Tổng quan về tình hình nghiên cứu lựa chọn cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng ở Việt Nam Đến nay, đã có một số công trình nghiên cứu về lựa chọn và sử dụng cưa xăng trong khai thác
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tổng quan về tình hình sử dụng cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1 Tổng quan về tình hình sử dụng cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng trên thế giới
Cưa xăng là công cụ quan trọng trong ngành khai thác gỗ, giúp thay thế các phương pháp chặt hạ thủ công kém hiệu quả, tốn sức và không an toàn như búa, rìu, dao tạ và cưa thủ công (T V Tưởng, 2018).
Cưa xăng là thiết bị phổ biến trong ngành chặt hạ gỗ, đặc biệt tại các nước đang phát triển (PrecedenceResearch, 2021) Thị trường cưa xăng đang có xu hướng tăng trưởng mạnh mẽ, dự kiến sẽ đạt khoảng 5.000 triệu USD vào năm 2030, tăng từ 1.500 triệu USD.
Hình 1.1 Dự đoán tình hình thị trường cưa xăng từ 2017 - 2030
Cưa xăng được sử dụng phổ biến trên hầu hết các châu lục, đặc biệt ở các nước đang phát triển, nơi mà việc chặt hạ gỗ chủ yếu được thực hiện bằng cưa xăng Một số quốc gia cũng đã áp dụng máy chặt hạ liên hợp để hỗ trợ trong quá trình này.
Hình 1.2 Thị trường cưa xăng trên thế giới năm 2020
Theo báo cáo của PrecedenceResearch (2021), các nước phát triển thường sử dụng máy chặt hạ liên hợp nhiều hơn cưa xăng Tuy nhiên, trong các khu rừng có độ dốc lớn và gỗ lớn, cưa xăng vẫn là công cụ phổ biến Chẳng hạn, tại CHLB Đức, mặc dù là một quốc gia phát triển, nhưng 40% lượng gỗ khai thác vẫn được chặt hạ bằng cưa xăng.
Như vậy trong tương lai, cưa xăng vẫn là công cụ được sử dụng phổ biến ở hầu hết các nước do tính cơ động và hiệu quả của nó
1.1.2 Tổng quan về tình hình sử dụng cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng ở Việt Nam
Cưa xăng hiện là công cụ chính để chặt hạ gỗ trong khai thác rừng trồng tại Việt Nam (T V Tưởng, 2018) Mặc dù một số khu vực đã thử nghiệm máy chặt hạ liên hợp, nhưng hiệu quả vẫn chưa cao do diện tích khai thác nhỏ, điều kiện không thuận lợi và chi phí đầu tư lớn, trong khi giá nhân công lại thấp Hiện tại, chưa có số liệu thống kê về số lượng cưa xăng đang sử dụng cũng như lượng cưa xăng nhập khẩu hàng năm vào Việt Nam Tuy nhiên, xu hướng sử dụng cưa xăng trong khai thác gỗ rừng trồng dự kiến sẽ gia tăng trong tương lai gần.
Tổng quan về tình hình nghiên cứu lựa chọn cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng trên thế giới và ở Việt Nam
gỗ rừng trồng trên thế giới và ở Việt Nam
1.2.1 Tổng quan về tình hình nghiên cứu lựa chọn cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng trên thế giới
Nguồn gốc của cưa xăng vẫn còn nhiều tranh cãi về thời điểm và nơi ra đời Theo Husqvarna (2019), thiết bị cưa xích đầu tiên được thiết kế bởi bác sĩ chỉnh hình người Đức, Bernhard Heine, vào năm nào đó.
Vào năm 1830, cưa xích được phát triển để phục vụ cho mục đích cưa cắt xương trong kỹ thuật chỉnh hình (Husqvarna, 2019) Những phiên bản cưa xích sau đó đã đặt nền móng cho các loại cưa xích hiện đại dùng để chặt hạ gỗ Đến đầu thế kỷ 20, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm nâng cao hiệu suất của cưa xích Năm 1905, Samuel J Bens nhận bằng sáng chế cho cưa xích điện đầu tiên mang tên “endless chain saw”, phục vụ cho việc khai thác gỗ lớn Năm 1926, Andreas Stihl được cấp bằng sáng chế cho cưa xích điện cắt gỗ đầu tiên, với trọng lượng 52 kg, và là mẫu cưa điện sản xuất hàng loạt đầu tiên Đến năm 1941, loại cưa này đã được binh lính mang sang Châu Âu Trước khi kết thúc Thế chiến II, tất cả các loại cưa xích đều có bánh xe di chuyển và cần hai người sử dụng, nhưng sau đó, cưa xăng đã trở nên nhẹ hơn nhờ vào sự phát triển của vật liệu nhôm và hợp kim nhẹ.
Vào năm 1959, hãng cưa Husqvarna đã thiết kế và chế tạo chiếc cưa xăng đầu tiên mang tên Husqvarna 90 Chiếc cưa này có hình dáng tương tự như những chiếc cưa hiện đại ngày nay và được trang bị ống xả mới, giúp giảm tiếng ồn xuống 100%.
