ENSIHARVENNUSMÄNNIKÖIDEN HAKKUU KOKOPUINA KAHVAKEHIKOLLA VARUSTE TULLA MOOTTORISAHALLA

Transkriptio

1 OSATIHO Opastiosilta 8 B 000 HELSINKI Puhelin SELOSTE 9/976 ENSIHARVENNUSMÄNNIKÖIDEN HAKKUU KOKOPUINA KAHVAKEHIKOLLA VARUSTE TULLA MOOTTORISAHALLA Harri Rumpunen TIIVISTEIMÄ Kahvakehikolla varustettu moottorisaha soveltuu hyvin ensiharvennusmänniköiden kokopuina hakkuuseen Harvennushakkuussa päästään kahvakehikolla varustetulla sahalla samansuuruisiin tuotoksiin kuin tavallisella sahalla Puuston koon kasvaessa kabvakehikon käyttö näyttää tulevan edullisemmaksi Aikaisemman tutkimuksen mukaan tuotokset olivat myös avohakkuusaa työvälineiden kesken samansuuruisia Harvennushakkuussa tuotos jää rungon koon mukaan 0% pienemmäksi kuin samankokoisen puuston avohakkuusaa vastaavalla työmenetelmällä Hakkuun ajanmenekkiä ja tuotosta parhaiten kuvaavat metsikön tunnukset ovat paistettavien puiden tiheys ja läpimittaluokkajakauma

2 JOHDANTO Pienikokoisen puuston kokopuunkorjuussa kaato ja siihen liittyvä kasaus on miestyömenekiltään merkittävin työvaihe Kaadon koneellistamisrat- kaisut ovat tällä hetkellä vasta kokeiluasteella, ja käytännössä työ joudutaan nykyisin ja lähitulevaisuudessa tekemään miestyönä Miestyönä tehtävää hakkuuta on pyritty kehittämään uusia työmenetelmiä ja työvälineitä käyttäen Eräs tällainen ratkaisu on moottorisahan varustaminen kahvakehikolla taa kaatotyön Kehikon avulla on katsottu voitavan paran- ergonomiaa ja kohottaa työn tuottavuutta Tutkittu S Jaarasen ja K Rantapuun kehittämä kahvakehikko koostuu kahdesta teräskaaresta, jotka on kiinnitetty moottorisahan kädensijoihin Sahan hallintalaitteet on siirretty kaarien yläpäähän Tarkoituksena on vähentää kumartumista sahattaessa ja sahaan tartuttaessa muiden työvaiheiden jälkeen Käytetyt kahvakehikot ovat toistaiseksi kaikki koekap- paleita, joten yksityiskohtaiset rakennetiedot eivät ole vakiintuneita Tehty tutkimus liittyy osana ~~so-gutzeit yhteiseen pienpuunkorjuuprojektiin Osakeyhtiön ja Metsätehon Tutkimuksen tarkoitus oli selvittää hakkuun ajanmenekkiä ja tuotaksia käytettäessä kahvakehikolla varustettua sahaa männiköiden ensiharvennuksissa Tuloksia voidaan käyttää hyväksi työmenetelmien kehittämisessä sekä palkkaperusteiden määrittämisessä TUTKIMUSAINEISTOT Tutkittavana hakkuumenetelmänä oli rinnankorkeusläpimitaltaan yli cm:n puiden suunnattu kaato ja tyvien siirtely yhteen juontotaakoiksi koneellista kasausta varten Tutkimuskohde oli ensiharvennusmännikkö, J OSsa ajouraväli oli noin 0 m ja ajourien l eveys noin m Aineist oa kerättiin Enso-Gutze it Osakeyhtiön t yömaalla Ruokolahdella j oulukuussa 97 kolmen työpäivän a jalta Työntekij änä oli kahvakehi- kol la työskentelyyn hyvin perehtynyt yhtiön hakkuuneuvoj a

