Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về công nghệ khai thác và thiết bị bốc dỡ gỗ ở Việt Nam và trên thế giới Khai thác gỗ là quá trình biến đổi cây đứng thành sản phẩm. Rồi chuyển chúng từ rừng đến một địa điểm tiêu thụ nào đó. Đồng thời là cầu nối giữa tài nguyên rừng và công nghiệp sử dụng gỗ làm nguyên liệu như công nghiệp chế biến gỗ, công nghiệp sản xuất giấy, xây dựng.
Khai thác gỗ bao gồm hàng loạt các khâu công việc rất nặng nhọc, nguy hiểm. Do vậy, để cải thiện điều kiện làm việc và nâng cao năng suất lao động, người ta luôn tìm cách cải tiến công cụ và phương pháp làm việc, như đưa máy móc thiết bị vào trong khai thác rừng. Một thực tế là khi đưa máy móc vào khai thác rừng năng suất lao động sẽ tăng lên, giảm giá thành cải thiện được điều kiện làm việc của người lao động nhưng mặt khác sẽ gây ra nhiều tác động xấu đến đất rừng và các cây còn lại. Để lợi dụng tài nguyên rừng một cách lâu dài, bền vững thì việc cơ giới hoá các hoạt động khai thác rừng cần được thực hiện một cách có tổ chức theo một kế hoạch cụ thể, để giảm thiểu tối đa các tác động xấu đến môi trường rừng, đảm bảo các cây con có thể tồn tại và phát triển được.
Trên thế giới, rừng tự nhiên còn rất ít nhưng lại có ý nghĩa to lớn về mặt môi trường, bảo tồn. nên người ta hạn chế khai thác gỗ rừng tự nhiên. Vì vậy, đối tượng của khai thác gỗ hiện nay chủ yếu là gỗ rừng trồng. Trong khai thác gỗ rừng trồng người ta thường áp dụng các loại hình công nghệ sau[8]: - Công nghệ khai thác gỗ nguyên cây (full-tree method): cây gỗ sau khi hạ được giữ nguyên cành lá rồi được vận xuất ra bãi gỗ.
Tại bãi gỗ người ta mới tiến hành cắt cành, cắt khúc theo qui cách sản phẩm, bốc lên phương tiện và vận chuyển đến nơi tiêu thụ. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 - Công nhệ khai thác gỗ dài (tree-length method): cây gỗ sau khi hạ được cắt cành, ngọn tại nơi chặt hạ rồi được vận xuất ra bãi gỗ. Tại bãi gỗ chúng được cắt khúc theo qui cách sản phẩm, bốc lên phương tiện và vận chuyển đến nơi tiêu thụ. - Công nghệ khai thác gỗ ngắn (short wood method): toàn bộ các thao tác hạ cây cắt cành, ngọn và cắt khúc theo qui cách sản phẩm đều được thực hiện tại nơi chặt hạ.
Sau đó, các khúc gỗ được vận xuất đến bãi gỗ rồi bốc lên phương tiện vận chuyển về nơi tiêu thụ. Căn cứ vào điều kiện tự nhiên, điều kiện trang bị phương tiện, nhân công và yêu cầu về bảo vệ môi trường mà lựa chọn loại hình công nghệ khai thác phù hợp với tình hình thực tiễn. Tổng quan về công nghệ, thiết bị khai thác bốc dỡ gỗ ở một số nước trên thế giới Ở các nước phát triển trên thế giới, tay thuỷ lực (TTL) được ứng dụng rộng rãi trong các liên hợp máy (LHM) khai thác. Đặc biệt đối với các nước phát triển như Phần Lan, Thuỵ Điển, Nga… và các nước có tài nguyên rừng phong phú như Brazil, Tanzania, Ethiopia…, người ta đã thiết kế và chế tạo được nhiều loại TTL sử dụng trong khai thác gỗ làm việc tin cậy với năng suất cao và có thể vận dụng cho cả ba loại hình công nghệ khai thác gỗ nêu trên.