Hình 1.3 Cưa xăng đầu tiên của hãng Husqvarna 90 được sản xuất năm 1959
Năm 1973, cưa xăng đã có bước tiến quan trọng với sự ra đời của phanh xích đầu tiên do hãng Husqvarna phát triển, giúp giảm thiểu tai nạn lao động khi sử dụng thiết bị này.
Hiện nay, trên thế giới có hàng chục hãng sản xuất cưa, với hàng triệu chiếc cưa xích được chế tạo và tiêu thụ mỗi năm Hãng cưa Homelite (Mỹ), được thành lập năm 1921, có công suất trên 1 triệu cưa mỗi năm Hãng cưa Mc.Culloch (Mỹ), thành lập năm 1946, có các trung tâm tại Canada, Brazil, Bỉ và Singapore, đã sản xuất nhiều mẫu cưa như MAC320.
Các hãng cưa nổi tiếng trên thế giới bao gồm Echo (Nhật Bản), thành lập năm 1984, với các mác cưa như CS-300, CS-400, CS-330T, CS-3450, CS-4400, CS-370-16C, CS-306-14, và CS-450-16 Hãng Husqvarna (Thụy Điển) cung cấp nhiều loại cưa như Husqvarna 317, 340, 350, 353, 365, 385XP, và 390XP Hãng Stihl (Đức) nổi bật với các mác cưa như MS170, MS180, MS220, MS360, MS381, và MS660 Cuối cùng, hãng Dolmar (Đức) sản xuất các mác cưa PS400, PS420, PS5000, PS5100, PS5100S, PS7335, và PS7900.
Khi nhắc đến máy cưa xích giá rẻ từ Trung Quốc, nhiều người thường liên tưởng đến hàng nhái Tuy nhiên, thực tế cho thấy thị trường nội địa Trung Quốc vẫn cung cấp những sản phẩm máy cưa xích chất lượng tốt với giá cả phải chăng Các mẫu máy như Bgas BGA5200CS, Ergen GS956 và YATO YT 84890 đáp ứng nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng.
1.2.2 Tổng quan về tình hình nghiên cứu lựa chọn cưa xăng trong chặt hạ gỗ rừng trồng ở Việt Nam Đến nay, đã có một số công trình nghiên cứu về lựa chọn và sử dụng cưa xăng trong khai thác rừng Nghiên cứu của Trần Văn Tưởng (2018) đã nghiên cứu đánh giá cưa xăng H 365 cho chặt hạ gỗ rừng trồng trên các độ dốc khác nhau Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng năng suất cưa xăng khi chặt hạ gỗ keo trồng thuần loài phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó có hai yếu tố chính là độ dốc địa hình và đường kính cây chặt Đối với địa hình có độ dốc lớn (52%) và đường kính cây chặt D1.3 đạt 13,5 cm thì năng suất giờ đạt 1,98 m 3 /h, trong khi địa hình bằng phẳng hơn với độ dốc 21% và đường kính D1.3 đạt 13.8 cm thì năng suất giờ đạt 2,73 m 3 /h Độ dốc địa hình và đường kính cây chặt cũng ảnh hưởng đến chi phí sử dụng cưa xăng Trong trường hợp địa hình có độ dốc lớn 52% và đường kính cây chặt D1.3 đạt 13,5 cm thì chi phí chặt hạ 48.720 đồng/m 3 , trong khi trường hợp có địa hình bằng phẳng hơn (21%) và đường kính cây lớn hơn (13,8 cm) thì chi phí chặt hạ giảm xuống chỉ còn 31.680 đồng/m 3 (T V Tưởng, 2018)
Nghiên cứu của Trần Văn Tưởng và Gero Becker (2013) đã chỉ ra rằng năng suất và chi phí sản xuất của cưa xăng khi khai thác gỗ rừng tự nhiên chịu ảnh hưởng lớn từ độ dốc địa hình Kết quả cho thấy rằng cùng một loại cưa xăng, năng suất và chi phí sản xuất thay đổi theo kích thước và sản lượng khai thác trên mỗi hecta.
Tác giả Nguyễn Thành Chung (2013) đã nghiên cứu và lựa chọn một số loại cưa xăng phù hợp cho việc chặt hạ gỗ rừng tự nhiên tại Công ty Lâm nghiệp Đắc Tô Kon Tum Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa đề cập đến cường độ lao động của người vận hành cưa xăng, cũng như phương pháp thu thập số liệu và tính toán năng suất chặt hạ chưa được thực hiện một cách hợp lý.
Đã có một số nghiên cứu về việc sử dụng cưa xăng trong việc chặt hạ gỗ tại Việt Nam Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu nào tập trung vào việc lựa chọn cưa xăng cho việc chặt hạ gỗ rừng trồng trên địa hình dốc.
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9 2.1 Mục tiêu nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là cưa xăng có công suất vừa và nhỏ, được sử dụng cho việc khai thác rừng trồng gỗ nhỏ với chu kỳ trồng và khai thác ngắn Việc lựa chọn cưa xăng và địa điểm khảo sát cần đảm bảo tính phù hợp và đại diện cho loại rừng trồng.
