Tipos de levantamientos topográficos en minería subterránea grupo n° 1

geodesia, Tipos de levantamientos topográficos en minería subterránea

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA PRESENTADO POR: BARBOZA ESTELA EDWIN VILLY BRIONES-CABRERA PINEDO RAY FACUNDO CABRERA ESTELA ANA LUCÍA CARRASCO CHÁVEZ BERLY ALEXIS CHUQUIRUNA CHUNQUE MARCOS ISAÍAS CUEVA CUEVA MARÍA YURI ELIZABETH VALDIVIA DONAYRE KARLA SOFÍA DOCENTE: ING. SÁNCHEZ ESPINOZA JORGE MARCIAL GEODESIA

2. INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES LA TOPOGRAFÍA? TOPOGRAFÍA EN MINAS MINERÍA SUBTERRÁNEA TOPOGRAFÍA EN MINA SUBTERRÁNEA ¿QUÉ ES EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO? TECNOLOGÍA EN EQUIPOS E INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS EMPLEADOS EN OBRAS SUBTERRÁNEAS OBJETIVOS GENERAL: ESPECÍFICOS:   3. DESARROLLO DEL TEMA TIPOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA MÉTODOS PLANIMÉTRICOS MÉTODO INTINERARIO MÉTODO DE RADIACIÓN MÉTODO DE ABSISAS Y ORDENADAS POLIGONAL ABIERTA TRIANGULACIÓN   MÉTODOS ALTIMÉTRICOS MÉTODO INDIRECTO NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA MÉTODO DIRECTO NIVELACIÓN GEOMÉTRICA   4. CONCLUSIONES ÍNDICE

3. 1. INTRODUCCIÓN

4. a. TOPOGRAFÍA * Es la ciencia que estudia el conjunto de principios para representar gráficamente la  superficie terrestre . *P ara un topógrafo la Tierra es plana (geométricamente), caso contrario sucede con un geodesta.

5. b. TOPOGRAFÍA EN MINAS * Es el conjunto de técnicas, instrumentos y observaciones topográficas que se desarrollan en ámbitos mineros tanto de exterior como de interior. * El conocimiento de principios básicos de la topografía minera implica tener en cuenta los siguientes aspectos: Replanteo y ubicación de puntos geográficos  Nivelación  Perfiles de transporte  Geometría de secciones abiertas

6. c. MINERÍA SUBTERRÁNEA *Es aquella  explotación de recursos mineros  que se desarrolla por debajo de la superficie del terreno. * Los tipos de mineras subterráneas más resaltantes son las siguientes: LOS POZOS MINEROS LAS MINAS DE MONTAÑA .

7. c.1. TOPOGRAFÍA EN MINA SUBTERRÁNEA *Es el conjunto de técnicas topográficas desarrollados en el subsuelo. Estos se aplican teniendo en cuenta aspectos como el presupuesto y la contaminación que implica. * Las características que hacen especiales las obras subterráneas, desde la perspectiva de la topografía, son las siguientes: • Escasa iluminación. • La temperatura y humedad. • Existencia de polvo, gases nocivos o grisú. • Levantamiento de puntos de difícil acceso. • La defectuosa comunicación entre las labores de interior y las de exterior.

8. d. LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO * Es la descripción técnica o representación gráfica de un lugar. *Su objetivo es examinar la superficie cuidadosamente teniendo en cuenta las características físicas, geográficas y geológicas del terreno .

9. e. TECNOLOGÍA EN EQUIPOS E INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS EMPLEADOS EN OBRAS SUBTERRÁNEAS e.1. EQUIPOS TOPOGRÁFICOS USADOS EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA *GPS TOPOGRÁFICO (ANTENAS DE REFERENCIA GPS): * ESTACIONES TOTALES:

10. e.2. INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS USADOS EN LA MINERÍA SUBTERRÁNEA. *TEODOLITO ÓPTICO * DISTANCIÓMETRO * TRÁNSITO

11. 2. OBJETIVOS

12. GENERAL: Realizar una presentación en la cual se describa los tipos de levantamientos topográficos en minerías subterráneas. Con el fin de proporcionar información que nos ayudará en el transcurso de nuestra carrera universitaria.   b. ESPECÍFICOS: Explicar los diferentes tipos de levantamientos topográficos en minería subterránea y sus procedimientos. Presentar la tecnología en equipos topográficos con la que se opera actualmente en los procesos topográficos de minerías subterráneas.  