3 Tutkimus tehtiin aikatutkimuksena Tutkimuspalstojen puusto oli pysty- mitattu, ja aikatutkimuksen helpottamiseksi sekä tarkkuuden lisäämisen vuoksi poistettavien puiden läpimitat oli merkitty värileimoin pystymittauksen yhteydessä siten että luokka = 0 9 Läpimitat merkittiin cm:n luokitusta käyttäen, = 0 9 cm ja = 0+ cm, = = 90 9 cm, cm,- cm Tutkimuskohde oli jaettu neljään 0 m x 60 m:n palstaan Palstojen puus- totiedot on esitetty taulukossa TAULUKKO Tutkimusaineisto Palsta Puustotunnus Pl P ' P Keskimäärin P Jäävä puusto l - tiheys, n 00 n 00 n 00 n 00 n 00 kpl/ha Poistettava puusto Q runkopuun kuutiomäärä, m /ha runkopuun kuutiomäärä, m /puu keskiläpimitta, cm keskipituus, tiheys, kpl/ha m - läpimittaluokkajakauma, %runkoluvusta luokka "II "II TUTKIMUSTULOKSET Työn nopeuden vuoksi rungoittainen aikatutkimus pienikokoisen puuston hakkuussa on vaikeaa Tästä syystä ei eri työvaiheiden ajanmenekin

4 mittaamisessa voitu kestoltaan kaikkein lyhyimpiä työvaiheita eritellä Hakkuumiehen työ jaettiin tutkimuksessa seuraaviin työvaiheisiin Kaato, joka käsitti kaatosahauksen, puun nurin työntämisen ja pienimpen runkojen tyvien siirtämisen suurempien viereen -8 puun juontotaakoiksi sekä lyhyet (alle m:n) siirtymiset kaadetulta puulta seuraavalle Siirtyminen, joka käsitti hakkuumiehen pitemmät siirtymiset puulta toiselle sekä siirryttäessä tapahtuvan työn suunnittelun Kasaus ajourilta, joka käsitti tyvien siirtelystä selvästi eroavan kasaamisen, pääasiassa ajourien avaamiseksi, sekä kasauksen edellyttämän runkojen katkonnan VaLmistelevat työt käsittivät varusteiden järjestelyn, sahan käynnistämisen sekä huollon Keskeytykset Jokaisen työvaiheen osalta pyrittiin selvittämään ajanmenekin rppuvuus leimikon puustotunnuksista, ja tulokset on esitetty sen puustotunnuksen funktiona, jonka vaikutus työvaiheen ajanmenekkiin oli suurin Kaato Kaatovaiheen runkokohtaiseen ajanmenekkiin vaikutti selvimmin rungon koko Myös paistettavien puiden tiheydellä oli lievä vaikutus ajan- menekkiin, mutta sen selvittämiseksi tutkimusaineiston määrä ja vaihtelu eivät olleet riittäviä Myöskään jäävän puuston tiheyden vaikutusta e aineisto riitä selvittämään

5 Keski määräis i ä tutkimusolosuhtei ta vastaavat kaadon ajanmenekit olivat läpimittaluokittain: Läpimittaluokka Kaatovaiheen ajanmenekki, cmin/puu Siirtyminen Koska hakkuumiehen siirtymisistä kaadetulta puulta seuraavalle eroteltiin tähän työvaiheeseen vain pitemmät, noin m:n tai pitemmät siirtymiset, siirtymiskertojen määrä jäi alhaiseksi yksi siirtyminen kuutta puuta kohti Keskimäärin mitattiin Siirtymiskertojen määrä hehtaaria kohti riippui selvästi poistettavan puuston tiheydestä ja kasvoi tiheyden lisääntyessä Siirtymisen pituus kerralla vaihteli m:stä 0 m:iin; keskimääräinen siirtymismatka oli 8 m/kerta Siirtymismatka siirtymiskertaa kohti pieneni jonkin verran paistettavien puiden tiheyden kasvaessa Keskimääräinen siirtymisnopeus oli m/min Siirtymisen ajanmenekki hehtaaria kohti kasvoi poistuman tiheyden kasvaessa, mutta poistettavaa puuta kohti laskettuna se aleni seuraavasti Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha Hakkuumiehen siirtymisen ajanmenekki, cmin/puu