Cưa xăng có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí, bao gồm hãng sản xuất, dòng cưa và công suất Trong đó, phân loại theo công suất là phổ biến nhất Theo tiêu chí này, cưa xăng được chia thành ba loại, như được trình bày trong bảng 2.1 (Verani et al., 2008).
Bảng 2.1 Phân loại cưa xăng dùng trong chặt hạ gỗ Loại
Khối lượng không có xăng
Công suất của cưa tỷ lệ thuận với tốc độ cắt và tốc độ đẩy; tuy nhiên, khi công suất tăng, trọng lượng cưa cũng gia tăng, điều này có thể ảnh hưởng đến cường độ làm việc và sức khỏe của người vận hành.
2.2.1.2 Một số loại cưa xăng đang được sử dụng ở Việt Nam
Một số loại cưa xăng đang được áp dụng cho khai thác gỗ rừng trồng ở Việt Nam hiện nay gồm: a) Cưa xăng hãng Husqvarna của Thụy Điển
Dòng cưa xăng Husqvarna của Thụy Điển nổi bật với sức mạnh, độ bền và độ tin cậy cao, được ưa chuộng trên toàn thế giới, đặc biệt là tại Việt Nam cho các chuyên gia khai thác Tuy nhiên, giá thành cao của loại cưa này khiến nó không phải là lựa chọn phổ biến cho những người không làm nghề khai thác chuyên nghiệp Một số mẫu cưa xăng của hãng được sử dụng rộng rãi trong việc khai thác gỗ rừng trồng.
Cưa xăng Husqvarna 353 là lựa chọn lý tưởng cho những người khai thác gỗ chuyên nghiệp, với trọng lượng và công suất nhỏ, phù hợp cho rừng trồng gỗ nhỏ và địa hình phức tạp Sản phẩm này nổi bật với khả năng tiết kiệm nhiên liệu và chi phí đầu tư hợp lý Tuy nhiên, cưa xăng này vẫn chưa được phổ biến rộng rãi tại Việt Nam, dẫn đến số lượng sử dụng trong khai thác gỗ rừng trồng còn hạn chế.
Cưa xăng Husqvarna 365 là một loại cưa có công suất và trọng lượng trung bình, được đánh giá cao về khả năng tiết kiệm nhiên liệu và độ bền Sản phẩm này hiện đang được ưa chuộng trong khai thác gỗ rừng trồng tại Việt Nam, đặc biệt là ở các tỉnh miền Bắc Với sự phổ biến của nó, phụ tùng thay thế cho cưa Husqvarna 365 cũng dễ dàng tìm thấy trên thị trường Thông số kỹ thuật chi tiết của cưa được trình bày trong bảng 2.2.
Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật cơ bản của một số loại cưa Husqvarna
(không bản cưa, nhiên liệu, dầu bôi trơn) (kg)
Dung tích bình xăng (liter)
Dung tích bình dầu bôi trơn (liter)
Cưa xăng Husqvarna 372xp là loại cưa có công suất và trọng lượng lớn, phù hợp cho những người chặt hạ chuyên nghiệp Với công suất mạnh mẽ, cưa này giúp giảm thời gian cắt gỗ, nhưng nhược điểm là nặng, tốn nhiên liệu và có chi phí đầu tư cao, nên thường được sử dụng cho rừng trồng gỗ lớn Tại Việt Nam, loại cưa này từng được dùng để khai thác gỗ rừng tự nhiên, nhưng từ năm 2015, do hạn chế khai thác rừng tự nhiên, việc sử dụng cưa này đã giảm.
Hãng cưa Stihl, một thương hiệu nổi tiếng của Đức, được ưa chuộng trên toàn cầu và tại Việt Nam Các sản phẩm cưa Stihl, tương tự như cưa Husqvarna của Thụy Điển, nổi bật với lực cắt mạnh mẽ và khả năng chịu va đập, mang lại độ bền và độ tin cậy cao trong công việc Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho máy cưa Stihl khá cao, nên chủ yếu được sử dụng bởi những người khai thác gỗ chuyên nghiệp.
Cưa xăng Stihl MS 360, MS361 và MS362 là những dòng cưa có công suất và trọng lượng trung bình, tương tự như cưa Husqvarna 365, nhưng nhẹ hơn 0,4kg Thể tích bình xăng và bình dầu bôi trơn của chúng cũng nhỏ hơn, dẫn đến trọng lượng khi đổ đầy nhiên liệu và dầu bôi trơn thấp hơn so với cưa Husqvarna 365 Hiện nay, hai dòng cưa này được sử dụng phổ biến và là lựa chọn hàng đầu của những người khai thác gỗ chuyên nghiệp cho việc khai thác rừng trồng gỗ nhỏ tại Việt Nam, đặc biệt là ở các tỉnh phía Nam.
Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản của một số loại cưa Stihl
(không bản cưa, nhiên liệu, dầu bôi trơn) (kg)
Dung tích bình xăng (liter)
Dung tích bình dầu bôi trơn (liter)
Cưa xăng Stihl 381 và Stihl 382 có thông số kỹ thuật tương tự, nhưng Stihl 382 là phiên bản cải tiến với van giảm áp và trục khuỷu bằng vật liệu mới, tăng độ bền Bơm nhớt cũng được cải tiến để tối ưu khả năng bôi trơn Cả hai dòng cưa này đều thuộc loại cưa xăng công suất lớn, tương đương với cưa Husqvarna 372XP, phù hợp cho khai thác rừng trồng gỗ lớn.
Cưa xăng Echo của Nhật Bản có nhiều dòng sản phẩm đa dạng, từ các loại nhẹ như CS501P và CS525, đến các loại trung bình như CS590, CS600S, CS620P, và các loại có công suất lớn như CS7310P.
Bảng 2.4 Các thông số kỹ thuật cơ bản của một số loại cưa Stihl
(không bản cưa, nhiên liệu, dầu bôi trơn) (kg)
Dung tích bình xăng (liter)
Dung tích bình dầu bôi trơn (liter)
Cưa xăng Echo nổi bật với chất lượng tốt và độ tin cậy trong công việc, nhưng vẫn chưa được phổ biến rộng rãi tại Việt Nam Bên cạnh đó, cưa xăng từ một số hãng Trung Quốc cũng đang được xem xét.
Trung Quốc hiện có nhiều thương hiệu cưa xăng như Roman, Reload, Harvest, Oshima, Kavi, Tiger, Efco, Chiyoda, Katsu, và Mitsuyamar Các sản phẩm này nổi bật với giá thành thấp, chỉ khoảng 30% so với các thương hiệu nổi tiếng như Husqvarna, Stihl và Echo Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của cưa xăng Trung Quốc là chưa thuyết phục được người tiêu dùng Việt Nam về chất lượng và độ tin cậy Vì vậy, các loại cưa này thường được lựa chọn bởi những người chặt hạ khối lượng nhỏ và không làm việc trong lĩnh vực khai thác chuyên nghiệp.
2.2.1.3 Cấu tạo chung của cưa xăng Để đảm bảo độ tin cậy của kết quả khảo sát, cần nghiên cứu cấu tạo của cưa xăng để biết và khống chế ảnh hưởng đến số liệu thu thập được Cưa xăng được cấu tạo bởi các bộ phận chính sau: Động cơ, hệ thống truyền động, cơ cấu cắt gỗ, hệ thống khung tay cầm và hệ thống điều khiển, cơ cấu an toàn Đề tài chỉ đề cập đến các bộ phận của cưa xăng có ảnh hưởng đến số liệu thu thập gồm động cơ (trong đó chủ yếu đề cập đến hệ thống cung cấp nhiên liệu và hệ thống đánh lửa của động cơ), hệ thống bôi trơn và bộ phận công tác
Động cơ cưa xăng là loại động cơ hai kỳ sử dụng nhiên liệu xăng pha dầu nhớt với tỷ lệ 1:25 - 1:50 Nó bao gồm các cơ cấu như biên tay quay, phân phối khí, cung cấp nhiên liệu, làm mát, đánh lửa và bôi trơn.
Hình 2.1 Cacbuarato của cưa xăng a Vị trí các vít chỉnh trên vỏ máy; b Cacbuarato;
T Vít điều chỉnh chế độ không tải; H Vít điều chỉnh chạy ở chế độ có tải;
L Vít điều chỉnh chạy chế độ vòng quay thấp
Phạm vi nghiên cứu
Do thời gian nghiên cứu có hạn, bài viết chỉ tập trung vào một số loại cưa xăng của hãng Husqvarna đang phổ biến Đối tượng khảo sát là rừng trồng gỗ keo dưới 6 năm tuổi, nằm trên địa hình có độ dốc từ 20 đến 30 độ.
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Tổng quan phương pháp nghiên cứu Để lựa chọn được loại cưa xăng phù hợp cho khai thác gỗ rừng trồng, nghiên cứu cần lựa chọn các loại cưa xăng khác nhau của cùng một hãng sản xuất Khảo sát các loại cưa đã chọn chặt hạ rừng trồng có các đặc điểm và điều kiện mang tính đại diện cho rừng trồng ở Việt Nam để thu thập các số liệu tính toán các chỉ tiêu so sánh Để đánh giá các loại cưa xăng khác nhau cần phải lựa chọn các chỉ tiêu để đánh giá Một cưa xăng được lựa chọn cần phải đáp ứng các yêu cầu về hiệu quả công việc, chi phí hợp lý và an toàn cho người vận hành Đối với cưa xăng, các chỉ tiêu đáp ứng các yêu cầu trên gồm năng suất chặt hạ, chi phí sản xuất và các chỉ số về tim mạch (gồm huyết áp và nhịp tim)
2.4.2 Lựa chọn cưa xăng để khảo sát
Hiện nay, cưa xăng H365 của Thụy Điển đang được sử dụng phổ biến tại Việt Nam để chặt hạ gỗ rừng trồng Theo phân loại, H365 thuộc loại cưa có công suất trung bình Tuy nhiên, do gỗ rừng trồng ở Việt Nam chủ yếu có kích thước nhỏ, công suất cần thiết để chặt hạ có thể thấp hơn so với cưa xăng H365 Do đó, nghiên cứu lựa chọn cưa xăng phù hợp đã chọn hai loại cưa là Husqvarna 365 (H365) và Husqvarna 353 (H353) để phân tích Thông số kỹ thuật của hai loại cưa này được trình bày trong bảng 2.6.