13. 3. DESARROLLO DEL TEMA

14. Métodos planimétricos Es el método en la cual tiene por objetivo, Estudiar las normas. Procedimientos para efectuar una planimetría (plano) del terreno estudiado No es frecuente emplear la fotogrametría terrestre en interior.. El método más usado es el de itinerario, a través de las galerías Con el de radiación para el levantamiento de detalles . 05 01 02 03 04 Métodos planimétricos

15. TIPOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS “MÉTODO ITINERARIO”

16. SUBTEMAS A TRATAR:

17. Insertar imagen ¿QUÉ ES EL MÉTODO ITINERARIO?

18. 1. MÉTODO ITINERARIO .

19. Insertar imagen PROCEDIMIENTO ¿EN QUÉ CONSISTE?

20. CONSISTE EN: Medir los ángulos A1, A2, A3,… y las distancias AB, BC, CD, … Estacionar el aparato en cada vértice. Primera estación (A): Coordenadas cartesianas. Orientar el aparato Azimut, orientación o rumbo hacia el punto B, distancia AB. Segunda estación (B): Ángulo A1, distancia BA y BC. Mismo procedimiento en todos los demás puntos de la poligonal. RECOMENDACIÓN: medidas de las distancias de los ejes (2 veces mín.). A. TRABAJOS DE CAMPO .

21. ¡IMPORTANTE! APARATO PRISMA MIRA SOBRE LOS PUNTOS EN EJES DE POCA LONGITUD

22. CONSISTEN EN: Calcular: Azimutes, orientaciones o rumbos de los diferentes ejes. Coordenadas cartesianas. Si se dispone de datos necesarios: Comprobación angular y lineal de la poligonal. Si se ha producido error angular y lineal inferior a la tolerancia: Compensar la poligonal angular y linealmente. FÓRMULAS DE CÁLCULO: Se utilizarán: Azimutes, orientaciones o rumbos de diferentes ejes. Coordenadas cartesianas de todos los puntos. Análogas a las indicadas Para el cálculo del azimut, orientación o rumbos del eje B-C. Por el cálculo de las coordenadas del punto B. B. TRABAJOS DE GABINETE .

23. Insertar imagen INSTRUMENTOS UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD

24. TAQUÍMETROS CON MEDIDOR ELECTRÓNICO: De distancias incorporadas De estaciones totales PRISMA JABALINAS PORTA PRISMAS

25. “CLASES DE ITINERARIOS”

26. . Diapositiva de cita e imagen

27. . DATOS FINALES CONOCIDOS

28. CERRADO ANGULAR Y LINEALMENTE CERRADO ANGULARMENTE EN FUNCIÓN DE LOS DATOS OBTENIDOS EN EL CAMPO

29. .

30. La primera estación no está enlazada con la última de la poligonal. No se conoce ningún dato angular o lineal de la última estación. No se pude tener comprobación angular ni lineal.

31. B. SEGÚN LA FORMA DE CONDUCIR EL ITINERARIO: ORIENTADO CARACTERIZADO PORQUE: En cada estación se coge como origen de ángulos horizontales: la dirección del norte geográfico. norte proyección. norte magnético. VENTAJAS: Posibilidad de conocer el error angular en el campo. Simplificación de cálculos. DESORIENTADO A. B. CARACTERIZADO PORQUE: En cada estación menos en la primera , se coge como origen de los ángulos horizontales: La dirección del eje formado por la estación actual y la anterior. VENTAJAS: Posibilidad de efectuar las estaciones desordenadas. Mayor rapidez en campo.

