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POLIGONACION SUBTERRANEA UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN DE HUAMANGA FACULTAD DE DE MINAS, Y CIVIL Departamento de de Minas y Civil de minera INFORME TECNICO N: 003 AL: Ing. QUISPE POMA, Jony Antonio Profesor del curso de DE LOS ALUMNOS: APARICIO PERALTA, Roy CRUZ QUISPE, Nelson CHAVEZ ORELLANA, MAUCAYL...

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POLIGONACION SUBTERRANEA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACUL ACULT TAD DE INGENIERÍA DE MINAS, GEOL GEOLOGÍA OGÍA Y CIVIL Departamento Académico de Ingeniería de Minas y Civil Área de Topografía minera

INFORME TECNICO N: 003 UNSCH/FFIMCG/EFPIM

AL:

Ing. QUISPE POMA, Jony Antonio Profesor del curso de Topografía-Minera MI-343

DE LOS ALUMNOS: 

APARICIO PERALTA, Roy



CRUZ QUISPE, Nelson



CHAVEZ ORELLANA, Ramón Mequías



MAUCAYLLE LAOPA, Yemerson



NUÑEZ VARGAS, Joel



QUISPE ALLCCA, Nancy



ROMERO MARTINEZ, Josue Rossel



SULCA RONDINEL ,Wiliam Michael



PEREZ SULCA. Jhon Evinson



CUSI CHAMBA, Juan Pablo



LAVADO ORE, Jordan Anthony



VILCA ZAMORA, Jose Luis

FECHA DE ENTREGA: 20-06-2017

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AYACUCHO-PERU 2017

POLIGONACION SUBTERRANEA (Transferencias de coordenadas y cotas)

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1. RESUMEN POLIGONAL SUBTERRANEA:

La tarea principal de la topografía minera es prestar un servicio laboral a las empresas mineras, realizando todos los tipos de trabajos topográficos durante la prospección, el diseño, la construcción, la explotación, etc. De las mismas; así como la solución, basada en los planos y documentos técnicos elaborados de acuerdo a los levantamientos y necesidades, de toda una serie de problemas de minería, tanto en los trabajos repreparación y de explotación.

El levantamiento topográfico se hace tanto en la superficie de las labores de exploración, como en las labores de explotación en el subsuelo y/o en la explotación a cielo abierto.

En este capítulo vamos a tratar los métodos planimétricos y altimétricos empleados para el levantamiento de las labores subterráneas y para la actualización de estos trabajos especialmente en lo que se refiere a la toma de avances de los frentes de explotación. La explotación correcta de una mina subterránea requiere una red, cuidadosamente planificada, de pozos, galerías, rampas y chimeneas o coladeros. Estas labores permitirán el acceso al yacimiento, la circulación de

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personal o maquinaria, la extracción de mineral y estéril, la ventilación de las labores.

Índice:

Contenido INFORME TECNICO N: 003 UNSCH/FFIMCG/EFPIM..................................................................................1 AL:

Ing. QUISPE POMA, Jony Antonio...............................................................................................1

Profesor del curso de Topografía-Minera MI-343..................................................................................................1 POLIGONACION SUBTERRANEA.......................................................................................................................................... 2 (Transferencias de coordenadas y cotas)......................................................................................................................... 2 1.

RESUMEN POLIGONAL SUBTERRANEA:.............................................................................................................. 3

2.

INTRODUCCION:............................................................................................................................................................. 5

3.

CUERPO DEL INFORME:......................................................................................................................................... 6

4.

AREA DE ESTUDIO:..................................................................................................................................................... 12

TENEMOS CUATRO CASOS........................................................................................................................................... 13 5.

METODOLOGIA DEL ESTUDIO:.............................................................................................................................. 16

18 6.

DATOS TOMADOS EN CAMPO:............................................................................................................................... 19

6.1

DATOS EN CUADRO EXCEL:............................................................................................................................... 19

7.

RESULTADOS:................................................................................................................................................................. 32

8.

ANÁLISIS DE RESULTADOS:..................................................................................................................................... 35

9.

CONCLUSIONES:........................................................................................................................................................... 36

10.

RECOMENDACIONES:................................................................................................................................................ 37

11.

BIBLIOGRAFÍA:............................................................................................................................................................. 38

12.