Bảng 2.6 Các thông số kỹ thuật của cưa xăng H353 và H365
Các thông số kỹ thuật H353 H365
Thể tích xi lanh (cm 3 ) 51,7 65,1
Khối lượng không tính bản cửa và nhiên liệu (kg) 5,0 6,0
Chiều dài bản cưa (cm) 33 - 50 38 - 70
2.4.3 Lựa chọn địa điểm nghiên cứu Địa điểm nghiên cứu được lựa chọn cần phải mang tính đại diện cho hình thức khai thác gỗ rừng trồng hiện nay cũng như thuận lợi cho việc liên hệ và tiến hành thu thập số liệu Từ lý do trên, huyện Lương Sơn - tỉnh Hòa Bình được lựa chọn là địa điểm nghiên cứu do các hoạt động khai thác gỗ rừng trồng đang diễn ra và thuận lợi cho việc thu thập số liệu Khu rừng đang khai thác có điều kiện địa hình, loại rừng trồng và phương thức khai thác tương đối đại diện cho khai thác rừng trồng gỗ nhỏ trên địa hình dốc đang diễn ra ở các tỉnh Bắc Bộ của Việt Nam Địa điểm khai thác được chọn để nghiên cứu do Đội Lâm nghiệp Lương Sơn (trước đây là Lâm trường Lương Sơn) quản lý và sử dụng Đội lâm nghiệp Lương Sơn hiện nay thuộc Công ty Lâm nghiệp Hòa Bình, là một trong những chi nhánh của Tổng Công ty Lâm nghiệp Việt Nam
Khu vực khai thác nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10, chiếm 85% lượng mưa cả năm với lượng mưa bình quân 1.600 mm, và mùa khô từ tháng 11 đến tháng 3 với lượng mưa chỉ 200 mm Nhiệt độ trung bình là 25°C, với mức cao nhất đạt 39°C vào tháng 7 và thấp nhất là 5°C vào tháng 1 Vào đầu tháng 12/2020, thời tiết thuận lợi với nhiệt độ ban ngày từ 16 đến 23°C, do đó các hoạt động chặt hạ được bắt đầu sớm từ 7h00 đến 11h00 và chiều từ 13h30 đến 17h30.
Diện tích khai thác được thu thập từ 22 lô thuộc 7 khoảnh đã được phê duyệt trong Hồ sơ thiết kế khai thác ngày 26/10/2020 Các lô rừng này được trồng bằng nguồn vốn của Tổng Công ty Lâm nghiệp Việt Nam và do Đội Lâm nghiệp Lương Sơn thực hiện Hiện tại, các lô rừng đã đạt tuổi thành thục công nghệ, do đó cần tiến hành khai thác trắng toàn bộ để trồng rừng chu kỳ mới.
Lô khai thác có diện tích 3,8 ha, là rừng trồng keo tai tượng thuần loài từ năm 2013 với đường kính trung bình 15,3 cm Tổng trữ lượng tương đối thấp, đạt 88 m³/ha Địa hình có độ dốc trung bình 34%, áp dụng phương thức khai thác trắng và vận xuất bằng phương pháp lao xeo Thông tin chi tiết về lô khai thác được trình bày trong bảng 2.7.
Bảng 2.7 Các thông số đặc trưng của lô thí nghiệm
Thông tin địa điểm nghiên cứu Đơn vị đo Giá trị
Loại rừng - Trồng thuần loài
Loài cây - Keo tai tượng
Trữ lượng cây đứng m 3 /ha 88
Phương thức khai thác - Chặt trắng Đường kính trung bình cm 15,3
Chiều dài cắt khúc m 2 Độ dốc lớn nhất Độ dốc nhỏ nhất Độ dốc trung bình
Lựa chọn các chỉ tiêu đánh giá
Để chọn loại cưa xăng phù hợp, cần phân tích và đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như năng suất chặt hạ, chi phí sản xuất, cùng với các chỉ số tim mạch như nhịp tim và huyết áp.
2.5.1 Khái niệm năng suất và phương pháp xác định năng suất chặt hạ a Khái niệm và các loại năng suất
Năng suất nói chung là chỉ tiêu xác định khối lượng công việc hoàn thành được trong một đơn vị thời gian
* Các loại năng suất trong chặt hạ
Năng suất được phân loại theo nhiều cách, bao gồm năng suất lý thuyết và năng suất thực tế Năng suất lý thuyết do nhà sản xuất đưa ra dựa trên tính toán lý thuyết, trong khi năng suất thực tế được xác định trong điều kiện sản xuất cụ thể Theo đơn vị thời gian, năng suất được phân loại thành năng suất giờ và năng suất ca Năng suất giờ là năng suất cho một giờ làm việc hiệu quả, trong khi năng suất ca bao gồm cả thời gian nghỉ giữa giờ và thời gian nghỉ.
