t.m.m. Capitulo Ix

CAPITULO IXTOPOGRAFIA MINERA

ASIGNATURA: TOPOGRAFÍA MINERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCANORTE DE LA UNIVERSIDAD PERUANA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería de Minas

Docente: Ing. Armando Bohorquez Huara

Cajamarca, Noviembre 2014

TOPOGRAFIA MINERA

OBJETO DE LA TOPOGRAFÍA MINERA

• LA TOPOGRAFÍA MINERA SE OCUPA DE LAS OPERACIONES DE MEDIDAS Y DE LEVANTAMIENTOS DE PLANOS QUE SE NECESITAN EN LOS TRABAJOS DE PREPARACIÓN Y DE EXPLOTACIÓN DE LAS MINAS.

• SE TRATA PUES, DE UNA RAMA DE LA TOPOGRAFÍA PLANA, EN LA CUAL SE ADAPTAN LOS INSTRUMENTOS Y MÉTODOS EMPLEADOS EN LOS LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SUPERFICIALES, A LAS CONDICIONES DE UN TRABAJO QUE DEBE REALIZARSE CASI SIEMPRE BAJO LA SUPERFICIE DEL SUELO.

• SUPONGO QUE UDS. YA ESTÁN FAMILIARIZADOS CON LOS INSTRUMENTOS Y MÉTODOS DE TRABAJO DE LA TOPOGRAFÍA SUPERFICIAL, DE MANERA QUE SOLO TRATAREMOS DE SUS APLICACIONES A LOS TRABAJOS MINEROS.

ETAPAS DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

ETAPAS

1. EL TRABAJO DE CAMPO: Recopilación de datos o la localización de puntos

Minería superficial

Minería subterránea

ETAPAS DE UN LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

ETAPAS

1. EL TRABAJO EN OFICINA: Comprende el calculo y el dibujo

OBJETIVO DE LA TOPOGRAFIA MINERA

• LA TOPOGRAFÍA MINERA SE OCUPA DE LAS OPERACIONES DE MEDIDAS Y DE LEVANTAMIENTOS DE PLANOS QUE SE NECESITAN EN LOS TRABAJOS DE PREPARACIÓN Y DE EXPLOTACIÓN DE LAS MINAS EN LA CUAL SE ADAPTAN LOS INSTRUMENTOS Y MÉTODOS EMPLEADOS EN LOS LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SUPERFICIALES, A LAS CONDICIONES DE UN TRABAJO QUE DEBE REALIZARSE CASI SIEMPRE DEBAJO DE LA SUPERFICIE DEL SUELO.

• SUPONGO AQUÍ QUE UDS. ESTÁN YA FAMILIARIZADOS CON LOS INSTRUMENTOS Y MÉTODOS DE TRABAJO DE LA TOPOGRAFÍA SUPERFICIAL, DE MANERA QUE TRATAREMOS DE SUS APLICACIONES A LOS TRABAJOS MINEROS.

MÉTODOS GENERALES DE LEVANTAMIENTO

• Los métodos empleados en los levantamientos subterráneos son, en principios, los mismos empleados en la topografía de la superficie; a saber, se establece un cierto número de puntos o estaciones que forman una red topográfica y apoyándose en esos puntos se hace el levantamiento de todos los detalles que deben figurar en el plano.

• Tal como en la topografía de la superficie, en los levantamientos subterráneos se procede yendo del conjunto hacia los detalles, a fin de evitar la acumulación excesiva de errores.


• En los levantamientos superficiales la red topográfica de apoyo puede estar constituida por los vértices de un sistema de triángulos (triangulación) o por los vértices de un sistema de polígonos (poligonación);

En cambio,

• En los levantamientos subterráneos se emplea exclusivamente la poligonación, que resulta el único método aplicable cuando se trata de un levantamiento topográfico largo y estrecho, como el que pueda realizarse por las galerías y demás labores de una explotación minera


• Las longitudes de los lados de los polígonos que constituyen las redes de apoyo en los levantamientos subterráneos se miden directamente empleando la cinta de acero, se utiliza de preferencia una cinta de acero de 50 metros de longitud, de poco peso, de unos 5 milímetros de ancho, o mejor un juego de dos cintas, una de 50 metros y otra de 20 metros de longitud que se emplean de acuerdo con la longitud de las distancias a medir.

MÉTODOS GENERALES DE LEVANTAMIENTOángulos horizontales

• Los ángulos horizontales en los vértices o estaciones de la línea poligonal se miden con el teodolito.

