Расчет ресурсной базы деревообрабатывающего предприятия

Анализ более 20 крупных инвестиционных проектов показал, что только в 39% случаев расчет деловой древесины проводился не только по породам и категориям крупности древесины, но и по сортиментам. В 33% проектов рассчитывалась только ликвидная древесина по группам древесных пород, а в 28% проектов к этому показателю добавлялись сведения о категориях крупности деловой древесины. Несмотря на то что эта информация зачастую основывается на устаревших данных лесоустройства, она все же дает представление о наличии лесосырьевых ресурсов для планируемого предприятия. Однако, чтобы исключить риски по сырью, нужно на начальном этапе проанализировать качество лесных ресурсов с учетом проектируемой номенклатуры продукции.

Древесные стволы в древостое по толщине распределяются по условным единицам – ступеням толщины. «Населенность» каждой из ступеней толщины того или иного насаждения зависит от возраста древостоя, его производительности, полноты и выражается в виде кривой Гаусса-Лапласа. С возрастом завершается отпад деревьев из низших (тонкомерных) ступеней и происходит накопление стволов в крупномерных ступенях толщины. Такие древостои отличаются повышенным выходом деловой древесины, а в случае березы – фанерного кряжа. Изучение строения древостоев по ступеням толщины позволит распределить эксплуатационный фонд отдельного древостоя и всей совокупности по ступеням толщины, а также определить экономически рентабельный (минимальный) диаметр рубки деревьев с целью получения фанерного кряжа.

В Нефтеюганском лесничестве Ханты-Мансийского автономного округа – Югры амплитуда колебания средних диаметров древостоев составляет 16–32 см. Зеленомошно-ягодные и зеленомошно-мелкотравные типы леса занимают 93% площади березняков, наиболее производительных и преобладающих классов бонитета. II и III классы бонитета занимают 63% площади, на долю насаждений IV класса бонитета приходится 30% древостоев. Для проведения исследований о наличии необходимых лесных ресурсов для проектируемого на территории лесничества фанерного комбината и времени, за которое этот ресурс может быть использован, древостои с такими таксационными характеристиками подбирались методом случайной выборки среди насаждений трех возрастных групп: 70–90 лет, 95–120 лет, свыше 125 лет. Всего было подобрано 100 древостоев, для которых выполнялся одинаковый комплекс работ.

Таксационная характеристика уточнялась в случае, если насаждение при последнем лесоустройстве входило в зону, где его таксационная характеристика была получена методом актуализации таксационных параметров с учетом возрастных изменений древостоев за прошедший ревизионный период и аналитического дешифрирования материалов ДЗЗ. После этого подбирались и срубались по три учетных дерева в каждом насаждении из числа тонких, средних и самых крупных ступеней толщины. На срубленных деревьях измерялся и определялся возраст дерева, а при наличии гнили – возраст до зоны поражения; диаметр гнили и высота распространения; диаметры ствола по высоте 1/3, 1/4, 1/2 и 3/4 от высоты; диаметр ложного ядра и характер его распространения; проводилась рациональная раскряжевка учетного дерева, ориентированная на максимально возможный выход фанерного кряжа с учетом пороков древесины согласно ГОСТ 9462-88 и размерности каждого сортимента с оценкой сорта и крупности. Во время обработки этих измерений определялись объемы каждого из сортиментов, выход деловой древесины, фанерного кряжа и дров, а также объем «карандаша» – участка центральной части сортимента за пределами зоны доступности механизмов, применяемых для лущения (6–7 см толщины).Всего было срублено и обмерено 299 учетных деревьев в следующих ступенях толщины (таблица 1).

Таблица 1: Характер распределения учетных деревьев по ступеням толщины

Полученные данные учетных деревьев в пределах ступеней толщины группировались по показателю среднего диаметра древостоя. Каждая из групп обрабатывалась по ряду статистических величин: среднего коэффициента изменчивости (и его ошибки), точности опыта, коэффициента корреляции (степени связи той или иной величины между собой). Эксплуатационные древостои березы отличаются наличием ложного ядра – внутренней (центральной) части ствола (и крупных сучьев) с темно-бурой окраской различных оттенков. Только 2% от обследованных учетных деревьев березы не имели ложного ядра. Средний размер ложного ядра по данным статистической обработки 299 учетных деревьев, составляет 10,1 см (±3,6 см), но при этом не зависит от таксационной характеристики древостоев и возраста учетных деревьев (таблица 2). Значимой связь оказалась только с размером ствола по диаметру (R = 0,571).

Таблица 2: Корреляционная зависимость размеров ложного ядра от таксационных признаков древостоя и дерева

В березовых древостоях лесосырьевой базы проектируемого фанерного комбината наиболее распространены пороки: ядровая гниль, трещины, сучки и кривизна. Факторы, влияющие на размерные показатели гнилей, отсутствуют. Относительно тесная связь отмечается только с толщиной деревьев (+0,528). Подтверждается связь гнили с размерами ложного ядра (R = +0,504). Характер роста гнили в высоту не носит определенной зависимости. Трещины имеют 8% стволов, это в основном деревья диаметра 20–24 см. Количество трещин в насаждениях низких и средних ступеней толщины незначительно и составляет 7,5%. Число трещин в древостоях с диаметром 28 см увеличивается до 23,8%. Аналогичная зависимость просматривается и внутри древостоев, где трещины обнаружены в ступенях толщины 32–36 см. Глубина трещин достигает 5–10 см, что свидетельствует об их морозобойном характере, образовании, которое произошло, скорее всего, в молодые годы.

