Substantiation of Technological Processes and Machinery Systems for Logging Operations
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-88-105Keywords:
logging, forest machines, low-valued wood, forestry, machinery system, logging efficiency, forest exploitation, timber processingAbstract
The work analyses the forest raw material resources of the Far Eastern Federal District. Corresponding to the conclusions, it is made an evaluation of a promising technology and systems of machinery for logging. It shows the significance of logging development for the rational exploitation of forest resources and the economic progress of the Far Eastern Federal District. It is performed an analysis of different technological procedures for timber harvesting. The study gives a mathematical model for the evaluation of forestry companies by economic efficiency, regarding the resolution “The Strategy for the Development of the Forest Complex of the Russian Federation Until 2030”. The examination of the region’s forest resources reveals that, currently, in coniferous forests, up to 60 % of industrial wood is available from the total volume of timber for harvesting. However, the sawlog of 1–2 classes contains only 30–35 % of this volume. Within the framework of the research conducted in the developed cutting areas are established territorial-technological plots, in which logging residues are produced and collected. In these plots, the types and the volumes of the abandoned wood are determined. It is estimated that approximately 40–50 % of the annual volume of the timber released for logging is left as a trunk lowvalue timber and forest residues at cutting areas and loading points. The article gives a proposal fоr the automation systems and technologies for harvesting in mixed stands with low-valued wood class, which allow to increase the degree of usable wood, reduce risks from littering and provide in the future various regional forestry companies with row materials. The represented mathematical model on determination of economic efficiency and cost-effectiveness of technological process allows to make rational decisions on the implementation of bucking program of forestry company.
For citation: Ryabukhin P.B., Kunitskaya O.A., Grigoreva O.I. Substantiation of Technological Processes and Machinery Systems for Logging Operations. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2023, no. 2, pp. 88–105. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2023-2-88-105
Downloads
References
Абузов А.В., Григорьев И.В. Конструктивные особенности канатных лесотранспортных систем на мягких пневматических опорах // Лесотехн. журн. 2020. Т. 10, № 1(37). С. 86–95. Abuzov A.V., Grigorev I.V. Design Features of Cable Forestry Systems on Soft Pneumatic Supports. Lesotekhnicheskiy zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2020, vol. 10, no. 1(37), pp. 86–95. (In Russ.). https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2020.1/9
Воронов Р.В., Марков О.Б., Григорьев И.В., Давтян А.Б. Математическая модель модульного принципа подбора системы машин для создания и эксплуатации лесных плантаций // Изв. вузов. Лесн. журн. 2019. № 5. С. 125–134. Voronov R.V., Markov O.B., Grigorev I.V., Davtyan A.B. Mathematical Model of the Modular Approach for Selection of a System of Machines for Creation and Operation of Forest Plantations. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2019, no. 5, pp. 125–134. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2019.5.125
Григорьев Г.В., Дмитриева И.Н., Григорьев И.В., Каляшов В.А., Рудов С.Е., Иванов В.А. Проблемы и перспективы лесозаготовительного производства в условиях районов распространения вечной мерзлоты // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 3(51). С. 59–67. Grigorev G.V., Dmitriyeva I.N., Grigorev I.V., Kalyashov V.A., Rudov S.E., Ivanov V.A. Problems and Prospects of Logging Production in Permafrost Distribution Areas. Sistemy. Metody. Tekhnologii = Systems. Methods. Technologies, 2021, no. 3(51), pp. 59–67. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2021-3-59-67
Григорьев И.В. Комментарии к стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года // Бюл. Ассоц. ЛЕСТЕХ. 2021. № 3(5). С. 38–48. Grigorev I.V. Comments on the Russian Federation Forestry Development Strategy Until 2030. Byulleten’ Assotsiatsii “LESTEKH”, 2021, no. 3(5), pp. 38–48. (In Russ.).
Григорьев И.В., Винокуров С.Л. Сравнение вариантов систем машин для малообъемных лесозаготовок // Вестн. АГАТУ. 2021. № 3(3). С. 51–62. Grigorev I.V., Vinokurov S.L. Comparison of Machine System Options for Low-Volume Logging. Vestnik AGATU, 2021, no. 3(3), pp. 51–62. (In Russ.).
Григорьев И.В., Григорьев М.Ф., Степанова Д.И. Перспективы модульных систем машин для лесозаготовительного производства в Якутии // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2017. Т. 5, № 9(35). С. 74–77. Grigorev I.V., Grigorev M.F., Stepanova D.I. Perspectives for Modular Machine Systems in the Logging Industry of Yakutia. Aktual’nyye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika = Actual Directions of Scientific Researches of the XXI Century: Theory and Practice, 2017, vol. 5, no. 9(35), pp. 74–77. (In Russ.).
