Thermal Digital Terrain Model of a Coal Spoil Tip – A Way of Improving Monitoring and Early Diagnostics of Potential Spontaneous Combustion Areas

• Autorzy: Lewińska P. , Dyczko A.

Identyfikatory

DOI

10.12911/22998993/64605

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Spoil tips are anthropomorphic terrain structures built out of leftover materials from underground or open pit mining. Usually the term spoil tips refers to those build out of unusable particles from coal exploration. As such they consist mostly of slate and various types of sandstone or mudstone. But also include some amount of coal and, what is more important, coal dust. Fires of spoil tips are dangerous to the environment and humans. They can cause degradation of air, and water qualities. Sometimes degradation to the environment can be irreversible. The presented survey was done in two stages. the first included creating a general terrain model. This was done with the use of long range laser scanner. The second step was a more detailed analysis of spatial and temperature conditions. Two measuring seasons ware performed. The first included a survey made with a short range laser scanner and a hand-held inferred camera. The obtained point cloud was supplemented with temperature value with the use of software and hardware provided by the authors. The visualization of 3D discreet thermal model was done in Bentley MicrioStation. The second included a usage of Z+F IMAGER 5010 laser scanner equipped with T-Cam Rev 1.0 thermal camera insole. A new and unique device that connects laser scanner with infrared camera. This season also provide a point cloud with attached temperature value of measured points. This article provides the description of those two methods including a comparison of their effectiveness and costs. It also describes the heat conditions occurring on spoil tip of Lubelski Węgiel „Bogdanka” S.A coal mine surveyed in December 2015.

Słowa kluczowe

EN

spoil tips; infrared; spontaneous combustion; monitoring; thermal DTM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej ; Lublin University of Technology
• Czasopismo: Journal of Ecological Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 17, nr 4
• Strony: 170--179
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Lewińska P.

• AGH University of Science and Technology, Mickiewicza 30 Str., 30-059 Kraków, Poland

autor

Dyczko A.

• The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Wybickiego 7 Str., 31-261 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Abdel-Aziz Y.I., Karara H.M., 1971. Direct Linear Transformation from Comparator Coordinates into Object Space Coordinates in Close-range Photogrammetry. [In:] Proceedings of the Symposium on Close-Range Photogrammetry, American Society of Photogrammetry, Falls Church.
• 2. Amorós López J., Izquierdo Verdiguier E., Gómez Chova L., Muńoz Marí J., Rodríguez Barreiro J.Z., Camps Valls G., Calpe Maravilla J., 2011. Land cover classification of VHR airborne images for citrus grove identification, 2011, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 66, 115–123.
• 3. Carpentier O., Defer D., Antczak E., 2004. Infrared Thermography Applied to Spontaneous Combustion Monitoring of Coal Tips, QIRT Archives.
• 4. Gaudin D., Delacourt Ch., Allemand P., Jaud M., Ammann J., Tisseau Ch., Cuq V., 2009. High Resolution DEM Derived from Thermal Infrared Images: Example of Aber Benoitt (France), Geoscience and Remote Sensing Symposium, IEEE International, Vol. 4, Cape Town.
• 5. Kicki J., Sobczyk E.J. (Eds) Prawne, techniczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty gospodarki skałą płonną w kopalniach węgla kamiennego. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk zeszyty z serii „Studia, Rozprawy, Monografie’.
• 6. Korski J., 2010. Termowizja w monitoringu i zwalczaniu pożarów składowisk odpadów pogórniczych, Katowice.
• 7. Lewińska P., 2012. Zastosowanie termowizji w ciągłym monitoringu składowisk odpadów pogórniczych. Wiadomości Górnicze.
• 8. Lewińska P., 2012. Use of Thermography for Environmental Monitoring. Sankt-Petersburg.
• 9. Madura H., 2004. Pomiary termowizyjne w praktyce. Agenda Wydawnicza PAKu, Warszawa.
• 10. Roy Welch R., Madden M., Jordan T., 2002. Photogrammetric and GIS techniques for the development of vegetation databases of mountainous areas: Great Smoky Mountains National Park. PRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing, 57, 53–68.
• 11. Stopa Z., Kurek S., 2016. LW „Bogdanka” S.A. – 40 lat działania na drodze postępu i innowacji. Miesięcznik Wyższego Urzędu Górniczego, Katowice, nr 1.
• 12. Więcek B., De Mey G., 2010. Termowizja w podczerwieni. Podstawy i zastosowania. Politechnika Łódzka, Łódz.
• 13. Wilson J.P.; Gallant J.C. 2000. Chapter 1. In: Wilson J.P. and Gallant J.C. (Eds.). Terrain Analysis: Principles and Applications. New York: Wiley, 1–27 (Retrieved 2007–02–16).
• 14. Wróbel A., Mularz St., 2003. Badanie rozkładu temperatury powierzchni terenu z wykorzystaniem zobrazowań termowizyjnych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Wrocław.
• 15. Wasilewski S., Chrobak T., 2011. Zdalne pomiary temperatury w ocenie aktywności termicznej składowisk odpadów węglowych. Górnictwo i Geologia.
• 16. Yun-jia W., Yao-bin S., Qiang G., Yue-yue S., Xiu-jun W., Zhi-jie Z., 2008. Infrared Thermography Monitoring and Early Warning of the Spontaneous Combustion of Coal Gangue Pile. PSPRS Archives, Vol. 37B.
• 17. http://www.riegl.com/uploads/tx_pxpriegldownloads/Datasheet_VZ-6000_2015–01–22.pdf
• 18. http://www.laser-3d.pl/skanery/skanery-riegl/ skanowanie-naziemne-riegl/riegl-vz-400
• 19. http://www.faro.com/pl-pl/produkty/geodezja-3d/ skaner-laserowy-faro-focus-3d/przeglad

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.