MÉTODO DE ACIMUTESMÉTODO DE ÁNGULOS A LA

DERECHA


Para la medida de ángulos horizontales se emplea generalmente ya sea

que permite emplear fácilmente la repetición o reiteración en la medida de los ángulos.


Método de los acimutes• El “método de los acimutes” se parte de

una línea, cuyo azimut magnético o geográfico es conocido.

• Sea AB (fig.1) esta línea, la cual la estación A puede estar ubicada a la entrada de una labor minera y estar conectada con el levantamiento de la superficie, siendo B, C, D, etc., estaciones pertenecientes al levantamiento subterráneo.

• Con el instrumento en estación en A se hace coincidir el cero del limbo con el cero de la alidada del teodolito, se visa a N y se fija el limbo; soltando ahora la alidada del teodolito se visa a B, de manera que en el limbo se lee el azimut Z de la dirección AB.

N

z

z’z

z’z”

z”

A

B

B’

C’

C

D

• Se fija la alidada en esta posición y se transporta el instrumento a la estación B, se suelta el limbo, se voltea el anteojo, se visa a A y se fija el limbo.

• Al voltear el anteojo a su posición normal este apuntara en la dirección B’, leyéndose en limbo el azimut Z de la dirección AB.

• Si ahora se suelta la alidada y se visa a la estación C, se leerá directamente en el limbo el azimut Z de la dirección BC. De la misma manera se procede al transportar el instrumento a las estaciones C, d, etc., de manera que todas las lecturas hechas en el limbo dan directamente los acimutes con respecto a la dirección de referencia AN, no necesitándose reducciones previas para calcular nuevamente las coordenadas de los puntos de estación.


Método de los acimutes

• En métodos de ángulos a la derecha se parte también de una línea AB de azimut Z conocido (Fig. 2).

• Estando el instrumento en estación B se hace coincidir los ceros del limbo y de la alidada y se fija la alidada; luego se visa a A, se fija el limbo, se suelta la alidada y se visa a C.


Método de ángulo a la derecha

A

B

C

D

z

N

• En un instrumento cuya graduación va de izquierda a derecha (que es el caso corriente), en esa posición se leerá en el limbo horizontal el ángulo ABC de izquierda a derecha .

• Operando del mismo modo, con el instrumento en estación en C se leerá el ángulo BCD de izquierda a derecha y así sucesivamente.

• En este método los ángulos horizontales se cuentan de cero en la estación anterior o de atrás y en el sentido de izquierda a derecha (sentido de las agujas del reloj), cuando la graduación del limbo del instrumento esta hecha también en dicha dirección.

N



• Para el calculo de las coordenadas de los puntos se necesita obtener previamente los acimutes de las líneas BC, CD, etc., con respecto a la línea de referencia AN; y se recordara que para obtenerlos se sigue la regla siguiente:

• al azimut Z de la dirección conocida AB se le suma el ángulo a la derecha en B; si esta suma es mayor a 180°se resta 180°; si es menor, se suman 180° y el resultado es el azimut de la línea BC; conocido el azimut de BC se calcula con la misma regla el azimut de CD, empleando esta vez el ángulo en C y así sucesivamente.



N

• La lectura de los ángulos verticales en el limbo vertical del teodolito es necesaria para reducir a la horizontal las distancias inclinadas medidas con la cinta y para hallar las diferencias de altura entre las estaciones.

MÉTODOS GENERALES DE LEVANTAMIENTOángulos VERTICALES


• La precisión obtenida en la lectura de los ángulos verticales, con un instrumento que permite la lectura directa al minuto, es suficiente para reducirlas distancias inclinadas a la horizontal, cuando la inclinación no es muy grande, pero hay que tomar especial cuidado cuando el ángulo vertical pasa de 30°; hay que tomar también precauciones especiales cuando la medida del ángulo vertical va a servir para calcular las diferencias de altura entre las estaciones.


• Se sabe que la medida de ángulos verticales es la parte menos precisa del trabajo hecho con el teodolito y aun en un trabajo muy cuidadoso, la precisión obtenida es siempre menor que la simple lectura de un ángulo horizontal, por lo que debe ponerse especial cuidado en su medida.

• Cuando sea posible debe calcularse las diferencias de

altura empleando un nivel, porque esas

diferencias tiene una gran importancia en los trabajos mineros; sin embargo, no siempre las condiciones locales permiten el empleo de nivel y no hay otra manera de obtener las diferencias de altura entre las estaciones que por medio de la angulación vertical.

