A System for Monitoring the Position of Brown Coal Bucket-Whell Excavators and their Operational Safety

• Autorzy: Sladek Vit , Dejl Stanislav , Kapica Roman , Vrublova Dana , Bauer Roman

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2023-02-59

Warianty tytułu

PL

System monitorowania położenia koparek i wielonaczyniowych węgla brunatnego i bezpieczeństwa ich pracy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the system for real-time tracking of mining excavator and loader positions is to improve the management and control of brown coal mining in opencast mines and to improve work safety. The system calculates the wheel excavator position using data from GNSS equipment installed on the giant mining machines, inclinometers and inertial measurement units located on each mining machine. Data are transmitted from the machines and stored in databases on servers. Visualization of the wheel excavator movement in real time is performed in software products of KVASoftware s.r.o., which enables work with a digital terrain model, geology of the deposit and overburden, including objects impairing safety work. The article describes the procedure of data preparation and setting up the whole system in different levels of KVASoftvare s.r.o. software products. It also describes in detail its use with regard to the safety of work in heavy mining operations, specifically in areas affected by underground mining or areas dangerous due to the occurrence of tectonic deformations in the overburden and in the seam.

PL

Celem systemu śledzenia w czasie rzeczywistym pozycji koparek i ładowarek górniczych jest usprawnienie zarządzania i kontroli wydobycia węgla brunatnego w kopalniach odkrywkowych oraz poprawa bezpieczeństwa pracy. System oblicza położenie koparki kołowej wykorzystując dane z urządzeń GNSS zainstalowanych na gigantycznych maszynach górniczych, inklinometrów oraz inercyjnych jednostek pomiarowych znajdujących się na każdej maszynie górniczej. Dane przesyłane są z maszyn i przechowywane w bazach danych na serwerach. Wizualizacja ruchu koparki kołowej w czasie rzeczywistym realizowana jest w oprogramowaniu firmy KVASoftware s.r.o., które umożliwia pracę z cyfrowym modelem terenu, geologią złoża i nadkładu, w tym obiektami zagrażającymi bezpieczeństwu pracy. W artykule opisano procedurę przygotowania danych i konfiguracji całego systemu na różnych poziomach KVASoftvare s.r.o. produkty oprogramowania. Szczegółowo opisano także jego zastosowanie ze względu na bezpieczeństwo pracy w ciężkiej eksploatacji górniczej, szczególnie na terenach objętych eksploatacją podziemną lub na terenach niebezpiecznych ze względu na występowanie deformacji tektonicznych w nadkładzie i w pokładzie.

Słowa kluczowe

EN

bucket wheel excavator; digital terrain model; GNSS; brown coal mining; photogrammetry; UAV; point cloud; cubic capacity calculation; coal mining safety; tectonic deformations

PL

koparka wielonaczyniowa; cyfrowy model terenu; GNSS; górnictwo węgla brunatnego; fotogrametria; UAV; chmura punktów; obliczanie kubatury; bezpieczeństwo górnictwa węgla kamiennego; deformacje tektoniczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2023
• Tom: no. 2, vol. 2
• Strony: 69--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., zdj.

Twórcy

autor

Sladek Vit

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, Department of of mining engineering and safety, 17. listopadu 15, Ostrava - Poruba, 708 00, Czech Republic

• https://orcid.org/0009-0009-0696-9457

autor

Dejl Stanislav

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, Department of Geodesy and Mine Surveying, 17. listopadu 15, Ostrava - Poruba, 708 00, Czech Republic

• https://orcid.org/0009-0006-2666-2127

autor

Kapica Roman

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, Department of Geodesy and Mine Surveying, 17. listopadu 15, Ostrava - Poruba, 708 00, Czech Republic

• https://orcid.org/0000-0003-1843-9823

autor

Vrublova Dana

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, Institute of Combined Studies in Most, Dělnická 21, Most, Czech Republic

• https://orcid.org/0000-0001-9690-2268

autor

Bauer Roman

• VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mining and Geology, Department of of mining engineering and safety, 17. listopadu 15, Ostrava - Poruba, 708 00, Czech Republic