32. C. SEGÚN LA FORMA DE ORIENTAR EL ITINERARIO

33. Cada eje se orienta independientemente. El error angular no se transmite de estación en estación. Rapidez al hacer las medidas al campo. El error angular no se acumula (cada eje se orienta independientemente). Poca precisión al orientar una alineación determinada al Norte magnético. No puede usarse la brújula en terrenos magnéticos (perturbaciones magnéticas). ii. ITINERARIO CON BRÚJULA

34. Método de Radiación 2. Método de Radiación Consiste en la toma de información de cada punto o detalle, a partir de un punto que se definirá como el centro de radiación Desde este punto fijo (polo de radiación), se mide la distancia y ángulo hacia todos los puntos visuales del terreno relevantes para el levantamiento teniendo presente una línea de referencia. Se levantarán todos los detalles que deban figurar en los planos y también aquellos que puedan ser relevantes para las labores de investigación y de planificación minera.

35. Con instrumentos topográficos clásicos Con instrumentos automatizados y computarizados

36. 3.Método de abscisas y ordenadas Tiene la ventaja de que precisa del mínimo instrumental. La precisión obtenida dependerá del cuidado y la meticulosidad con los que se realice la toma de datos. Se recurre en la implementación de este método en levantamiento con equipo manual. Este método es empleado en secciones de tamaño reducido y solo cuando es necesario debido a que demanda demasiado tiempo.

37. Este método puede aplicarse cuando las distancias se miden con cinta métrica. Se emplea para levantar puntos de detalle a partir de una alineación central i-f materializada por la cinta Con una segunda cinta levantamos las ordenadas de los puntos, llevándola perpendicularmente a la primera cinta, que actúa como eje de abscisas.

38. 4. Método de poligonales ¿Qué es una poligonal? Una poligonal es una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se determinan a partir de mediciones en campo. Puntos de control Puntos de apoyo Vértices de la poligonal USO

39. Tipos de poligonales Poligonal Abierta Poligonal Cerrada A ₁ : Vértices ; α ₁ : ángulos A ₁ : Vértices ; α ₁ : ángulos Comienza en un punto de posición conocida o supuesta y termina en una estación cuya posición horizontal relativa se desconoce. Puede realizarse cuando el levantamiento es expeditivo C omienza y termina en el mismo punto o en puntos. Los errores de las mediciones pueden corregirse o compensarse.

40. Operaciones para el levantamiento de una poligonal Brigada Selección de estaciones C ompuestas por un operador y uno o dos ayudantes. De acuerdo a los puntos que se desean relevar, se elegirán los vértices de la poligonal.

41. Medición de los lados Medición de los ángulos Los ángulos se miden aplicando la regla de Bessel, bisectando siempre la señal lo más cerca posible de la superficie del terreno. Se miden al menos dos veces cada lado, con el objeto de tener un control y se obtiene la media de las dos lecturas A ₁ : Vértices α ₁ : ángulos R A ₁ A ₂ : Rumbo

42. Poligonal principal Registro de ángulos y distancias, con la referencia de coordenadas, azimut u orientación transmitidos a los puntos de comunicación con el interior de la estructura. En una instalación minera Inicialmente se ubica el equipo topográfico de lectura sobre un punto con coordenadas. Nuevo punto dentro de la galería, que cumpla las condiciones de visibilidad que permitan su materialización, localización y adhesión a la red topográfica interna. La captura de datos para la conformación de una red topográfica interna se realizara con la materialización de los vértices en la parte superior de la estructura subterránea que se considere pertinente, los cuales contaran con la asignación de coordenadas conocidas y su orientación visibles. En un túnel se tienen en cuenta que se realizara una poligonal abierta a medida que se avanza en la construcción con la ubicación de los vértices de la poligonal en los laterales que pueden ser instalados sobre las dovelas o la estructura de revestimiento que se tenga.

43. Poligonal secundario Realizado en ramificaciones de las galerías principales donde sus características de forma y dimensiones no permiten emplear algunos equipos de medición.

