The Development of Terrestrial Laser Scanning Technology and Its Applications in Mine Shafts in Poland

• Autorzy: Lipecki Tomasz , Kim Thi Thu Huong

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-02-36

Warianty tytułu

PL

Technologia Laserowego Skanowania Naziemnego Zastosowania w Szybie Pionowym w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Laser scanners are used more and more as surveying instruments for various applications. With the advance of high precisions systems, laser scanner devices can work in most real-world environments under many different conditions. In the field of mining surveying open up a new method with data capturing. Mining industry requires precise data in order to be able to have a as-built documentation of the facility. Nowadays, the mines are increasingly deepened. For the safe operation of the underground mine, special attention is paid to vertical transport and a set of devices supporting it, mounted in mining shafts. All components must meet stringent criteria for proper operation. The classic geodetic measurements and mechanical tests are long-lasting and do not always provide the full range of information needed about the condition of the object. This paper reports about terrestrial laser scanning method and system mobile terrestrial laser scanning, which has been applied at many vertical shafts in mines of Poland for determining geometric deformation of vertical shaft elements. This system gives high precision 1–3 mm in every horizontal cross-section. Processing time is very quickly and need only few staff to implement all system.

PL

Skanery laserowe są coraz częściej używane jako urządzenia geodezyjne do różnych zastosowań. Wraz z rozwojem systemów o wysokiej precyzji, skanery laserowe mogą pracować w większości rzeczywistych środowisk w wielu różnych warunkach. W dziedzinie geodezji górniczej otwierają się nowe metody gromadzenia danych. Górnictwo wymaga precyzyjnych danych, aby móc posiadać dokumentację powykonawczą obiektu. Obecnie kopalnie są coraz bardziej pogłębione. Dla bezpiecznej eksploatacji podziemnej kopalni szczególną uwagę przywiązuje się do transportu pionowego oraz zespołu wspierających urządzeń, zamontowanych w szybach górniczych. Wszystkie komponenty muszą spełniać rygorystyczne kryteria prawidłowego działania. Klasyczne pomiary geodezyjne i badania mechaniczne są długotrwałe i nie zawsze dostarczają pełnego zakresu potrzebnych informacji o stanie obiektu. W artykule opisano metodę naziemnego skanowania laserowego oraz systemowe mobilne naziemne skanowanie laserowe, które zostało zastosowane w wielu pionowych szybach w polskich kopalniach do wyznaczania odkształceń geometrycznych pionowych elementów szybów. System ten daje wysoką precyzję 1-3 mm w każdego przekroju poziomym. Czas przetwarzania jest bardzo szybki, a do wdrożenia całego systemu potrzeba tylko kilku pracowników.

Słowa kluczowe

EN

terrestrial laser scanning; Mobile Terrestrial Laser Scanning; Polish Mining Surveying System

PL

skanowanie laserowe; naziemne skanowanie laserowe; mobilne naziemne skanowanie laserowe; polski system geodezji górniczej; TLS; MTLS; MSS

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 2, vol. 1
• Strony: 301--310
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Lipecki Tomasz

• Department of Mining Area Protection, Geoinformatics and Mining Surveying, Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kim Thi Thu Huong

• Department of Geodesy, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam

Bibliografia

• 1. Abmayr, T., Härtl, F., Reinköster, M., & Fröhlich, C. (2005). Terrestrial laser scanning: Applications in cultural heritage conservation and civil engineering. Paper presented at the Proceedings of the ISPRS working group V4.
• 2. Adamek, A. (2015). Mobilna Platforma Górnicza (MPG)-nowatorskim rozwiązaniem w polskich kopalniach. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 27.
• 3. Adamek, A., Bałchan, J., Krawiec, J., & Lipecki, T. (2016). Innowacyjne rozwiązania pomiarowe do inwentaryzacji szybów górniczych. Wiadomości Górnicze, 67(2), 146--153.
• 4. Adamek A, L. T. (2016). Technologia mobilnego skanowania laserowego w badaniu prostoliniowości prowadników szybowych w odniesieniu do metody wideodetekcji plamki laserowej — [Mobile laser scanning technology in the research of straightness shaft guides in relation to the method of video detection laser spot]. Przegląd Geodezyjny, 4.
• 5. Adamek A, L. T. (2019). Kalibracja geometryczna Mobilnej Platformy Gorniczej jako element integracji sensorow pomiarowych.
• 6. Adamek A., B. J., Krawiec J., Lipecki T. (2014). Innovative measurement solutions for mining shaft inventory. Konferencja Szkoła Eksploatacji Podziemnej (School of Underground Mining SEP Conference).
• 7. Berenyi, A., Lovas, T., & Barsi, A. (2010). Terrestrial laser scanning–civil engineering applications. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(Part 5), 80-85.
• 8. Gallay, M., Kaňuk, J., Hochmuth, Z., Meneely, J. D., Hofierka, J., & Sedlák, V. (2015). Large-scale and high-resolution 3-D cave mapping by terrestrial laser scanning: a case study of the Domica Cave, Slovakia. International Journal of Speleology, 44(3), 6.
• 9. Kumar, S., Tiwari, P. K., & Chaudhury, S. (2006). An optical triangulation method for non-contact profile measurement. Paper presented at the 2006 IEEE International Conference on Industrial Technology.
• 10. Lerma, J. L., Navarro, S., Cabrelles, M., & Villaverde, V. (2010). Terrestrial laser scanning and close range photogrammetry for 3D archaeological documentation: the Upper Palaeolithic Cave of Parpalló as a case study. Journal of Archaeological Science, 37(3), 499-507.
• 11. Lipecki, T. (2013). Kompleksowa ocena stanu geometrycznego obiektów i urządzeń szybowych z zastosowaniem skaningu laserowego: Wydawnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica.
• 12. Lipecki, T., Ligarska, H., & Zawadzka, M. (2018). The influence of mining activities on the Church of St. Cross in Bytom-Miechowice. Reports on Geodesy and Geoinformatics, 105(1), 7-18.
• 13. Moorthy, I., Miller, J. R., Berni, J. A. J., Zarco-Tejada, P., Hu, B., & Chen, J. (2011). Field characterization of olive (Olea europaea L.) tree crown architecture using terrestrial laser scanning data. Agricultural and Forest Meteorology, 151(2), 204-214.
• 14. Nghĩa, N. V., & Dũng, V. N. (2016). Research on the applicability of 3D laser scanner in construction management - underground mining.
• 15. Quintero, M., Genechten, B., Bruyne, M., Ronald, P., Hankar, M., & Barnes, S. (2008). Theory and practice on terrestrial laser scanning. Learning Tools for Advanced Three-dimensional Surveying in Risk Awareness Project (3DRiskMapping).
• 16. Romsek, B. R. (2008). Terrestrial laser scanning: Comparison of time-of-flight and phase based measuring systems.
• 17. Tomasz Lipecki, A. A. (2015). Opracowanie nowej metodyki monitorowania stanu techniczego szybow gorniczych z wykorzystaniem technologii mobilnego skanowania laserowego.
• 18. Vosselman, G., & Maas, H.-G. (2010). Airborne and terrestrial laser scanning: CRC press.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).