• https://orcid.org/0009-0004-1616-9086

Bibliografia

• 1. Hornická ročenka [Miner's Yearbook] 2018, Czech Mining Authority.
• 2. Roční zpráva o provozu ES ČR pro rok 2018. Energy Regulatory Office.
• 3. Vrubel, M., Sládková, D., Talácko, M., New possibilities of GPS technology in mine surveying. In Proceedings of the 13th International Congress of ISM, Budapest, ISBN 978-963-9038-18-9, (2007).
• 4. Vrublová, D., Vrubel, M., Maňas, I., Nábělková, L., Surveying system for bucket wheel excavators and spreaders tracking as a contribution to automation of mining process at Severočeské doly a.s., In the Proceedings of the International Conference of Geodesy and Mining Surveying 2018: XXV. SDMG conference, 24-26. October 2018, Pilsen. VSB - Technical University of Ostrava, (2018), (in Czech).
• 5. Dandoš, R., Mozdřeň, K., Staňková, H., A new control mark for photogrammetry and its localization from single image using computer vision. Computer Standards and Interfaces. Elsevier Science, 2017, 56(February 2018), s. 41-48. ISSN 0920-5489. DOI: https://doi.org/10.1016/j.csi.2017.09.003
• 6. Kapica, R., Vrublová, D., Vrubel, M., The system of tracking the position of the bucket excavator’s wheel for prevention of risk situations. Acta Geodyn. Geomater., 15, No. 3 (191), 277–287, (2018). DOI: https://doi.org/10.13168/ AGG.2018.0020
• 7. Dejl, S., Sládek, V., Strahlheim, P., Nová metoda leteckého měřického snímkování na Severočeských Dolech a.s., In the Proceedings of the International Conference of Geodesy and Mining Surveying 2022, XXVIII. SDMG, z. s., conference 2022, ISBN 978-80-248-4644-6, (in Czech).
• 8. Vrublová, D., Kapica, R., Vrubel, M., Jiránková, E., Přesnost určování prostorové polohy kolesa rýpadel [Accuracy of the spatial position determination of excavator wheels] Zpravodaj hnědé uhlí. Most: Výzkumný ústav pro hnědé uhlí a. s., 3/2015, p. 10-15, ISSN 1213-1660, (2015), (in Czech).
• 9. Jadviščok, P., Ovesná, G., Konečný, M., Multipath and its manifestations in the real environment of geodetic practice. Geodesy and Cartography. Taylor & Francis, 2016, 42(2), s. 47-52. ISSN 2029-6991. DOI: https://doi.org/10.384 6/20296991.2016.1198573
• 10. Nebojša B. Gnjatović, Srđan M. Bošnjak, Ivan Lj. Milenović, Aleksandar Z. Stefanović, Bucket wheel excavators: Dynamic response as a criterion for validation of the total number of buckets, Engineering Structures, Volume 225, 111313, ISSN 0141-0296, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111313
• 11. J. Benndorf, Mike W. N. Buxton, Sensor-based real-time resource model reconciliation for improved mine production control – a conceptual framework. Mining Technology, 125:1, 54-64, (2016). DOI: https://doi.org/10.1080/1474 9009.2015.1107342
• 12. Al-Shrouf, N. Szczepański, D. Söffker, Online feature-based multisensor object detection system for bucket-wheel excavators. Int J Adv Manuf Technol 82, 1213–1226 (2016). DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-015-7375-9
• 13. Hlavatá, M.; Čablík, V.; Fečko, P.; Tora, B. Mining industry waste - legal regulations in the Czech Republic with- focus on black coal mining. Inżynieria Mineralna. 2010, Vol. XI, 1(25)-2(26), s. 27-32. ISSN 1640-4920.
• 14. KIM, Thi Thu Huong; Tran Hong Ha; Bui Khac Luyen; Lipecki, T. : Mining-induced land subsidence detected by Sentinel-1 SAR images: an example from the historical Tadeusz Kościuszko salt mine at Wapno, Greater Poland Voivodeship, Poland, Inżynieria Mineralna, Journal of the Polish Mineral Engineering Society; 2021 vol.1 no.2, s. 1–52, DOI: https://doi.org/10.29227/IM-2021-02-04

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).