44. 5. LEVANTAMIENTO POR TRIANGULACIÓN Método en el cual las líneas del levantamiento forman figuras triangulares, de las cuales solo se miden los ángulos; los lados se calculan trigonométricamente a partir de uno llamado base. Toda triangulación es una red de apoyo de levantamiento planimétrico. Trabajo en el exterior con el objeto de dar coordenadas (X, Y, Z) a todos los puntos de comunicación con el interior, y también el levantamiento topográfico de aquellas zonas de interés   DEFINICIÓN

45. Elementos de la Triangulación Estaciones: Vértices de las figuras que forman la triangulación. Lados: Líneas que unen dos vértices. Ángulos: Figura formada por dos lados de una triangulación y que se intersecan en un vértice de la misma. Base de la Triangulación: Es el lado de la triangulación cuya medición de su longitud ha sido obtenida directamente en el campo. Figuras: Cada triángulo que se forma.

46. Cadena de triángulos con base de cierre Cadena de cuadriláteros Cadena de polígonos con punto central Maraña de triángulos Maraña de cuadriláteros Cadena de diversas figuras

47. CADENAS PARA UNA TRIANGULACIÓN Es muy sencilla N o requiere de una medida de un elevado número de ángulos . R equiere de la medida de bases de comprobación, para lograr una buena precisión. Triangulación formada por una cadena de triángulos La triangulación formada por una cadena de cuadriláteros Requiere de un mayor número de visuales, Brinda un mejor control del levantamiento, ya que es más precisa. La triangulación formada por una cadena de polígonos con punto central. Requiere de un gran número de visuales S on las adecuadas para levantamientos de gran precisión .

48. Triangulación de primer orden: lados mayores de 50 km. Triangulación de segundo orden: lados mayores de 20 km y menores de 50 km . Triangulación de tercer orden: lados de 4 a 20 km. Triangulación de cuarto orden: lados menores a 4 km. TIPOS DE TRIANGULACIONES

49.  Trabajo de gabinete Cálculo de la longitud y precisión de la base de la triangulación Compensación de figuras Cálculo de la resistencia de figura y selección del mejor camino de cálculo Cálculo de azimut y rumbos del mejor camino de cálculo Cálculo de lados de la triangulación Cálculo de proyecciones de los lados Cálculo de coordenadas Clasificación general de la triangulación ejecutada Dibujo de la triangulación Trabajo de campo Reconocimiento del terreno Ubicación del vértice y selección de la ubicación para la base. Medición de la base de la triangulación Medición del azimut de uno de los lados de la red.

50. Sugerencias Los vértices de la triangulación deben estar en las proximidades de los puntos de comunicación con el interior o que coincidir con dichos puntos. Los triángulos deben ser lo más próximo a equiláteros, y en ningún caso ángulos inferiores a 25g o superiores a 175g. Los lados de los triángulos en general suelen ser cortos . La orientación de la base debe ser astronómica, para comprobar la declinación de las brújulas y declinatorias que se puedan usar en el interior.

51. Requerimientos Precisión en levantamientos altimétricos de interior son muy variables y dependen de la finalidad de cada uno de ellos. PUNTOS A TENER EN CUENTA Se transmitirá la cota midiendo la profundidad del pozo. La red altimétrica interior dará cota a los vértices de los itinerarios.. CUENTA CON SU RED ALTIMETRICA Que tendrá como objeto dar cota a estos puntos y a todos aquellos que se precisen Métodos altimétricos . Métodos altimétricos

52. Empleamos la nivelación trigonométrica cuando los requerimientos de precisión no son muy estrictos ya que tiene la ventaja de que puede calcularse conjuntamente a los itinerarios planimétricos aprovechando el posicionamiento del equipo en los vértices de la red topográfica interna. Cabe precisar que también la podemos emplear si queremos calcular la Z(altura) de los puntos radiados, pero si hablamos de precisión el de nivelación geométrica es la más recomendada ya que tiende a ser un poco más precisa. a. NIVELACIÓN TRIGONOMÉTICA: 1. MÉTODO INDIRECTO:

53. casos particulares: El punto de estación y el punto visado se materializan en el piso de la estructura. Punto de estación = Desde donde se hace la observación o la medición, Punto Visado = Es el punto observado desde la estación.