ANEXO:............................................................................................................................................................................. 39

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2. INTRODUCCION: La topografía subterránea se realiza en el campo de la ingeniería minera. En este capítulo se desarrollará exclusivamente lo referente a los levantamientos topográficos subterráneos, aunque se haga mención en algún momento a los trabajos de replanteo de los que se hablará en profundidad en el siguiente capítulo. Hay circunstancias en las que es necesaria la realización de un levantamiento topográfico subterráneo como ocurre en las explotaciones mineras, en las que es una obligación legal el mantener al día los planos de las labores, en el caso de ampliación o mejora de túneles. En principio los trabajos subterráneos siguen las mismas pautas que los realizados en el exterior, aunque con características especiales debidas a las condiciones mismas del trabajo bajo tierra. La falta de luz natural obliga a utilizar aparatos con iluminación interior, así como a identificar puntos a observar. En ocasiones las galerías son estrechas y los aparatos no se podrán estacionar sobre trípode para no obstaculizar el paso de maquinaria y personal. También suelen ser sinuosas, con lo que el trabajo será lento. Incluso se han ideado aparatos para facilitar este tipo de trabajos. Otros inconvenientes serán la humedad, los fuertes ruidos cuando hay maquinaria trabajando, o el silencio, la falta de ventilación..., características del trabajo a las que el topógrafo deberá habituarse.

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3. CUERPO DEL INFORME: 3.1 ESTADO DEL ARTE:

Aunque hayan sido estudiados en otras asignaturas, se incluye un breve recordatorio de algunos conceptos básicos. La explotación correcta de una mina subterránea requiere una red, cuidadosamente planificada, de pozos, galerías, rampas y chimeneas o coladeros. Estas labores permitirán el acceso al yacimiento, la circulación de personal o maquinaria, la extracción de mineral y estéril, la ventilación de las labores, etc. 3.2 POZOS:

Su finalidad suele ser la de conectar las instalaciones de superficie con el subsuelo. Se utilizan para la extracción de mineral y estéril, transporte de personal y maquinaria, ventilación, etc. Suelen ser verticales, aunque en algunos casos pueden seguir la inclinación del cuerpo mineral. Su diámetro puede variar entre 1 ó 2 metros, para pozos de servicio, hasta 8 ó 10 metros en minas importantes. Pueden tener secciones circulares o elípticas, que resisten mejor las presiones del terreno, o rectangulares, que presentan un mayor coeficiente de utilización. Pueden alcanzar varios centenares de metros de profundidad. Suelen llevar entibación, sobre la que se apoyan las guías por las que se mueven las jaulas o skips. 3.3 GALERÍAS:

Se utilizan para preparación de túneles, exploración, acceso de personal y maquinaria a los tajos, transporte de mineral y estéril, etc. En ellas se instalan las vías, transportes, conducciones, cables eléctricos, etc. Su forma puede ser trapezoidal o aproximadamente semicircular. Si las características del terreno lo exigen, se entiban. En el piso se excava un canal que permita la evacuación de aguas. Chimeneas y coladeros. - Sirven como conexiones, verticales o inclinadas, entre diferentes niveles de trabajo. Se perforan 7

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para permitir el transporte de mineral, de personal, para ventilación o para facilitar las labores de preparación. Tienen sección cuadrada, rectangular o circular. 3.4 RAMPAS:

Sirven para el acceso a las labores, sustituyendo o completando a los pozos, y para comunicar entre sí diferentes niveles. Su pendiente es inferior al 15% para permitir el movimiento de la maquinaria minera autopropulsada. En estas labores se emplean distintos sistemas de perforación, en los que no vamos a extendernos. En todos los casos, la perforación será dirigida y controlada por los topógrafos, que calcularán la dirección e inclinación de los trabajos y realizarán el replanteo de estos.

3.5 PLANOS REGLAMENTARIOS EN MINERÍA:

El Reglamento de Normas Básicas de Seguridad Minera, y las Instrucciones Técnicas Complementarias correspondientes, indican que en todo trabajo o explotación subterráneos deben existir los siguientes planos:  Plano topográfico de toda la superficie afectada por la explotación minera. Escala mínima 1/5.000. Deben figurar en él las obras exteriores y edificaciones de la mina, los poblados, carreteras, líneas eléctricas, cauces de agua, etc. Deben situarse los pozos y polvorines, con indicación de la cota. En este plano figurarán, asimismo, los límites del grupo minero.  Plano general de labores. - Escala 1/2.000. Debe representar las labores ejecutadas y en ejecución, identificando claramente aquellas que se encuentren abandonadas.  Plano de detalle de tajos y cuarteles. - Escala 1/1.000, normalmente. Se emplean proyecciones horizontales y verticales, secciones longitudinales y transversales.