POLIGONACION SUBTERRANEA POR EL METODO DE LAS PLOMADAS

MÉTODO DE LA PLOMADA

• El método de la plomada, empleado en los trabajos subterráneos no difiere, en principio, del método de poligonación utilizado en los trabajos superficiales, según el cual se miden las distancias con la cinta de acero y los ángulos azimutales con el teodolito, empleándose las lecturas de los ángulos verticales para reducir a la horizontal las distancias medidas.


• En los trabajos subterráneos conviene tener, todos los puntos de estación o vértices de la poligonal en el techo, colocándolos en el piso únicamente cuando las condiciones locales obliguen a ello, por ejemplo cuando existan tajeos o excavaciones grandes en el techo.

MÉTODO DE LA PLOMADAse procede de la manera siguiente:

• las visuales se toman hacia la cuerda de la plomada para las estaciones en el techo, o hacia un objeto adecuado colocado verticalmente sobre la señal cuando las estaciones están sobre el piso, colocando el cruce de los hilos del retículo del instrumento en coincidencia con un punto bien definido, tal como un nudo en la cuerda de la plomada.


• leyéndose el correspondiente ángulo en el limbo vertical y midiendo la distancia desde el centro del eje horizontal de rotación del anteojo hasta el punto visado;

• se toma además las alturas del instrumento y de la señal visada con respecto a los puntos de estación, contándose esta altura como positiva cuando la estación está en el piso y como negativa cuando la estación está en el techo.


• La distancia inclinada medida en estas condiciones dará la distancia horizontal entre las dos estaciones multiplicándola por el coseno del ángulo de inclinación leído en el limbo vertical del instrumento;

• Esa misma distancia multiplicada por el seno del mismo ángulo dará una distancia vertical que, combinada con la altura de instrumento y la altura de señal visada, dará la diferencia de alturas entre los dos puntos de la diagonal.

• DONDE:

𝒄𝒐𝒕𝒂𝑩=𝒄𝒐𝒕𝒂 𝑨+ (±𝑨𝑰 )+(±𝑫𝑽 )− (± 𝑨𝑺 )

Si queremos hallar la cota del punto B, cuando el instrumento esta en el punto A, puede encontrarse Empleando la siguiente formula general

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(+𝐴𝐼 )+ (−𝐷𝑉 )− (+𝐴𝑆 )

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(+𝐴𝐼 )+ (+𝐷𝑉 )− (+ 𝐴𝑆 )

A y B en el piso

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(− 𝐴𝐼 )+(−𝐷𝑉 )− (−𝐴𝑆 )

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(− 𝐴𝐼 )+(+𝐷𝑉 )− (−𝐴𝑆 )

A y B en el techo

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(+𝐴𝐼 )+ (−𝐷𝑉 )− (−𝐴𝑆 )

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(+𝐴𝐼 )+ (+𝐷𝑉 )− (− 𝐴𝑆 )

A en el piso y B en el techo

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(− 𝐴𝐼 )+(−𝐷𝑉 )− (+𝐴𝑆 )

𝑐𝑜𝑡𝑎𝐵=𝑐𝑜𝑡𝑎 𝐴+(− 𝐴𝐼 )+(+𝐷𝑉 )− (+𝐴𝑆 )

A en el techo y B en el piso

MÉTODO DE LA PLOMADACUADERNO DE CALCULOS

STN(1)

Ang. Aztl.(2)

Azimut

(3)

Cinta(4)

Ang. Vert.(5)

Dist. Hz(6)

Dist. V.(7)

A.I.(8)

A.S.(9)

Cota Ins.(10)

Cota Pto.(11)

Coords. Parciales

Coords. Absolutas

X (12)

Y(13)

X(14)

Y(15)

215°15’123°11’328°27’180°

35.03- .01

27.134 4.522 0.018

12.797 2.133 0.008 1215.1

8- 0.58

1214.60+ 14.941229.54- 1.48

11.019 0.367 0.220 0.026

27.903 0.930 0.558 0.065

87 123°11’ 158°27’136°29’294°56’180°

35.02

35.17- .01

+25°15’

31.67628.444 2.844 0.095 0.057

+14.938 9.536 0.955 0.092 0.019

-0.58 +1.48 1214.60

1228.06+ 1.15

1228.061229.21- 10.6

01218.61

+11.632 27.204 0.907 0.363 0.036

-29.456 12.647 0.421 0.169 0.017

1528.92

+ 28.51

2335.26

-13.25

88 136°29’ 114°56’

33.16 -18°32’ 31.440 -10.600

+1.15 -0.23 1229.21

1218.84

+28.510

-13.254

1576.43

2322.01

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