TTL có thể thực hiện được một số khâu công việc trong công nghệ khai thác gỗ. Tương ứng với mỗi loại hình công nghệ người ta có thể tạo ra các TTL có cấu tạo và chức năng phù hợp. Ngoài ra, người ta còn tạo ra các loại TTL có thể tham gia thực hiện một công việc cụ thể của tất cả các loại hình công nghệ. Trong công nghệ khai thác gỗ nguyên cây, cây gỗ có thể được hạ bằng cách cắt gốc.
Thông thường người ta dùng cưa xăng hạ cây bằng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 cách cắt gốc và sử dụng LHM vận xuất gồm TTL có trang bị ngoạm cỡ lớn lắp trên máy kéo để vận xuất gỗ từ nơi chặt hạ ra ngoài bãi gỗ.1: TTL trong công nghệ khai thác gỗ nguyên cây Trong công nghệ khai thác gỗ dài và gỗ ngắn, TTL được ứng dụng trong LHM chặt hạ - cắt khúc và LHM bốc dỡ - vận xuất. LHM chặt hạ - cắt khúc cấu tạo gồm TTL có trang bị ngoạm lắp trên máy kéo, ngoạm được trang bị bộ phận cắt để thực hiện việc hạ cây, cắt khúc và cắt cành, ngọn (hình 1. LHM bốc dỡ - vận xuất có cấu tạo gồm các bộ phận tương tự như TTL ở LHM chặt hạ - cắt khúc nhưng được trang bị rơ-moóc và ngoạm không được trang bị bộ phận cắt (hình 1. Ngoài ra, TTL của cả hai loại LHM trên còn có thể thực hiện việc bốc dỡ gỗ cho các phương tiện khác (Hình 1.2: TTL trong công nghệ khai thác gỗ dài và gỗ ngắn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
TTL trong LHM chặt hạ - cắt khúc thực hiện việc cắt cành ngọn b. TTL trong LHM chặt hạ - cắt khúc thực hiện việc cắt khúc c. TTL trong LHM bốc dỡ - vận xuất thực hiện việc bốc gỗ Trong các loại TTL thì TTL trong LHM bốc dỡ - vận xuất được sử dụng rộng rãi hơn cả vì có tính cơ động cao. Khi trang bị cho LHM này một rơ-moóc thì TTL dùng để tự bốc dỡ và vận xuất gỗ, khi không trang bị rơ-moóc thì TTL được dùng để bốc dỡ gỗ cho các phương tiện khác.
Vì vậy, LHM có trang bị TTL loại này có thể sử dụng cho cả ba loại hình công nghệ khai thác gỗ. Ở Brazil người ta áp dụng cả ba loại hình nêu trên trong việc khai thác gỗ rừng trồng. Loại hình khai thác gỗ gắn được áp dụng chủ yếu trong khai thác rừng bạch đàn. Để tăng năng suất, giảm giá thành trong khâu chặt hạ người ta tổ chức nhóm làm việc hai người: Một người hạ cây và cắt khúc bằng cưa xăng, người còn lại dùng búa để chặt cành.Việc tập trung gỗ từ nơi chặt hạ về các bãi gỗ nhỏ ven đường hoặc kho gỗ được thực hiện bằng máy kéo bánh hơi lâm nghiệp hoặc máy kéo bánh hơi nông nghiệp được trang bị thêm rơ moóc, tay thuỷ lực để bốc và chở gỗ.
Loại hình khai thác gỗ dài, việc hạ cành, cắt cành ngọn được thực hiện ở nơi chặt hạ bằng việc sử dụng cưa xích, sau đó các thân cây được kéo tập trung về kho gỗ hoặc các bãi gỗ nhỏ ven đường bằng máy kéo nông nghiệp có trang bị thêm TTL. Còn loại hình khai thác gỗ nguyên cây, là sau khi các cây được hạ bằng các máy hạ cây chuyên dùng chúng được kéo về kho gỗ cùng với cả cành và tán bằng máy kéo vận xuất chuyên dùng theo phương pháp nửa lết. Đến bãi gỗ, các cây này được tiếp tục kéo qua cổng chặt cành, tại đây nhờ các kết cấu cắt hợp lý, các cành nhánh được cắt ra khỏi thân cây. Sau đó bó gỗ đã sạch cành nhánh tiếp tục được chuyển đến vị trí cắt khúc.