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Cuando existen plantas distintas, se emplean colores distintos para diferenciarlas. En minas metálicas debe elaborarse un plano de metalizaciones, en proyección horizontal. Si existen varios cuerpos mineralizados se emplean proyecciones separadas para identificarlos claramente.  Plano general de ventilación. - Escala 1/5.000. Debe figurar la dirección de la corriente de aire y su distribución, caudales en litros/sg., etc.  Plano general de la red eléctrica.  Plano general de la red de aire comprimido.  Plano general de la red de comunicaciones interiores.  Plano general de la red de aguas, si procede.  Plano general de transporte. Plano general de exteriores. Todos ellos elaborados de acuerdo con la legislación vigente y acompañados de cualquier otro plano que la autoridad minera considere necesario. En las oficinas de la explotación minera debe disponerse de un ejemplar actualizado de cada uno de estos planos. 3.6 DISTRIBUCIÓN DE LA PLANIMETRÍA Y LA ALTIMETRÍA:

Todo levantamiento subterráneo debe apoyarse en una red exterior cuya función es dar coordenadas a todos los puntos de comunicación con el interior, así como hacer el Levantamiento de los detalles exteriores que se precisen. La red exterior planimetría constará de una triangulación, o un itinerario de Precisión, o ambas cosas a la vez, según sea la extensión de la zona, y se intentará que los puntos de comunicación con el interior coincidan con vértices de la triangulación o el itinerario; en la actualidad, también los sistemas de posicionamiento global (GPS) son perfectamente utilizables para estos trabajos, siendo su mayor ventaja el menor número de puntos a determinar. La red 9

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altimétrica tendrá como objeto dar cota a estos puntos y a todos aquellos que se precisen. La transmisión del trabajo del exterior al interior será directa, como simple prolongación de las redes tanto planimetría como altimétricas al interior, en el caso de que la comunicación sea a través de rampas o escaleras o incluso sea por las bocas

del túnel. Sin embargo, en ocasiones la comunicación será a través de pozos, sobre todo en el caso de minas; entonces el enlace constará de las siguientes fases: Desde el punto de vista planimetría habrá que transmitir coordenadas y acimut por los métodos que se estudiarán más adelante. Y desde el punto de vista altimétrico se Transmitirá la cota midiendo la profundidad del pozo. Por último, los trabajos en el interior constarán de un itinerario principal que se apoyará en los puntos transmitidos desde el exterior, unos itinerarios secundarios, para concluir con el levantamiento de los detalles. La red altimétrica interior dará cota a los vértices de los itinerarios. 3.7 ALTIMETRÍA:

Las cotas trigonométricas que se han obtenido con el cálculo de la triangulación o del itinerario tienen precisión suficiente para dar cota a los puntos radiados en el levantamiento de los detalles exteriores. Sin embargo será necesaria una nivelación por alturas que dé cota a los puntos de comunicación con el interior y a otros puntos, de los que se partirá cuando haya que realizar trabajos exteriores como el replanteo de rasantes de caminos o de rasantes de carriles, o para dejar cota de precisión en edificaciones o terrenos que se tema que puedan ser afectados por los hundimientos mineros en el caso de explotaciones mineras. 3.8 TRABAJOS DE ENLACE CON EL INTERIOR: 10

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Siempre que sea posible se partirá, en la realización del itinerario altimétrico, de puntos de Nivelación de Alta Precisión (NAP) y por supuesto la nivelación será cerrada entre dos puntos, o de ida y vuelta si sólo disponemos de uno conocido. Trabajos de enlace con el interior: Cuando la comunicación con el interior sea por las bocas (extremos) de un túnel o bien por rampas en una explotación minera, la transmisión de los datos del exterior al interior será directa, como simple prolongación de los itinerarios exteriores, tanto planimetría como altimétricos, al interior. Pero cuando la comunicación sea a través de pozos, las dificultades serán mayores, debido a la escasa longitud de los tramos a transmitir, obligada por el diámetro de los pozos, y a la gran profundidad de éstos sobre todo en minería (varios centenares de metros). A continuación, se describirán, para una mayor claridad, los distintos procedimientos o Métodos utilizados para la transmisión de la planimetría a través de un pozo, y posteriormente los utilizados para la transmisión de la altimetría, aunque se intuirá que en algún caso podría realizarse al unísono. 3.9 TRANSMISIÓN DE LA PLANIMETRÍA

