INTRODUCCION

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TOPOGRAFIA MINERA.

PRIMERA PARTE

LA TOPOGRAFIA EN MINERIA

CAPITULO I

1. TOPOGRAFA EN MINAS A TAJO ABIERTO CANTERAS Y PLACERES

1.1 TOPOGRAFIA EN MINAS A TAJO ABIERTO

Es la aplicacin de los mtodos y clculos de la topografa superficial a las necesidades de las minas a tajo abierto, incluida la adecuacin del dibujo de los planos.

El trabajo de campo se realiza con instrumentos topogrficos automatizados, aunque todava no se descarta totalmente los instrumentos convencionales. Asimismo los clculos y planos se ejecutan mediante softward topogrficos y ploter. S los trabajos se hacen con instrumentos pticos mecnicos, el clculo y el dibujo se hacen manualmente.

a. LEVANTAMIENTOS TOPOGRFICOS

-Mallas de perforacin para disparos primarios

-Puntos de perforacin diamantina

-Tendido de lneas de couville

-Rampas de acceso entre bancos

-Control del movimiento de material

-Control del movimiento de palas y perforadoras de gran capacidad.

b. REPLANTEOS TOPOGRFICOS

-Mallas de perforacin para disparos primarios

-Puntos de perforacin diamantina

-Tendido de lneas de cauville

-Rampas de acceso entre bancos

-Control de las reas estriles y mineralizadas

-Control del lmite final del tajo

-Control del nivel de los bancos

1.2 TOPOGRAFIA EN CANTERAS

Es la aplicacin de los procedimientos topogrficos a los trabajos de canteras en sus diferentes etapas.

Los trabajos ms importantes son los levantamientos para obtener planos topogrficos, perfiles y secciones, de acuerdo a las necesidades; tales como el clculo de volmenes, estudios geolgicos, declaraciones juradas, produccin mnima; determinacin de reas mineralizadas, puntos de control, trochas y rampas de acceso.

1.3 TOPOGRAFIA EN EXPLOTACIN DE PLACERES

Es la aplicacin de la topografa a fin de obtener los planos topogrficos, perfiles y secciones que requieran las diferentes etapas de los proyectos de los yacimientos de placeres.

CAPITULO II

INSTRUMENTOS TOPOGRFICOS

2.1.- CONCEPTO

Son aquellos instrumentos cuya fabricacin ha tenido en cuenta las condiciones de trabajo en las minas subterrneas, como por ejemplo la estrechez y sinuosidad de las labores; igualmente la presencia de humedad, goteras agua, polvo, gases, oscuridad entre otros.

Las compaas mineras usan los equipos electrnicos en general para sus levantamientos y replanteos topogrficos. En algunos casos se utilizan los equipos convencionales.

2.2.- INSTRUMENTOS CONVENCIONALES

Son los mismos convencionales utilizados por la topografa superficial pero acondicionados y complementados con dispositivos para operar en el ambiente y caractersticas de las labores interiores. Entre estos, se menciona el teodolito y nivel ptico mecnicos, la brjula colgante, la tarjeta de puntera y el clinmetro.

2.3.- INSTRUMENTOS ELECTRNICOS

En los ltimos aos la ingeniera ha logrado excelentes adelantos tecnolgicos basados en los avances de la automatizacin de las funciones de clculo y dibujo.

Entre estos instrumentos se cuentan los teodolitos electrnicos, distancimetros, estaciones totales y los posicionadores satelitales.

2.4.- INSTRUMENTOS COMPLEMENTARIOS

Son los accesorios e instrumentos menores pero que son necesarios en los trabajos topogrficos en general. As se mencionan los siguientes.

a. Convencionales.- Brjula tipo bruntun, winchas, flexmetros, plomadas, cordeles, jalones, etc.

b. Electrnicos.- Libretas electrnicas, juego de prismas, winchas electrnicas, etc.

CAPITULO III

LEVANTAMIENTO DE LABORES HORIZONTALES.