6 6 Kasaus ajourilta Kasausvaiheen ajanmenekistä noin / muodostui ajourilta poistettujen puiden kasauksesta ja / näiden runkojen katkonnasta den osuus kaikista poistetuista puista oli noin % Kasattujen puiosuus pieneni hieman hehtaarilta paistettavien puiden lukumäärän kasvaessa Kasattujen ja katkottujen puiden koon vaikutusta kasauksen ajanmenekkiin ei aineisto riittävästi selvitä, mutta puiden koon kasvu näyttää lisänneen jonkin verran katkonnan tarvetta ja siten ajanmenekkiä Paistettua puuta kohti laskettuna kasausvaiheen ajanmenekki pienenee paistettavien puiden tiheyden kasvaessa Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha Kasausvaiheen ajanmenekki, cmin/puu l l 00 l l 9 6 Valmistelevat työt Pääosa työvaiheen ajanmenekistä koostui moottorisahan tankkauksista ja muusta huollosta Noin kolmannes ajanmenekistä oli sahan käynnistyksiä ja varusteiden järjestelyä Ajanmenekki vaihteli tutkimuspalstoittain l9:stä cmin:iin/poistettu puu Keskimäärin se oli ccin/puu Poistetun puuston määrällä ja koolla ei ollut vaikutusta työvaiheen ajanmenekkiin Keskeytykset Keskeytykset olivat valtaosin hakkuumiehen lepoa tai ruokailua tysten osuus työmaa-ajasta oli tutkimuspalstoittain seuraava Keskey-

7 7 Keskeytysten osuus työmaa-ajasta, % Palsta P 8 P 7 Pl oo P Keskimäärin keskeytyksiä oli 88 %työmaa-ajasta Tähän verraten suu- reen osuuteen oli syynä lähinnä tutkimuspalstojen pieni koko Tuotos- laskelmissa keskeytysten osuutena on käytetty aikaisempien tutkimusten mukaisesti 0 %:a työmaa-ajasta Ajankäytön jakautuminen eri työvaiheisiin Taulukossa on esitetty koko tutkimusaineiston mukainen ajankäyttöjakauma tutkittuihin työvaiheisiin Keskimääräinen ajankäyttö TAULUKKO Työvaihe Työvaiheen osuus Ajankäyttö keski - tehollisesta työajasta määrin, cmin/ keskim,, palstoittainen poistettu puu % vaihtelu, % Siirtyminen 9 0 Kasaus ajourilta Valmistelevat työt Tehollinen työaika yhteensä Keskeytykset 0 Työmaa-aika yhteensä 8 Kaato Hakkuun ajanmenekki läpimittaluokittain Taulukossa on esitetty työmaa-ajanmenekit paistettua puuta kohti laskettuna, läpimittaluokittain eri tiheyksillä käytetty 0 %:a työmaa-ajasta Keskeytysten osuutena on