Consistirá en trasladar al menos dos puntos, uno de los cuales sea de coordenadas (X,Y) conocidas y defina con el segundo una línea de acimut conocido. La precisión en la transmisión del punto de coordenadas conocidas dependerá de las necesidades impuestas por el tipo de trabajo a realizar y también del método utilizado. No obstante, la imprecisión obtenida se mantendrá como valor constante en la prolongación de los itinerarios interiores del túnel o de la mina, es decir, que no tendrá trascendencia en el levantamiento.

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No ocurrirá lo mismo en la transmisión del acimut, ya que un error o una precisión inferior a la exigida provocarán un giro en el itinerario interior y el error cometido irá aumentando progresivamente hasta el final de dicho itinerario. La transmisión del punto de coordenadas conocidas se suele efectuar dentro de las operaciones de transmisión del acimut, por lo que nos iremos refiriendo a esta fase en cada uno de los métodos de transmisión del acimut que a continuación se describen. La transmisión de (azimut es la operación más delicada y en la que deben extremarse al máximo las precauciones; como ya se ha comentado, un error en el acimut de partida imprime un giro a todo el itinerario, circunstancia posible de subsanar cuando el itinerario vaya encuadrado entre dos puntos conocidos. Pero si el itinerario fuese cerrado, por no haber más que una sola comunicación con el exterior, no habría medio de comprobar el giro. Este defecto puede tener muy graves consecuencias en el caso de replanteos: si se trata de las galerías de una mina y el error es grande puede conducir a litigios por invadir alguna concesión colindante; si se trata del replanteo de túneles, los cuales se suelen excavar desde las dos bocas para encontrarse en el centro, un error provocaría un encuentro defectuoso o, peor aún, si el error es grande, podría ocurrir que ambos túneles se cruzasen.

3.10

COMUNICACIÓN DIRECTA:

La transmisión del acimut se realiza por rampas o pozos inclinados, o como en el caso de túneles, por las bocas, o incluso por escaleras como en el del Metro, esta operación no ofrece grandes dificultades ya que se reduce a la simple prolongación de los itinerarios exteriores al interior, con un mayor o menor número de tramos según el caso. 3.11

COMUNICACIÓN POR UN POZO:

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Si la transmisión del acimut al interior de un túnel se lleva a cabo por pozos intermedios, o si se trata de orientar las labores mineras correspondientes a las diferentes plantas de un pozo vertical, el problema se complica y, según los medios de los que se disponga o de la precisión que se necesite, se le puede dar diferentes soluciones. Los métodos usuales para la transmisión del azimut son los siguientes: a) Por medio de plomadas b) Con taquímetro o teodolito c) Con rayo láser d) Con brújulas o declinatorias e) Por métodos giroscópicos El inconveniente común a todos los métodos de transmisión del acimut a través de un solo pozo, estriba en la corta longitud que puede tener el lado que sirve de base en el fondo de pozo, y que necesariamente es menor que el diámetro del mismo. 4. AREA DE ESTUDIO:

4.1 NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA .

Se emplea cuando los requerimientos de precisión no son muy estrictos. La nivelación trigonométrica tiene la ventaja de que puede efectuarse en paralelo a los itinerarios planimétricos, aprovechando las mismas puestas en estación, pero es menos precisa que la nivelación geométrica. También la emplearemos para calcular la cota de los puntos radiados. En función de que las referencias se sitúen en el techo o en el suelo.

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DH  D cos 2  ,

DV Dsen cos  ,

cota1 cotaA  i  ( DV  m)

Dónde: “DH” es la distancia Horizontal, “distancia estadimétrica, “DV” distancia vertical. En nuestro caso podemos encontrarnos con los siguientes casos: TENEMOS CUATRO CASOS:

4.2 PRIMER CASO:

El punto de estación (COTA 1) y el punto visado (COTA 2) se materializan en el piso de la labor. Como sabemos, si se lanza una visual a una mira o un prisma de reflexión total, el desnivel entre el punto visado “cota2” y el de estación “cota1” viene dado por:

a) Cuando la pendiente es ...