3.1. CONCEPTO.

Para realizar levantamiento de labores horizontales se debe tener nociones elementales de Topografa General, adems de saber que, en trabajos subterrneos las condiciones ambientales son algo desfavorables para desarrollar operaciones topogrficas, teniendo dentro de ellos la oscuridad, polvos, humedad, gases txicos, trfico de los equipos mineros entre otros. El objetivo fundamental de los levantamientos topogrficos de labores horizontales es llevar el control horizontal y vertical con la finalidad de realizar estudios de evaluacin y realizar diversos proyectos.

Los levantamientos horizontales se realizan mediante teodolitos, Brjula colgante equipos de medicin electrnica (Estacin Total),

3.2. METODOS DE LEVANTAMIENTOS

-Para obtener los planos de las labores horizontales generalmente se utiliza:

El mtodo de la plomada

Mtodo de la Brjula Colgante.

3.3. METODO DE LA PLOMADA

Consiste en ubicar un sistema de plomadas suspendidas desde las alcayatas que se encuentran en el techo de la labor de acuerdo a un plan de trabajo, las mismas que sirven para fijar los puntos topogrficos y configuracin de planos.

A.H.

A

B

A

AS

AI

PLOMADAS

TEODOLITO

C

AS

PTO TOPOGRAFICO

C

D

B

D

VISTA EN PLANTA

VISTA LONGITUDINAL

TEODOLITO

TOPE

ESQUEMA DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

D.I

La informacin de campo es el ngulo horizontal, vertical, distancia inclinada, teniendo en consideracin los siguientes aspectos:

- Altura del instrumento (AI), desde el techo (-) y (+) desde el piso.

- Altura de la seal (AS), desde el techo (-) y (+) desde el piso.

- Angulo de elevacin (+), depresin (-)

- Las distancias es recomendable tomar con wincha por ser distancias cortas, equipos de medicin electrnica.

- A partir de la informacin de campo se aplica las frmulas siguientes:

Distancia Horizontal , DH = D*Cos(.

Diferencia Vertical, DV = D*Sen(

Altura Abs. Cot B = CotA + (( AI) + (( DV) - ( (AS)

Donde: CotB = Cota final

CotA = Cota inicial

AI = Altura de instrumento

DV = Diferencia vertical.

AS = Altura de seal.

Los signos determinaran la ubicacin de los puntos, techo o piso.

Para toma de ngulos horizontales, verticales y distancias se procede de la siguiente manera:

Para empezar un levantamiento topogrfico se tiene que amarrar a un punto topogrfico conocido (coordenadas y cota), el procedimiento es:

D.V.

-A.S

a

-A.I.

ESQUEMA PARA EL CALCULO DE COTAS.

D.H.

A

D.I.

B

H

Estacionamiento del Teodolito

La tcnica para estacionar el teodolito depende mucho de la experiencia del topgrafo no habiendo una regla fija para este fin, en el presente daremos algunas pautas para posicionar el teodolito con punto en techo:

- Ubicado el punto topogrfico, suspendemos la plomada en la alcayata.

- Instalamos el teodolito sobre el trpode teniendo en cuenta que los tornillos nivelantes deben estar a media carrera, el anteojo en 90 (horizontal)

- Toda esta operacin se hace aproximadamente en la proyeccin de la plomada, tratando de colocar el teodolito horizontal, controlando con el nivel de burbuja.

- Seguidamente se hace la nivelacin final con el nivel tubular con el juego de los tornillos nivelantes.

- Como primer paso el nivel tubular se alinea en la proyeccin de dos tornillos, nivelando en esa posicin, se gira el teodolito en 90 y se nivela con el tornillo restante, se repite la operacin hasta nivelar, como comprobacin se gira el teodolito 360.

- El equipo queda nivelado, para estacionar en la proyeccin de la plomada y el punto de contraje del anteojo, se afloja el tornillo de sujecin y moviendo todo el sistema centramos en la misma proyeccin de la plomada, quedando de esta manera listo para empezar a trabajar.

Medicin de ngulos Horizontales.

