, небольшой средний объем хлыста (до 0,4 м3), преобладание частных лесов и, как следствие, небольшие размеры лесосек, стесненные условия заготовки леса и недостаток места для складирования.
Основой полностью машинизированных систем для лесосечных работ являются харвестеры и процессоры (сучкорезно-раскряжевочные машины), в том числе со съемным оборудованием.
3. В западноевропейских странах, где ведутся строго ограниченные сплошные рубки и преобладают выборочные и комплексные рубки (на долю рубок ухода приходится около 45% общего объема заготовки леса), все виды рубок стремятся проводить с широким использованием различных лесозаготовительных машин по нескольким технологическим схемам: с применением ручного труда или с полной механизацией. Широко используются также канатные установки различных модификаций.
В настоящее время в Германии, Австрии, Португалии, Польше, Чехии, Сербии и Хорватии наряду с традиционными способами применяют экологически безвредные способы трелевки древесины, в том числе с использованием лошадей-тяжеловозов. Это связано со стремлением избежать уплотнения почвы и повреждения ее поверхности. Возврат к гужевой трелевке вполне оправдан и субсидируется правительствами этих стран, поскольку способствует сохранению лесной среды и эффективен при проведении рубок ухода.
Валентин МАКУЕВ, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой колесных
и гусеничных машин (КГМ) Московского государственного университета леса (МГУЛ)
Игорь ГРИГОРЬЕВ, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой технологии лесозаготовительных производств (ТЛЗП)
Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета имени С. М. Кирова (СПбГЛТУ)
Антонина НИКИФОРОВА, канд. техн. наук, доц. кафедры ТЛЗП СПбГЛТУ
Продолжение следует.