Năng suất chặt hạ nói chung được xác định theo công thức sau:
T là thời gian làm việc trong 1 ca, (h);
là hệ số sử dụng thời gian, = 0,7 ÷ 0,8;
M là thể tích trung bình của cây gỗ, (m 3 );
Tck là thời gian một chu kỳ làm việc (s)
Khi chặt hạ, Tck là thời gian hạ đổ, cắt cành, cắt khúc một cây gỗ và được xác định bằng công thức:
Trong quá trình hạ cây, có nhiều khoảng thời gian quan trọng cần lưu ý: t1 là thời gian chuẩn bị hạ cây (s), t2 là thời gian hạ đổ cây (s), t3 là thời gian chặt cành xong một cây gỗ (s), t4 là thời gian đo và đánh dấu vị trí cắt khúc (s), t5 là thời gian cưa xong một khúc (s), t6 là thời gian di chuyển từ các mạch cắt khúc (s), n là số khúc cần cắt trên một cây gỗ, và t7 là thời gian chuyển từ cây nọ sang cây kia (s).
Nghiên cứu này áp dụng công thức tính năng suất chặt hạ để xác định năng suất chặt hạ thực tế của cưa, với các thông số được xác định hoàn toàn bằng thực nghiệm theo phương pháp nghiên cứu thời gian Chu kỳ chặt hạ được đơn giản hóa nhằm đáp ứng mục tiêu nghiên cứu và thuận lợi cho việc thu thập số liệu Năng suất chặt hạ được xác định dựa trên năng suất giờ làm việc hiệu quả Để xác định năng suất thực tế, trước tiên cần xác định chu kỳ chặt hạ và các khái niệm thời gian liên quan Chu kỳ chặt hạ trong nghiên cứu này được định nghĩa là thời gian từ khi người chặt hạ bắt đầu đi đến cây cần chặt, thực hiện công tác chuẩn bị, hạ cây và cắt gáy cho đến khi cây bắt đầu nghiêng để đổ Thành phần thời gian và phương pháp xác định sẽ được trình bày ở phần sau.
Các thành phần thời gian trong một ca chặt hạ được phân loại theo nghiên cứu của Bjửrheden et al (1995) và T V Tưởng (2018) Tổng thời gian của một ca được chia thành thời gian làm việc và thời gian không làm việc Thời gian làm việc bao gồm thời gian làm việc hiệu quả và thời gian trễ Thời gian trễ lại được chia thành hai loại: thời gian trễ có thể tránh được, như thời gian chờ đợi các khâu trước và thời gian sửa máy, và thời gian trễ không thể tránh được, bao gồm thời gian dũa cưa xăng và thời gian đổ xăng, dầu bôi trơn.
Hình 2.9 Các thành phần thời gian của một ca chặt hạ
Thời gian làm việc hiệu quả trong việc chặt cây bao gồm các giai đoạn như di chuyển đến vị trí chặt, chuẩn bị hạ cây (chọn hướng đổ, phát dọn xung quanh, và chuẩn bị đường tránh), mở miệng, cắt gáy, cắt cành và cắt khúc.
Trong nghiên cứu này, năng suất được xác định theo giờ thay vì theo ca, với chu kỳ lặp lại là thời gian chặt hạ từng cây một Thời gian đi về và thời gian ăn trưa không được tính vào năng suất Thời gian làm việc hiệu quả bao gồm thời gian di chuyển, chuẩn bị hạ cây, mở miệng, cắt gáy, cắt cành và cắt khúc Các thành phần thời gian này được minh họa trong hình 2.10.
Thời gian không làm việc
Thời gian đi và về
Thời gian nghỉ giữa giờ
Thời gian làm việc hiệu quả
Thời gian gián đoạn có thể tránh được
Thời gian gián đoạn không thể tránh được
Để thu thập dữ liệu về thời gian cho các thao tác chặt hạ gỗ, cần xác định rõ thời điểm bắt đầu và kết thúc của các thành phần thời gian làm việc hiệu quả, như đã trình bày trong Bảng 2.8.
Bảng 2.8 Định nghĩa thành phần thời gian cho các thao tác chặt hạ
Thành phần thời gian Định nghĩa
Thời gian di chuyển và chuẩn bị hạ cây (t1) t1
Quá trình chặt hạ bắt đầu khi người chặt hạ di chuyển đến cây cần chặt Nó kết thúc ngay sau khi người chặt hạ cúi lưng để đưa bản cưa vào vị trí thao tác mạch mở miệng.