8 8 Puukohtai set t yömaa-ajanmenekit hakkuussa TAULUKKO Läpimittaluokka Paistettavien pui den tiheys, kpl/ha työmaa- a j anmenekki, cmin/puu Taulukon lukujen avulla vo i daan laskea hakkuun tuotos, kun leimikosta on esimerkiksi otannalla selvitetty paistettavien puiden runkoluku, niiden jakautuminen läpimittaluokkiin sekä läpimittaluokittaiset yksikkökuutiot Halumun tuotos Tutkimuksen tavoitteena oli pyrkiä selvittämään hakkuun tuotosta erilaisissa olosuhteissa, siten että olosuhteita kuvaavia tunnuksia olisi mahdollisimman vähän, mutta ne kuitenkin riittävästi selittäisivät tuotosvaihtelua Tulosten analysoinoissa on katsottu paistettavien puiden tiheyden sekä läpimittaluokkajakauman selittävän ajanmenekkiä verraten hyvin Tuotesten laskemiseksi tarvitaan lisäksi kuutiomääräisiä tietoja Kuutiomäärätietojen selvittäminen leimikoittain aiheuttaa lisätyötä ja kustannuksia Tämän vuoksi on taulukkoon laskettu tutkimusaineiston läpimittaluokittaiset yksikkökuutiot, joita voidaan käyttää leimikon poistettavan puuston ollessa kohteen kanssa rakenteeltaan samantyyppistä tutkimus- Yksikkökuutiolla tarkoitetaan tässä yhteydessä luokan kaikkien puiden kuutiosisältöä jaettuna luokan puiden määrällä Tämän vuoksi läpimittaluokan yksikkökuutio riippuu runkolukujakauman muodosta ja on eri tiheyksillä erilainen

9 9 TAULUKKO Läpimittaluokka Läpimittaluokkien keskimääräinen yksikkökuutio paistettavien puiden tiheyden mukaan Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha yksikkökuutio, m (runkopuuta)/poistettava puu Taulukkoon on laskettu taulukkojen (s 8) ja ajanmenekki- ja kuutiomäärälukujen avulla kutakin läpimittaluokkaa vastaava tuotos tiheysluokittain Leimikon tuotos voidaan laskea painottamalla taulukon tuotoslukuja läpimittaluokkien osuuksilla TAULUKKO Läpimittaluokka Hakkuun tuotos läpimittaluokittain paistettavien puiden tiheyden mukaan Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha tuotos, m (runkopuuta)/työmaatunti l Tulosten mukaan paistettavien puiden läpimittaluokkajakauma vaikuttaa siis huomattavasti hakkuun tuotokseen Tämä poistuman taan riippuu metsikön alkupuustosta ja harvennustavasta rakenne puolesvaihtelut voivat tässä suhteessa olla suuria, mikä vaikeuttaa tulosten soveltamista muihin pienpuustoihin kuin ensiharvennusmänniköihin Tutkimusaineis- ton mukaan paistettavien puiden tiheyden ollessa suuri runkolukujakauma

10 0 on jyrkästi laskeva ja pienimp~~n läpimittaluokkiin painottuva Tihey- den laskiessa jakauma muuttuu yksihuippuiseksi, enemmän normaalijakaumaa muistuttavaksi Aineistossa keskimääräistä noin 600 kpl:n/ha tiheyttä vastaava huippu osuu läpimittaluokkaan eli 6 9 cm:n runkojen kohdalle Taulukossa 6 on esitetty tutkimusaineiston mukaiset runkolukujakaumat paistettaville puille eri tiheyksillä ja kuvassa on esitetty niiden mukaan laskettu hakkuun tuotos Tuotaksia tarkasteltaessa käy hyvin ilmi, että poistuman rakenteen vaikutus on suuri Vaikka paistettavien puiden tiheyden kasvu on tuotosta nostava tekijä, tuotokset ovat k~van mukaan suurilla tiheyksillä pienempiä, koska paistettavien puiden koko on huomattavasti pienentynyt tiheyden kasvaessa TAULUKKO 6 Poistuman rakenne tutkimusaineiston perusteella eri tiheyksillä Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha Läpimittaluokka l Yhteensä osuus runkoluvusta, % lo l i 000 Koko tutkimusaineiston keskimääräisten olosuhteiden (taulukko l, s ) mukaan laskettu hakkuun tuotos oli 8 m runkopuuta työmaatunnissa Tulosten vertailu Tutkimusaineiston määrän valinnassa päähuomio kiinnitettiin kahvakehikolla varustetulla sahalla tehtävän hakkuutyön rakenteen selvittämiseen Tästä syystä aineisto on suhteellisen pieni käytettäväksi eri työmene- telmien ja hakkuutapojen välisiin vertailuihin Kuvissa ja (s ) tutki- muksen tuloksia on verrattu Metsätehon selosteissa 0/97 ja /97 esitettyihin tuloksiin