Para hacer las mediciones respectivas, previamente tenemos, que verificar los puntos topogrficos, uno para estacionar el teodolito y los puntos adyacentes para suspender la plomada.

PTO TOPOGRAFICO

PLOMADAS

VISTA EN PLANTA

TEODOLITO

A.H.

1

2

D.I

3

4

TOPE

Estacionado el teodolito en el punto 2 el limbo horizontal se pone en 0000, visamos al punto 1, luego soltamos el bloqueador de ngulos y giramos al punto 3 en esta posicin hacemos la lectura del ngulo horizontal (derecha) y vertical, esta operacin puede ser por repeticin o reiteracin.

Medicin de Distancias.

Medido los ngulos procedemos a medir la distancia con wincha metlica de punto a punto, el cero de la cinta debe estar en el punto de centraje del teodolito y tensar en el siguiente punto y hacer la lectura en la proyeccin de la plomada. Para el control vertical se presenta cuatro casos:

CASO I.- Cuando el punto de estacin y el punto de seal se encuentran en el piso:

a) Cuando el ngulo vertical es de depresin.

CotB = Cot A + AI DV - AS.

D.I.

a

A.I.(+)

A.S.(+)

D.V

D.H.

A

B

b) Cuando el ngulo vertical es de elevacin.

CotB= CotA + AI + DV - AS

D.H.

a

D.I.

D.V.

A.S.(+)

A.I.(+)

A

B

CASO II.-Cuando el punto de estacin y el punto de seal se encuentran en el techo:

a) Cuando el ngulo vertical es de depresin.

CotB= CotA AI DV + AS.

a

A.I.(-)

D.I.

D.H.

D.V

A.S.(-)

A

B

b) Cuando el ngulo vertical es de elevacin.

CotB= CotA AI + DV + AS.

a

D.H.

A.I.(-)

D.I.

A.S.(-)

D.V.

A

B

CASO III.- Cuando el punto de estacin se encuentra en el piso y el punto de seal se encuentra en el techo.

a) Cuando el ngulo vertical es de depresin.

CotB=CotA + AI DV + AS.

D.V

a

D.I.

A.S.(-)

A.I.(+)

D.H.

B

A

b) cuando el ngulo vertical es de elevacin.

CotB = CotA + AI + DV + AS.

D.H.

A.I.(+)

D.I.

D.V.

A.S.(-)

A

B

a

CASO IV.- Cuando el punto de estacin se encuentra en el techo y el punto de seal se encuentra en el piso.

a) Cuando el ngulo vertical es de depresin.

CotB = CotA AI DV - AS.

a

A

A.I.(-)

D.I.

D.H.

D.V

A.S.(+)

B

b) Cuando el ngulo vertical es de elevacin.

CotB = CotA AI + DV - AS.

a

D.H.

A.I.(-)

A

D.I.

D.V.

A.S.(+)

B

EJEMPLO

Encontrar la diferencias de cotas entre los puntos A y B.

Datos de campo:

A.I = -1.035 mts.

A.S = -1.401 mts.

D.I = 28.434 mts.

= +174200

1.035m.

1.401m.

D.V.

D.H.

28.434 m.

1742'00"

A

B

Solucin:

Partimos de la frmula general.

Cot B = cot A + (( A.I) + (( D.V) (( A.S)

Para nuestro caso tenemos una labor con puntos en el techo.

Cot. B = cot A A.I + D.V + A.S

Cot B - Cot. A = -A.I + D.V + A.S

Remplazando valores.

Cot A - Cot B = -1.035 + DI sen( + 1.041

= -1.035 + 8.645 + 1.401

= 9.011 mts. desnivel entre A y B.

3.3.1. RED DE ENLACE

La red de tringulos es un sistema de apoyo para levantamientos topogrficos de terrenos relativamente extensos, adems es uno de los mejores sistemas para iniciar un levantamiento subterrneo, la triangulacin comprende una serie de procesos, entre ello tenemos el reconocimiento del terreno ubicacin de hitos, medicin de base, ngulos, compensacin, clculo de coordenadas y cotas, la disposicin de los tringulos en la mayora de los casos forma figuras geomtricas en las que se conocen por principio geomtrico de la suma de sus ngulos internos.