Việc cắt khúc ở bãi gỗ được thực hiện bằng cưa xích. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Việc vận chuyển gỗ từ các bãi gỗ đến nơi tiêu thụ ở Brazil được thực hiện chủ yếu bằng xe vận tải chuyên dùng theo nhiều dạng khác nhau như: Xe tải không rơ moóc, xe tải sơ mi rơ moóc, xe tải kéo theo một hoặc hai rơ moóc. Còn việc bốc dỡ trên các kho gỗ hầu như được cơ giới hoá bằng các cần trục thuỷ lực cố định. Tổng quan về phương pháp bốc dỡ gỗ ở Việt Nam - Phương pháp bốc dỡ gỗ thủ công Cây gỗ sau khi được chặt hạ được bốc trực tiếp lên các phương tiện vận chuyển bằng chính sức lực của người công nhân.
Ở một số nơi địa hình phức tạp hơn thì gỗ sau khi được khai thác sẽ được cắt khúc ngay tại địa điểm khai thác hoặc được đưa đến bãi gỗ tạm thời rồi mới được cắt khúc. Sau khi cắt khúc gỗ được xếp thành đống ngay bên đường vận chuyển. Gỗ khúc được bốc lên rơmooc cũng bằng sức lực của người công nhân, thường thì cứ hai người công nhân bốc một khúc gỗ (Hình 1.3: Phương pháp bốc gỗ thủ công Ưu điểm: Thực hiện đơn giản, không cần đầu tư trang thiết bị máy móc Nhược điểm: Năng suất bốc gỗ thấp, cần nhiều công nhân, tốn sức lực, gây nguy hiểm. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 - Phương pháp bốc hầm Khi bốc gỗ theo phương pháp này thì ôtô hoặc máy kéo được tiến vào hầm.
Khi xe đã vào vị trí ổn định thì người công nhân dùng đòn bẩy để đẩy khúc gỗ vào thùng xe hoặc rơmooc vận chuyển.4: Phương pháp bốc hầm Ưu điểm: Thực hiện đơn giản, năng suất tương đối cao. Nhược điểm: Chỉ áp dụng được ở mùa khô, lực va đập giữa khúc gỗ và rơmooc, thùng xe lớn. - Phương pháp bốc dỡ gỗ bằng tời cáp Bốc dỡ bằng tời cáp có thể được thực hiện theo phương pháp bốc ngang hoặc bốc dọc tuỳ thuộc vào điều kiện địa hình, loại gỗ. Trên một số loại máy kéo cỡ lớn thường có trang bị thêm thiết bị tời cáp để thực hiện bốc dỡ gỗ.
Trong phương pháp bốc dọc trên máy kéo thường được bố trí một tời, một cần trục chữ A, đối với loại xe tải cần trục chữ A có thể được bố trí ngay sau thành trước của thùng phía sau buồng lái, tời được dẫn động bằng hệ thống ròng rọc dẫn hướng lắp phía trên một tay đòn. Quá trình bốc dỡ gỗ được thực hiện bằng hệ thống cáp dẫn động từ tời qua các ròng rọc dẫn hướng, một đầu của cáp được trang bị thêm móc để móc vào cây gỗ hoặc bó gỗ được buộc sẵn. Trống tời có thể được dẫn động bằng hệ thống thuỷ lực LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 hoặc bằng cơ có thể thực hiện quay theo hai chiều ngược nhau để quấn cáp hoặc nhả cáp. Để bốc gỗ trống tời hoạt động theo chiều quấn cáp.
Khi tời hoạt động gỗ sẽ được kéo về phía thùng xe. Khi gần tới thùng xe bó gỗ sẽ di chuyển theo trạng thái nửa lết sau đó một đầu bó gỗ sẽ được kéo lên máng kê và được kéo lên thùng xe.