Григорьев И.В., Зорин М.В., Григорьев Г.В., Рудов С.Е., Швецова В.В., Калита Г.А. Анализ способов укрепления временных транспортных путей для трелевки и вывозки древесины // Деревообраб. пром-сть. 2021. № 2. С. 10–29. Grigorev I.V., Zorin M.V., Grigorev G.V., Rudov S.E., Shvetsova V.V., Kalita G.A. Analysis of Ways to Strengthen Temporary Transport Routes for Skidding and Hauling Timber. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ = Woodworking Industry, 2021, no. 2. pp. 10–29. (In Russ.).
Григорьев И.В., Петров М.Е. Дополнительные технические опции для повышения безопасности, надежности и энергоэффективности лесных машин // Вестн. АГАТУ. 2021. № 3(3). С. 73–81. Grigorev I.V., Petrov M.E. Additional Technical Options to Improve Safety, Reliability, and Energy Efficiency of Forestry Machines. Vestnik AGATU, 2021, no. 3(3), pp. 73–81. (In Russ.).
Григорьев И.В., Пудова Т.М., Винокуров С.Л. Перевозка лесоматериалов по железной дороге // Потенциал науки и образования: современные исследования в области агрономии, землеустройства, лесного хозяйства: сб. материалов науч.-практ. конф., 20 марта 2019 г. / редкол.: В.В. Устинова, М.В. Слепцова. Якутск: СВФУ, 2019. С. 5–9. Grigorev I.V., Pudova T.M., Vinokurov S.L. Transport of Timber by Rail. Potential of Science and Education: Modern Research in Agronomy, Land Management, Forestry. Proceedings of the Scientific-Practical Conference, 20 March 2019. Yakutsk, SVFU Publ., 2019, pp. 5–9. (In Russ.).
Григорьев И.В., Рудов С.Е., Каляшов В.А. Транспортно-технологические комплексы на базе лесных машин и самоходных лебедок для проведения рубок леса на склонах // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Междунар. науч.-техн. конф., 15 апр. 2021 г. / отв. ред. Н.С. Захаров. Тюмень: ТИУ, 2021. С. 59–62. Grigorev I.V., Rudov S.E., Kalyashov V.A. Transport- Technological Complexes Based on Forest Machines and Automatic-Tensioning Winches for Logging on Slopes. Transport and Transport-Technological Systems: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference, 15 April 2021. Tyumen, 2021, pp. 59–62. (In Russ.).
Марков О.Б., Воронов Р.В., Давтян А.Б., Григорьев И.В., Калита Г.А. Математическая модель выбора системы машин для создания и эксплуатации лесных плантаций // Деревообраб. пром-сть. 2021. № 1. С. 16–26. Markov O.B., Voronov R.V., Davtyan A.B., Grigorev I.V., Kalita G.A. Mathematical Model for Selection a System of Machinery for Creation and Maintenance of Forest Plantations. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ = Woodworking Industry, 2021, no. 1, pp. 16–26. (In Russ.).
Морковина С.С. Экономический анализ применения инновационных технологий в лесном хозяйстве страны // ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. 2018. Т. 15, № 11. С. 27–34. Morkovina S.S. Economic Analysis for Application Innovative Technologies in the Country’s Forestry. FES: Finansy. Ekonomika. Strategiya = FES: Finance. Economy. Strategy, 2018, vol. 15, no. 11, pp. 27–34. (In Russ.).
Морковина С.С., Кожемякин Д.Ю. Формирование инструментария саморегулирования деятельности в лесном хозяйстве // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2018. Т. 6, № 7(43). С. 363–367. Morkovina S.S., Kozhemyakin D.Yu. Formation of Self-Regulatory Instrumentation for Activities in Forestry Section. Aktual’nyye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika = Actual Directions of Scientific Researches of the XXI Century: Theory and Practice, 2018, vol. 6, no. 7(43), pp. 363–367. (In Russ.).