Thời gian mở miệng và cắt gáy (t2) t2
Bắt đầu ngay khi vừa kết thúc thành phần thời gian (t1) và kết thúc khi cây đổ và tiếp đất
Thời gian cắt cành và cắt khúc (t3) t3
Bắt đầu khi vừa kết thúc thành phần thời gian (t2) và kết thúc khi người chặt hạ bắt đầu di chuyển sang cây chặt hạ tiếp theo
Thời gian không làm việc
Thời gian nghỉ giữa giờ
Thời gian làm việc hiệu quả
Thời gian gián đoạn có thể tránh được
Thời gian gián đoạn không thể tránh được
Thời gian di chuyển và chuẩn bị
Thời gian mở miệng và cắt gáy
Thời gian cắt cành và cắt khúc
2.5.2 Khái niệm và phương pháp xác định chi phí sản xuất Đến nay, một số công trình mô tả các phương pháp khác nhau để xác định chi phí sản xuất của các thiết bị đã được công bố như FAO (1978), Miyata
Các phương pháp tính toán chi phí sản xuất trong khai thác gỗ có sự khác biệt về cách tính khấu hao thiết bị và chi phí nhân công, do chính sách quản lý và thực tế sản xuất khác nhau Một số phương pháp sử dụng đơn vị thời gian theo ca hoặc giờ hoạt động của động cơ, trong khi các phương pháp khác lại dựa vào giờ làm việc hiệu quả của thiết bị hoặc công nhân Bài báo này chủ yếu áp dụng phương pháp của Miyata (1980) kết hợp với Brinker et al (2002) để tính chi phí sản xuất theo đơn vị sản phẩm, cụ thể là chi phí cho mỗi mét khối gỗ khai thác được Đối với thiết bị vận chuyển gỗ, chi phí sản xuất thường được tính theo quãng đường di chuyển, với đơn vị là đồng/m³.km, nhằm so sánh hiệu quả kinh tế giữa các thiết bị Khi tính toán tổng chi phí cho việc khai thác 1 m³ gỗ từ cây đứng trong rừng đến nơi tiêu thụ, có thể quy đổi chi phí sản xuất của khâu vận chuyển về chi phí theo ca để thuận tiện cho việc tính toán.
Để xác định chi phí sản xuất theo đơn vị sản phẩm hoàn thành, trước tiên cần tính toán chi phí theo ca của thiết bị Chi phí sản xuất của một thiết bị bao gồm chi phí máy móc (MC), chi phí nhân công (LC) và chi phí quản lý (AC), được tính theo công thức cụ thể.
PC = MC + LC + AC, đồng/ca Trong đó:
PC = chi phí sản xuất của thiết bị, đồng/ca;
MC = chi phí máy móc, đồng/ca;
LC = chi phí nhân công, đồng/ca;
AC = chi phí quản lý, đồng/ca
* Chi phí máy móc (MC)
Chi phí máy móc được xác định dựa trên quá trình sử dụng thiết bị, bao gồm tất cả các chi phí từ đầu tư, sở hữu đến chi phí vận hành Chi phí này được phân thành hai nhóm: chi phí cố định và chi phí không cố định, và được tính toán theo công thức cụ thể.
MC = FC + VC, đồng/ca Trong đó:
MC = chi phí máy móc, đồng/ca;
FC = chi phí cố định, đồng/ca;
VC = chi phí biến đổi, đồng/ca
Chi phí máy móc được tính theo đơn vị ca (đồng/ca) Những bộ phận có thời gian sử dụng ngắn như xích cưa của cưa xăng và lốp của thiết bị vận chuyển không được tính vào chi phí cố định, mà được phân loại là chi phí biến đổi.
* Chi phí cố định (FC)
Chi phí cố định là khoản chi phí không thay đổi theo thời gian hoạt động của máy móc Nó không bị ảnh hưởng bởi khối lượng công việc hoàn thành hay việc thiết bị khai thác gỗ có hoạt động hay không.
Phương pháp đo đếm, thu thập và xử lý số liệu
2.6.1 Phương pháp đo đếm thu thập số liệu xác định năng suất cưa xăng Để xác định thời gian thực hiện các thao tác, nghiên cứu sử dụng đồng hồ bấm giây Casino HS 30-W, kết hợp với sử dụng máy quay phim Sony
HDR-PJ675E đảm bảo độ chính xác cho các số liệu thu thập Đường kính khúc gỗ được xác định bằng thước kẹp Haglửf Mantax 80, trong khi chiều dài khúc gỗ được đo bằng thước dây.
Hình 2.11 Đồng hồ bấm giây Casino HS 30-W
Hình 2.12 Máy quay phim Sony HDR-PJ675E
Hỡnh 2.13 Thước kẹp kớnh Haglửf Mantax 80
Trước mỗi ca làm việc, xích cưa xăng được dũa sắc bởi người chặt hạ Quá trình thu thập số liệu có sự tham gia của ba người: người thứ nhất đo tim mạch, bấm giờ và ghi chép; người thứ hai đo kích thước gỗ và mức tiêu thụ nhiên liệu; người thứ ba quay phim và hỗ trợ khi cần Ngay sau khi cây được hạ, việc cắt cành và cắt khúc diễn ra, với người thứ hai luôn đồng hành để đo đường kính và chiều dài các khúc gỗ cho người thứ nhất ghi chép.