11 Suhteellinen tuotos V 80 n - i ' L( ' i Paistettavien puiden tiheys, kpl/ha Keskim kuutiosisältö, m/ poistett puu Kuva Hakkuun suhteellinen tuotos paistettavien puiden eri tiheyksillä, tutkimusaineiston mukaisilla runkolukusar joilla laskettuna (tuotos tiheydellä 70 kpl/ha = 00) Suhteellinen tuotos ::: : :c~:r::i:::::p < : :! ~ 8 j -- t ~ j t - -- : ~ 6 ; --t J 0 0 r - r r t - lorr :-----j>"'<: , t T - - -~ - t~,i- : : : : '~!_ 6; = Ensiharvennusmännikkö, tavallinen saha, ei runkojen katkontaa (Seloste /97) = Ensiharvennusmännikkö, = Jätepuulepikko, tavallinen saha, kaikki yli 7 m rungot katkottu (Seloste /97) = Jätepuulepikko, avohakkuu, tavallinen saha (Seloste 0/97) avohakkuu, tavallinen saha, ei siirtelyä, ei katkontaa (Seloste 0/97) :_::,: ::::::: t : r t r "--ft = Ensiharvennusmännikkö, kahvakehikkosaha 7' h o Paistettavien puiden keskiläpimitta~ cm Kuva Paistettavien puiden keskiläpimitan vaikutus hakkuun tuotokseen (tiheys 000 poistettavaa puuta/ha)

12 Suhteellinen tuotos l r ~-- - l = Ensiharvennusmännikkö, kahvakehikkosaha 80 li:\ : ~,::l = Ensiharvennusmännikkö, tavallinen saha, ei runkojen katkontaa (Seloste /97) 60 = Ensiharvennusmännikkö, tavallinen saha, kaikki yli 7 m rungot katkottu (Seloste /97) ~ Ji f : : ~ ~ : ~/~~//z:t~~i ~ ~ i / : / / 0 ~ 0 l: 0,r V ' --- : : ' : Paistettavien puiden tiheys l 00 kpl/ha!: t t:l ---~-:; --~: l J i ' ll Paistettavien puiden tiheys 000 kpl/ha Paistettavan puun läpimitta, cm Kuva Paistettavan puun koen vaikutus hakkuun tuotokseen (tiheydet l 00 ja 000 poistettavaa puuta/ha) Kuvan perusteella voidaan todeta tuotoksen kahvakehikkoa käytettäessä olevan harvennusolosuhteissa 70 % verrattuna vastaavan kokoisen puuston avohakkuuseen tavallisella sahalla Selosteen 0/97 mukaan tavallinen ja kahvakehikolla varustettu saha olivat avohakkuussa tuotoksiltaan lähes samanarvoisia Kun verrataan tavallista ja kahvakehikkosahaa harvennusolosuhteissa (käyrät l, ja ), ei johtopäätöksiä voi tehdä samalla varmuudella, koska tutkimuksissa oli eroja työvälineen lisäksi työmenetelmän, työntekijän ja varsinkin metsikkörakenteen osalta Selosteen /97 tut- kimuskohde oli taimikkovaiheessa perattu kylvömännikkö, jossa puut olivat huomattavasti nyt tutkitun kohteen puita oksakkaampia, mikä seikka vakeutti kaatoaja kasausta Kahvakehikkoa käytettäessä voidaan kuitenkin päätellä saavutettavan vähintään sama tuotos kuin tavallisella moottorisahalla, ja poistettavan puuston koen kasvaessa kehikon käytöllä päästään suhteellisesti parempiin tuotoksiin Tätä tukee kuvassa esitetty rungon koen vaikutus hakkuun tuotokseen vastaavien tutkimusten osalta