Морковина С.С., Нетребская О.А., Манмарева В.В. Рисковые факторы государственного управления и их оценка в лесном хозяйстве России // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2021. Т. 9, № 2(53). С. 76–91. Morkovina S.S., Netrebskaya O.A., Manmareva V.V. Risk Factors of Public Administration and Their Assessment in Forestry in Russia. Aktual’nyye napravleniya nauchnykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika = Actual Directions of Scientific Researches of the XXI Century: Theory and Practice, 2021, vol. 9, no. 2(53), pp. 76–91. (In Russ.). https://doi.org/10.34220/2308-8877-2021-9-2-76-91
Морковина С.С., Рубцова А.И. Анализ инвестиционной привлекательности предприятий холдингового типа // Общество и экономическая мысль в XXI в.: пути развития и инновации: материалы IХ Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 65-летнему Юбилею филиала, 31 марта 2021 г. / редкол.: А.М. Сысоев и др. Воронеж: Науч. книга, 2021. С. 140–144. Morkovina S.S., Rubtsova A.I. Analysis of Investment Attractiveness of Holding Companies. Society and Economical Thought in XXI Century: Ways of Development and Innovations. Proceedings of 9th International Scientific-Practical Conference devoted to the 65th anniversary of the Plekhanov Russian University of Economics in Voronezh. Voronezh, Nauchaya kniga Publ., 2021, pp. 140–144. (In Russ.).
Нетребская О.А., Морковина С.С. Системные риски в лесном хозяйстве России: от идентификации к превентивному управлению // Современные подходы к трансформации концепций государственного регулирования и управления в социально-экономических системах: сб. науч. тр. X Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. Году науки и технологий в Российской Федерации,18–25 февр. 2021 г. Курск: Фин. ун-т при Правительстве Российской Федерации, Курский фил., 2021. С. 485–489. Netrebskaya O.A., Morkovina S.S. Systematical Risks in Russian Forestry: From Identification to Preventive Management. Modern Approaches to Transformation of Concepts for State Regulation and Management in Socio-Economic Systems: Proceedings of the 10th International Scientific-Practical Conference devoted to the Year of Science and Technology in the Russian Federation, 18–25 February 2021. Kursk, FinU Publ., 2021, pp. 485–489. (In Russ.).
Родионов В.Е., Дербин М.В., Удальцов В.Н., Савенков Д.А., Серёдкина В.С., Григорьев И.В. Установка для исследования усилия бесстружечного резания упакованных отходов лесозаготовок криволинейными режущими кромками // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 2(38). С. 100–104. Rodionov V.E., Derbin M.V., Udaltsov V.N., Savenkov D.A., Seredkina V.S., Grigorev I.V. Installation for Studying the Force of Chipless Cutting of Packed Logging Waste with Curved Cutting Edges. Sistemy. Metody. Tekhnologii = Systems. Methods. Technologies, 2018, no. 2(38), pp. 100–104. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2018-2-100-104
Рудов С.Е., Григорьев И.В. Пути повышения эффективности работы систем машин для сортиментной заготовки древесины // Повышение эффективности лесного комплекса: материалы VII Всерос. нац. науч.-практ. конф. с междунар. участием Петрозаводск: ПетрГУ, 2021. С. 168–169. Rudov S.E., Grigorev I.V. Ways to Improve the Efficiency of Timber Sorting Machine Systems. Increasing the Efficiency of the Forest Complex: Proceedings of the 7th All-Russian National Scientific and Practical Conference with International Attendance. Petrozavodsk, PetrGU Publ., 2021, pp. 168–169. (In Russ.).
Рудов С.Е., Григорьев И.В., Григорьева О.И., Григорьев М.Ф., Григорьева А.И. Эффективность лесопользования в криолитозоне // Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе: материалы Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж: Воронеж. ГАУ, 2020. С. 460–463. Rudov S.E., Grigorev I.V., Grigoreva O.I., Grigorev M.F., Grigoreva A.I. Efficiency of Forest Management in Cryolitic Zone. Energy Efficiency and Energy Saving in Modern Production and Society: Proceedings of the International Scientific-Practical Conference. Voronezh, Voronezhskiy GAU Publ., 2020, pp. 460–463. (In Russ.).
Рябухин П.Б., Абузов А.В. Технологии и оборудование для проведения рубок лесных насаждений. Хабаровск: ТОГУ, 2017. 244 с. Ryabukhin P.B., Abuzov A.V. Technology and Equipment for Forest Logging. Khabarovsk, TOGU Publ., 2017. 244 p. (In Russ.).
Тамби А.А., Григорьев И.В., Давтян А.Б., Помигуев А.В., Калита О.Н., Григорьев В.И. Технологическая интеграция лесопромышленных предприятий // Деревообраб. пром-сть. 2021. № 1. С. 26–37. Tambi A.A., Grigorev I.V., Davtyan A.B., Pomiguyev A.V., Kalita O.N., Grigorev V.I.Technological Integration of Timber Enterprises. Derevoobrabatyvayushchaya promyshlennost’ = Woodworking Industry, 2021, no. 1, pp. 26–37. (In Russ.).
