Mobilna Platforma Górnicza (MPG) - nowatorskim rozwiązaniem w polskich kopalniach

• Autorzy: Adamek A.

Identyfikatory

DOI

10.14681/afkit.2015.001

Warianty tytułu

EN

Mining Survey System (MSS) – innovative solution in polish mines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Technologia mobilnego skanowania laserowego rozwija się dynamicznie w górnictwie. Od kilku lat prowadzone są badania i testy nad zastosowaniem tego typu pomiaru w pracach inwentaryzacyjnych prowadzonych w szybach górniczych. Firma SKALA 3D w ramach projektu POIG Działanie 1.4 w PARP podjęła się stworzenia Mobilnego systemu automatycznego prowadzenia przestrzennych pomiarów geometrii szybów górniczych z wykorzystaniem technologii skanowania laserowego. Jego główną zaletą jest wierne odzwierciedlenie mierzonego obiektu w czasie zaledwie kilku godzin. System opiera się m.in. na danych płynących ze skanerów laserowych oraz precyzyjnej jednostki inercyjnej. Głównym problemem badawczym było wyznaczenie trajektorii przejazdu Mobilnej Platformy Górniczej (MPG) z jak największą dokładnością. Brak możliwości odbioru sygnału z satelitów w rurze szybowej uniemożliwiał wykorzystanie rozwiązań znanych z naziemnych pomiarowych systemów mobilnych. Firma SKALA 3D opracowała metodykę wyznaczenia trajektorii systemu w oparciu o dane geometryczne płynące ze skanerów laserowych oraz odczytów akcelerometrów i żyroskopów jednostki inercyjnej. Dla poprawy jakości i dokładności wykonywanych pomiarów MPG wyposażona została również w zestaw wibroizolatorów zapobiegający przenoszeniu się części drgań wstępujących podczas jazdy naczynia wyciągowego na układ pomiarowy. Całość tworzy skalibrowany system, który w krótkim czasie jest w stanie dostarczyć przestrzennych danych pomiarowych z mierzonego szybu. Dokładność pomiaru 2-3 mm w pojedynczym horyzoncie pomiarowym oraz kilka centymetrów wyznaczenia położenia punktu na tysięcznym metrze pod ziemią czynią go precyzyjnym. W trakcie realizacji projektu pojawiły się liczne problemy badawcze, m.in. konieczność zdefiniowania fizycznej referencji, dryf IMU, czy trudne warunki atmosferyczne w szybie. Firma SKALA 3D rozwiązała te problemy, co czyni MPG urządzeniem unikalnym w skali światowej.

EN

Mobile laser scanning technology is developing rapidly also in mining. For several years research and tests are conducted on the use of that type of measurement in the inventory of the mine shafts. The company SKALA 3D in the project 1.4 POIG by PARP undertook to create Mobile automatic steering system of spatial geometry measurements mine shafts using laser scanning technology. Its main advantage is a faithful reflection of the object being measured in just a few hours. It is based on the data flowing from laser scanners and precision inertial unit. The main problem of the research was to determine the trajectory of the passing Mobile Platforms Mining (MPG) in the shaft as accurately as possible. Unable to receive signals from satellites in the pipe shaft prevented the use of solutions known for measuring terrestrial mobile systems. The company SKALA 3D has developed a methodology for determine the trajectory of the system, based on geometrical data coming from laser scanners and readings of accelerometers and gyroscopes of inertial unit. To improve the quality and accuracy of measurements MPG is also equipped with a set of anti-vibration parts prevent the transmission of vibrations ascending while cage is moving in the shaft on the measuring system. The whole forms a calibrated system, which in a short time is able to provide spatial measurement data from the measuring shaft. The accuracy of 2-3 mm in a single measurement horizon and a few centimeters determine the position of a point on the thousandth meter below ground make the system very accurate. During the project there have been numerous research problems, including the need to define the physical references, drift of IMU whether harsh weather conditions in the shaft. However, the company SKALA 3D solved these problems and making MPG unique in the world.

Słowa kluczowe

PL

skanowanie laserowe; skaning mobilny; system pomiarowy; szyb górniczy; górnictwo

EN

laser scanning; mobile scanning; measurement system; mining shaft; mining

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 27
• Strony: 11--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Adamek A.

• SKALA 3D

Bibliografia

• Adamek A., Lipecki T., 2015. Technologia mobilnego skanowania laserowego w badaniu prostoliniowości prowadników szybowych w odniesieniu do metody wideodetekcji plamki laserowej. Przegląd Geodezyjny ( w druku)
• Adamek A., Bałchan J., Krawiec J., Lipecki T., 2014.Innowacyjne rozwiązania pomiarowe do inwentaryzacji szybów górniczych, Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2014, Materiały Konferencyjne.
• Adamek A., Bałchan J., Bratuś K., Krawiec J., 2011.Zastosowanie technologii skanowania laserowego do monitorowania deformacji podszybia szybu na LW „Bogdanka” S.A., Geomatyka górnicza - praktyczne zastosowania, Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Wydanie I, Rozdział XIV, s.181-188, Kraków.
• Jaśkowski W., Jóźwik M., Lipecki T., 1998. Automatyzacja opracowania wyników pomiarów inwentaryzacyjnych szybów kopalnianych prowadzonych przy zastosowaniu pionowania laserowego, KNT Nowoczesne technologie w badaniach deformacji na terenach eksploatacji górniczej, Zakopane.
• Lipecki T., 2013. Kompleksowa ocena stanu geometrycznego obiektów i urządzeń szybowych z zastosowaniem skaningu laserowego, monografia nr 277, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Kraków.
• Lipecki T., Jaśkowski W., Adamek A., Krawiec J., 2013. Tworzenie cyfrowej reprezentacji kształtu wyrobisk górniczych techniką skanowania laserowego, XI Konferencja naukowo-techniczna Aktualne Problemy w Geodezji Inżynieryjnej, Warszawa - Serock.
• Lipecki T., 2010. Skaning laserowy w pomiarach geometrii i deformacji obiektów oraz urządzeń górniczych. Przegląd Górniczy, tom 66, nr 7-8, s. 25-31.
• Nuchter A., Surmann H., Lingemann K., Hertzberg J., Thrun S. 2004. 6D SLAM with an Application in AutonomousMineMapping. In Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation, s. 1998-2003.
• Pieloch J., Gawałkiewicz R., Jaśkowski W., Jura J., Lipecki T., Skulich M., Szafarczyk A., Szewczyk J., 2011. Geodezja Górnicza, Wydawnictwa AGH, Kraków 2011.
• SKALA 3D Artur Adamek, 2011-2014. Materiały badawcze zgromadzone w ramach projektu ”Opracowanie mobilnego systemu automatycznego prowadzenia przestrzennych pomiarów geometrii szybów kopalnianych” realizowanym w ramach Działania 1.4 Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka na lata 2007-2013.
• Wulf O., Nüchter A., Hertzberg J., Wagner B., 2008. Benchmarking urban six-degree-of-freedom simultaneous localization and mapping. Journal of Field Robotics, 25 (3), s. 148–163.