В среднем было учтено 4,3 ± 3,9 табачных сучьев, но размеры их не превышают 4 см толщины и на выход фанерного кряжа не влияют. Остальные виды сучков остались за пределами 16-сантиметрового верхнего отруба фанерного кряжа, и в среднем число их не превышает 1,4 (± 1,9) шт. Кривизна решающего значения на выход фанерного кряжа не оказывает, так как число стволов с этим пороком не превышает 4%, а предлагаемые градации по длине позволяют устранять его путем рациональной раскряжевки ствола. Согласно результатам исследования, выход деловой древесины оказался высоким – 84,4% (± 4%), что соответствует I классу товарности. Это идет вразрез с материалами массовой таксации, определившей средний класс товарности II.3, то есть на класс ниже.

Таблица 3: Выход деловой древесины в зависимости от среднего диаметра древостоя, %

Фанерный кряж, или лесоматериал для лущения, представлен ассортиментом круглых лесоматериалов различной длины (1,3; 1,6; 1,91; 2,23; 2,54 м и кратные им) с диаметром в верхнем отрубе 16 и 18 см без коры. Учитывая целевое назначение спелых и перестойных березовых насаждений, сортиментация стволов проводилась с ориентацией на максимальный выход этого сортимента путем рациональной раскряжевки от комля к вершине с учетом пороков. Выход фанерного кряжа от деловой древесины, как целевого сортимента, в среднем по насаждениям составил 62,6% (± 15,1%). При изготовлении лущеного шпона, который является основой фанерного производства, остаются отходы в виде «карандаша» диаметром 6–7 см. Объем «карандаша» составляет 12,7% (±2,6%) от объема фанерного кряжа. Прослеживается четкая зависимость объема «карандаша» от размеров дерева: объем «карандаша» с 16–17% для стволов с диаметром в 16 см снижается до 7–8% для стволов толщиной 32–36 см. Это подтверждается и высокими показателями коэффициента корреляции.

Удельный вес насаждений (по запасу) со средним диаметром древостоя свыше 24 см в спелых и перестойных березняках проектируемого фанерного комбината достигает 64%, тем не менее только 42,3% из них имеют крупную древесину. Это стволы древостоя с диаметром не менее 28 см, что и подтверждается высоким значением коэффициента корреляции выхода крупной древесины (R = +0,823).

Таблица 4: Выход фанерного кряжа от деловой древесины, %

Несмотря на то что показатель наличия крупной древесины в ступенях толщины с диаметром свыше 28 см составляет 24–54%, в объеме фанерного кряжа удельный вес ее невысок – 11% при высокой изменчивости (175%). Все же фанерный кряж березовых древостоев представлен в основном (51,7%) древесиной среднего диаметра. Показатели деловой древесины от объема фанерного кряжа составят 17,5% крупной и 82,5% средней древесины. Поскольку фанерный кряж, как правило, сосредоточен в комлевой (нижней) части ствола, почти лишенной пороков, в частности табачных сучьев, наблюдается преобладание сортиментов 1-го сорта (51,8%). Если за 100% принять выход фанерного кряжа, то этот показатель возрастает до 82,7%. Здесь тоже отмечается значительное колебание этого показателя в пределах отдельных ступеней толщины и в древостоях в целом.

При существующем качественном состоянии спелых и перестойных насаждений с наличием экономически нецелесообразных для рубки древостоев с диаметром ниже 16 см эксплуатационный фонд березовых древостоев в регионе, где планируется запуск фанерного предприятия, составляет 21,95 млн м3 (с учетом состава древостоя). При проектируемой мощности фанерного комбината в 36 тыс. м3 широкоформатной фанеры в год, принятом соотношении 1:3 по выходу готовой продукции, потребуется ежегодно березового сырья 278,6 тыс. м3 (36 х 3 х 2,58). Исходя из корневого запаса эксплуатационного фонда березовых насаждений, проектируемый фанерный комбинат будет обеспечен сырьем на 80 лет. При этом расчетная лесосека по березе будет осваиваться на 37,2% ежегодно. Кроме того, реальная заготовка составит 22% от деловой древесины, а это 4085 тыс. м3 березового баланса, получаемого попутно при заготовке фанерного кряжа для переработки на целлюлозу. И это без вовлечения в эксплуатацию 2450,5 тыс. м3 корневого запаса березняков с диаметром ниже 16 см, которые могут быть использованы как сырье для целлюлозного производства. Учитывая возраст березовых древостоев, которые следует вырубить в ближайшие 20 лет, мощность фанерного завода можно утроить или поставлять сырье на ближайший другой фанерный комбинат.