54. siendo: • t : tangente topogr á fica. Ser á positiva en las visuales ascendentes y negativa en las descendentes. Se aplica con su signo. • φ : distancia cenital de la visual lanzada. • i : altura del instrumento. • m : altura del prisma respecto al suelo . El punto de estación y el punto visado se materializan en el piso de la estructura .

55. • m ’ : longitud del hilo de la plomada. • i ’ : coaltura del instrumento . El punto de estaci ó n y punto visado se localizan en el techo de la estructura.

56. • m ’ : longitud del hilo de la plomada. Naturalmente, si visamos directamente al punto situada en el techo, haremos m ’ = 0 . El punto de estaci ó n se encuentra en el piso y el punto visado en el techo de la estructura.

57. • i ’ : coaltura del instrumento. Es la altura desde el centro del anteojo del instrumento hasta el punto de estaci ó n situado en el techo. • m : altura del prisma desde el suelo. Como en los casos anteriores, t se aplica con su signo. En este caso, el desnivel est á medido con relaci ó n al techo de la labor. El punto de estación se encuentra en el techo y el punto visado en el piso de la estructura.

58. a . NIVELACIÓN GEOMÉTRICA : Como lo mencionamos anteriormente este método es muy útil para obtener mejores precisiones al momento de capturar los datos. En este método se manejan equipos independientes a los equipos de planimetría, que son especializados en la toma de diferencia de niveles desde un punto a otro. 2 . MÉTODO DIRECTO:

59. Nivelación de puntos con ubicación de miras desde la parte superior Se realiza la lectura de desniveles de dos puntos dentro de la estructura, donde las miras de medición se ubican desde la parte superior con el punto cero adherido al techo. Hay que tener en cuenta que las miras se sitúan al revés, con el origen en el techo. Donde: Δ𝑁 = Desnivel entre puntos. 𝐻𝐵 = Lectura distancia del techo a punto B. 𝐻𝐴 = Lectura distancia del techo a punto A. 𝑍𝐴 = Altura de punto de referencia. 𝑍𝐵 = Altura de punto observado. 𝑍 𝐵 = 𝑍 𝐴 + Δ 𝑁 Δ 𝑁 = 𝐻 𝐵 − 𝐻 𝐴 - CALCULAMOS EL DESNIVEL - OBTENEMOS LA ALTURA

60. Nivelación de puntos con ubicación de miras desde la parte inferior. Se realiza la lectura de desniveles de dos puntos dentro de la estructura, donde las miras de medición se ubican en la parte inferior o suelo. Donde: Δ𝑁 = Desnivel entre puntos. 𝑚𝐵 = Lectura distancia del suelo a punto B. 𝑚𝐴 = Lectura distancia del suelo a punto A. 𝑍𝐴 = Altura de punto de referencia. 234   𝑍𝐵 = Altura de punto observado. Δ 𝑁 = 𝐻 𝐴 − 𝐻 𝐵 𝑍 𝐵 = 𝑍 𝐴 + Δ𝑁 - CALCULAMOS EL DESNIVEL - OBTENEMOS LA ALTURA

61. 4. CONCLUSIONES

62. En la presente exposición hemos detallado algunos conceptos clave para el entendimiento del tema que hemos tratado: TIPOS DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS EN MINERÍA SUBTERRÁNEA Y SUS PROCEDIMIENTOS. Especificamos las características relevantes que hacen especial a la práctica topográfica en la minería subterránea. Precisamos los instrumentos y equipos usados en la topografía minera. Con respecto a los tipos de levantamientos topográficos, identificamos, los métodos planimétricos y altimétricos. En el primero describimos al método itinerario, de radiación, abscisas y ordenadas, poligonal y triangulación. Mientras que, con respecto a los métodos altimétricos, incluimos al método indirecto y directo.

63. 63 Gracias por su atención, cualquier consulta buscar en Google