As en un tringulo la suma de sus ngulos internos debe ser 180 y los ngulos alrededor de un punto 360, al realizar una triangulacin la longitud de sus lados esta en funcin al seno de su ngulo opuesto, para calcular los lados de una red de triangulacin solamente se mide la base, o sea un solo lado y los siguientes se calcula mediante frmulas trigonomtricas, con el avance tecnolgico y los equipos electrnicos (Distancimetro y Estacin total) se miden directamente sus lados y a este mtodo se denomina trilateracin.

A

B

C

D

E

F

G

O

BASE

Puntos de triangulacin.

3.3.2. POLIGONACIN DE APOYO.

Para levantamientos subterrneos tambin se tiene el sistema poligonal, que es una sucesin de rectas quebradas unidas bajo un ngulo horizontal cualquiera, las uniones de las rectas son los vrtices, se distinguen dos clases de polgonos, cerradas y abiertas, dentro de las poligonales abiertas debemos tener en consideracin si los extremos estn ligados a un punto de triangulacin o estn libres, en funcin a estos criterios podemos decir que una poligonal abierta es suelta o enlazada, si est enlazada a un punto de triangulacin nos permitir realizar los clculos con mayor facilidad, en caso de poligonales sueltos la informacin y los resultados sern independientes y no guardarn relacin alguna con los planos oficiales de una zona.

3.3.3. DETALLES.

Efectuando las lecturas de ngulos y distancias, hacemos la toma de detalles por ordenadas y distancias o por coordenadas polares.

Detalles por ordenadas y distancias.

Son aplicados a labores angostas, como galeras, chimeneas, tajos, etc. La medicin se hace con una wincha metlica de punto a punto el detalle empieza a partir del punto inicial (1), la primera lectura se hace en el mismo punto en forma perpendicular horizontalmente a la wincha (derecha, izquierda) y verticalmente (techo, piso).

VISTA EN PLANTA

1

2

3

TOPE

4

D.H.

D.H.

I

D

I

D

I

D

I

D

1

2

4

3

T

P

T

P

D = DERECHA

I = IZQUIERDA

T = TECHO

P = PISO

T

P

D

I

SECCION TRANSVERSAL

TOMA DE DETALLES

Seguidamente se toma distancias de 1.5, 2mt. (de acuerdo a la configuracin de las cajas) y se mide en forma perpendicular horizontal (D, I) y verticalmente (T, P) y as sucesivamente hasta terminar.

3.3.4. PLANOS.

ANG. DE ENLACE

PTOS DE TRIANGULACION (ENLACE)

5100 E

5600 N

5000 E

6000 N

01

PLANO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

PTOS TOPOGRAFICO

5700 N

5200 E

5900 N

5800 N

5300 E

N

REV:

DIB:

LEV:

FECHA:

UBICACION:

ESC:

PLANO DE LABORES

PIURA

B

A

D

C

3.3.5. PROBLEMAS DE APLICACION.

EJEMPLO.

Se ha efectuado la poligonacin de una galera cuyos ngulos horizontales a la derecha son:

< 2 = 154 10 40,< 3 = 170 59 10, < 4 = 198 08 10

> 5 = 170 11 40 y < 6 = 187 50 28

Azimut 1-2 = 24 07 48

Calcular las orientaciones de los lados.

Determinar del azimut final (Zf)

2

3

4

5

6

Az

N.M.

inicial

Az. final

1

2

3

4

5

6

7

Solucin.-

Z1-2 = 24 07 48Comprobacin

+154 10 40 Sumando ngulos se tiene:

178 18 28< 2 = 154 10 40

+180 00 00< 3 = 170 59 00

Z2-3 = 358 18 28< 4 = 198 08 10

170 59 00< 5 = 170 11 40

529 17 28