Тамби А.А., Морковина С.С., Григорьев И.В., Григорьев В.И. Развитие циркулярной экономики в России: рынок биотоплива // Лесотехн. журн. 2019. Т. 9, № 4(36). С. 173–185. Tambi A.A., Morkovina S.S., Grigorev I.V., Grigorev V.I. Development of Circular Economy in Russia: Biofuel Market. Lesotekhnicheskiy zhurnal = Forestry Engineering Journal, 2019, vol. 9, no. 4(36), pp. 173–185. (In Russ.). https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2019.4/19
Dobretsov R., Grigorev I., Tikhonov E., Mikheev A., Khakhina A., Storodubtseva T., Shiryaev S., Burgonutdinov A. Impulse Control Technology for Improving Steering Control Systems of the Tracked Vehicles. International Review of Automatic Control (IREACO), 2021, vol. 14, no. 3, pp. 172–178. https://doi.org/10.15866/ireaco.v14i3.20858
Grigorev I., Shadrin A., Katkov S., Borisov V., Druzyanova V., Gnatovskaya I., Diev R., Kaznacheeva N., Levushkin D., Akinin D. Improving the Quality of Sorting Wood Chips by Scanning and Machine Vision Technology. Journal of Forest Science, 2021, vol. 67, no. 5, pp. 212–218. https://doi.org/10.17221/10/2020-JFS
Grigorev I., Shadrin A., Katkov S., Borisov V., Druzyanova V., Gnatovskaya I., Diev R., Kaznacheeva N., Levushkin D., Akinin D. Russian Sawmill Modernization (a Case Study). Part 2: Improving the Efficiency of Wood Chipping Operations. International Wood Products Journal, 2021, vol.12, iss. 2, pp. 1–7. https://doi.org/10.1080/20426445.2020.1871276
Grigorev I., Shadrin A., Voronova A., Kostyukevich N., Levushkin D., Borisov V., Diev R. Improving the Efficiency of Wood Chipping Operations. INAMTEH – Agricultural Engineering, 2020, vol. 61, no. 2, pp. 217–224. https://doi.org/10.35633/inmateh-61-24
Ivanova A.V., Morkovina S.S., Kolesnichenko E.A., Matveev S.M. Management of Reforestation Processes Using Innovative Technologies. Vision 2020: Sustainable Economic Development and Application of Innovation Management from Regional Expansion to Global Growth. Proceedings of the 32nd International Business Information Management Association Conference (IBIMA), Spain, Seville, 15–16 November 2018. IBIMA Publ., 2018, pp. 1817–1823.
Kharchenko N.N., Morkovina S.S., Kapitonov D.Y., Lisova O.S. Forest Ecosystem Services in the System of Sustainable Forest Use of Sparsely Forested Regions of Russia. Journal of Engineering and Applied Sciences, 2018, vol. 13, no. 10, pp. 3567–3572.
Kozlov V.G., Skrypnikov A.V., Sushkov S.I., Kruchinin I.N., Grigorev I.V., Nikiforov A.A., Pilnik Y.N., Teppoev A.V., Lavrov M., Timokhova O.M. Enhancing Quality of Road Pavements Through Adhesion Improvement. Journal of the Balkan Tribological Association, 2019, vol. 25, no. 3, pp. 678–694.
Morkovina S.S., Panyavina E.A., Rezanov V.K., Sukhova V.E. Function Value Analysis in Forestry Practice. Vision 2020: Sustainable Economic Development and Application of Innovation Management from Regional Expansion to Global Growth. Proceedings of the 32nd International Business Information Management Association Conference, IBIMA. (Spain, Seville, 15–16 November 2018). IBIMA Publ., 2018, pp. 4419–4425.
Laakkonen A., Hujala T., Pykäläinen J. Integrating Intangible Resources Enables Creating New Types of Forest Services – Developing Forest Leasing Value Network in Finland. Forest Policy and Economics, 2019, vol. 99, pp. 157–168. https://doi.org/10.1016/j.forpol.2018.07.003
Naumov V., Angelstam P., Elbakidze M. Barriers and Bridges for Intensified Wood Production in Russia: Insights from the Environmental History of a Regional Logging Frontier. Forest Policy and Economics, 2016, vol. 66, pp. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.forpol.2016.02.001
Young J.L., Duinker P.N. Canada’s National Forest Strategies: A Comparative Analysis. Forestry Chronicle, 1998, vol. 74, no. 5, pp. 683–693. https://doi.org/10.5558/tfc74683-5
Zasada J.S. Natural Regeneration of Interior Alaska Forest. Seed, Seedbed, and Vegetative Reproduction Consideration. Fire in the Northern Environment: A Symposium. USA, Portland, 1971, pp. 231–246.