2.6.2 Phương pháp đo và thu thập số liệu tính toán chi phí sản xuất
Chi phí nhiên liệu và dầu bôi trơn là một phần quan trọng trong tổng chi phí chặt hạ bằng cưa xăng Để xác định thể tích nhiên liệu và dầu bôi trơn cho mỗi ca làm việc, cần đo trực tiếp bằng dụng cụ định lượng trước và sau ca làm việc Dầu bôi trơn cho động cơ hai kỳ được pha vào xăng với tỷ lệ 4%, đảm bảo đủ lượng cho cả ca Trước khi bắt đầu, bình xăng và bình dầu bôi trơn của cưa xăng cần được kiểm tra, và nếu còn xăng và dầu, chúng sẽ được hút hết ra khỏi bình.
Các số liệu cần thiết để tính toán chi phí sản xuất bao gồm giá mua mới, thời gian khấu hao của cưa xăng, xích cưa và bản cưa, giá nhân công, giá xăng dầu, lãi suất ngân hàng và chi phí quản lý Những thông tin này được thu thập thông qua điều tra và phỏng vấn trực tiếp tại thực địa sản xuất và thị trường vào thời điểm thu thập số liệu (Bảng 2.11).
Bảng 2.11 Các thông số đầu vào để tính chi phí sản xuất khi sử dụng cưa xăng
STT Nội dung Đơn vị Giá trị
1 Giá mua mới cưa xăng (Pcx) H353 Đồng/chiếc 8.100.000 Giá mua mới cưa xăng (Pcx) H365 Đồng/chiếc 11.200.000
2 Giá trị sau khấu hao (Scx) % giá mua mới 10%
3 Lãi suất ngân hàng (I) % (một năm) 15%
4 Thời gian sử dụng cưa xăng (Ncx) Số năm 4
5 Số ngày làm việc cưa xăng (Nngày/năm) Ngày/năm 200
Số giờ làm việc trong ngày Giờ/ngày 4
6 Hệ số sửa chữa (f) % so với Scx 50
7 Giá mua mới bản cưa (Pbc) Đồng/chiếc 1.158.300
8 Thời gian sử dụng bản cưa (Nbc) m 3 /chiếc 4000
9 Giá mua mới xích cưa (Pxc) Đồng/chiếc 288.900
10 Thời gian sử dụng xích (Nxc) m 3 /chiếc 400
11 Giá mua dũa xích (Pd) Đồng/chiếc 29.700
12 Tuổi thọ của dũa xích (Nd) m 3 /chiếc 100
13 Nhiêu liệu tiêu thụ 1 bình (F) đối với H353 Lít/bình 0,42
Số bình tiêu thụ trong 1 ngày đối với H353 Bình/ngày 5 Nhiêu liệu tiêu thụ 1 bình (F) đối với H365 Lít/bình 0,65
Số bình tiêu thụ trong 1 ngày đối với H365 Bình/ngày 5
14 Giá nhiên liệu (Pnhiên liệu) Đồng/lít 20.000
15 Dầu bôi trơn xích ứng với 1 bình xăng (Od)
Dầu bôi trơn xích ứng với 1 bình xăng (Od)
STT Nội dung Đơn vị Giá trị
16 Giá dầu bôi trơn xích (Pd) Đồng/lít 19.700
17 Lượng nhớt pha xăng (Onhớt) % Vxăng 4
18 Giá nhớt pha xăng (Pnhớt) Đồng/lít 105.000
20 Lương công nhân chính Đồng/m 3 30.000
21 Lương công nhân phụ Đồng/m 3 20.000
2.6.3 Phương pháp đo và thu thập số liệu tính toán các chỉ số nhịp tim
Chỉ số tim mạch như nhịp tim và huyết áp được đo bằng thiết bị OMRON-HEM-7120 Độ chính xác của thiết bị này đã được kiểm tra và so sánh với thiết bị đo huyết áp cơ Rossmax GB102 Kết quả cho thấy OMRON-HEM-7120 đảm bảo độ tin cậy cao.
Hình 2.14 Thiết bị đo huyết áp và nhịp tim
Quá trình đo đếm và thu thập số liệu bắt đầu từ đầu ca sáng và chiều, với cưa xăng được đổ đầy nhiên liệu và dầu bôi trơn Người vận hành chỉ dừng lại khi cưa xăng hết nhiên liệu, sau đó nạp đầy lại Để đảm bảo việc thu thập số liệu không ảnh hưởng đến hoạt động chặt hạ gỗ, việc đo huyết áp và nhịp tim cần thực hiện ít làm gián đoạn nhất có thể Các chỉ số này được đo ngay trước và sau khi sử dụng bình xăng, với mỗi thời điểm đo lặp lại 3 lần để đảm bảo độ chính xác.
Dữ liệu thu thập sẽ được xử lý và phân tích bằng Microsoft Excel cùng với các phần mềm chuyên dụng để tính toán năng suất và chi phí sản xuất.