2. nociones generales

TOPOGRAFIA MINERA

SEMANA 2NOCIONES GENERALES

DOCENTE: ING. DANIEL ALEJANDRO ALVA HUAMÁN

LOGRO DE LA SESIÓN

Al término de la sesión, el estudiante elabora una síntesis de aspectos conceptuales de la topografía, a partir del análisis de la información revisada, de manera coherente.

¿Qué Condiciones de trabajo se tiene en los trabajos de minería y qué tipos de Iluminación se utiliza en la topografía minera?

¿ Cómo afecta la temperatura, el polvo a los trabajos en minería subterránea, y que gases nocivos están presentes?

¿Qué equipos se utiliza en la topografía minera?

¿Cuáles son los términos (NOMENCLATURA) de las labores mineras en subterranea y open pit (cielo abierto).

¿Qué es la planimetría y altimetría subterránea?

CONDICIONES DE TRABAJO:

Las condiciones de trabajo, incluidas la humedad ambiental, la presencia de radiaciones nocivas , la emisión de ruido; dependen tanto del mineral como de la roca encajante, de la profundidad de la mina y del uso de maquina.


ILUMINACIÓN:

ILUMINACIÓN COMPLEMENTARIA; esteAlumbrado aumenta el nivel de iluminación en el área determinada.

ILUMINACIÓN LOCALIZADA; proporciona un nivel de iluminación en el plano de trabajo.


TEMPERATURA:

Pueden ser incómodos para los operarios y afectar a los equipos, que estarán sometidos a condiciones adversas que facilitan su deterioro.


POLVO

es producido por: destrucción mecánica de rocas, detonar, machacar, cargar y descargar material, etc.

Minerales que producen polvos nocivos: asbesto, óxido de manganeso, minerales de niquel, berilio, fluorita , estaño, cuarzo, mercurio.


GASES NOCIVOS

• Radón• Metano• Monóxido de carbono

• Dióxido de carbono• Sulfuro de hidrógeno


2. INSTRUMENTOS Y ACCESOSRIOS, UTILIZACION DE INSTRUMENTOS

TOPOPGRAFICOS ESPECIALES


INSTRUMENTOS SIMPLESCINTAS MÉTRICAS Y ACCESORIOS:

Es la reproducción de un número determinado de veces (3,5,30,50,100)de la unidad patrón.Las cintas métricas se pueden clasificar en cuanto al graduación para la lectura, en:

o Cintas continuas: divididas en toda su longitud en metros, decímetros, centímetros y milímetros.

o Cintas por defecto (substracción): divididas al milímetro solamente en el primero y último decímetro, el resto de la longitud está dividido en metros y decímetros.

o Cintas por exceso, al igual que las cintas por defecto, están divididas en toda su longitud en metros y decímetros, y sólo el último decímetro está dividido en centímetros y milímetros. Este tipo de cintas posee un decímetro adicional graduado en centímetros y milímetros, colocado anterior al cero de la misma y con graduación creciente en sentido contrario a las graduaciones de la cinta


Generalmente las condiciones ideales para medición con cintas de acero son las siguientes:

Temperatura de 20ºCTensión aplicada a la cinta de 5 Kg. (10 lb)Cinta apoyada en toda su extensión

Difícilmente estas condiciones se logran en la medición de distancias, por lo que se hace necesario la utilización de diferentes accesorios, bien sea para hacer cumplir alguna de las condiciones o para medir y estimar la variabilidad de la cinta al ser utilizadas en condiciones diferentes a las ideales.

A continuación se describen algunos de los accesorios utilizados en la medición de distancias con cintas métricas


Tensiómetro. Termómetro.


ESCUADRAS:Son instrumentos topográficos simples

que se utilizan en levantamientos de poca precisión para el trazado de alineaciones y perpendiculares.

Tipos de escuadras:

Escuadra de agrimensor:


Escuadra de prisma:


Escuadra de doble prisma:

CLISIMETRO:Consta de un círculo vertical [A] con escala porcentual para medir pendientes y escala angular para medir ángulos verticales. El círculo está inmerso en un líquido especial contenido en un recipiente herméticamente sellado [B] y gira alrededor de un pivote [C]. Las lecturas al círculo se realizan a través de un ocular de lectura [D]. La colimación se verifica por coincidencia de la señal con el retículo de colimación.


BRÚJULA: Se utiliza fundamentalmente en la

determinación del norte magnético, direcciones y ángulos horizontales.

Se emplea en reconocimientos preliminares para el trazado de carreteras, levantamientos topográficos, elaboración de mapas geológicos


http://www.google.com.mx/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=-CgDuPmbcJVznM&tbnid=hbm4hV1VPdNcuM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://porlafilos.wordpress.com/2011/05/04/orientacion-profesional-bto/&ei=tIMsUrXxIefh4APZk4GADw&psig=AFQjCNELL7fdcIm0lzhmKdGYQ03kv1XFcA&ust=1378735412592264

http://www.google.com.mx/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=XMKcT5VJ-a-taM&tbnid=lUd03gi8pRBNNM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http://www.extremos.org.ve/Brujula-Brunton.html&ei=-YMsUoKfG_Gw4AO85YHIAg&psig=AFQjCNHrK_bqSrLQQljI2gjZCls2kfsfgQ&ust=1378735481483491

MIRAS VERTICALES:

Articulación para el pliegue


Miras horizontales:La mira horizontal de INVAR es un instrumento de precisión empleado en la medición de distancias horizontales


PLANÍMETRO:Es un instrumento manual utilizado en la determinación del área de figuras planas con forma irregular.


Jalones

Plomada metálica

Nivel de mano (nivel Locke)

Fichas:


INSTRUMENTOS PRINCIPALES

TEODOLITOS

El teodolito es un instrumento utilizado en la mayoría de las operaciones que se realizan en los trabajos topográficos.Directa o indirectamente, con el teodolito se pueden medir ángulos horizontales, ángulos verticales, distancias y desniveles.

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TEODOLITOS SOKKIA


TEODOLITOS BRÚJULA WILD CON MICRÓMETRO ÓPTICO


TEODOLITOS ELECTRÓNICOS

El desarrollo de la electrónica y la aparición de los microchips han hecho posible la construcción de teodolitos electrónicos con sistemas digitales de lectura de ángulos sobre pantalla de cristal liquido, facilitando la lectura y la toma de datos mediante el uso en libretas electrónicas de campo o de tarjetas magnéticas; eliminando los errores de lectura y anotación y agilizando el trabajo de campo.


ESTACIÓN TOTAL ELECTRÓNICA

Con una estación total electrónica se pueden medir distancias verticales y horizontales, ángulos verticales y horizontales; e internamente, con el micro procesador programado, calcular las coordenadas topográficas (norte, este, elevación) de los puntos visados. Estos instrumentos poseen también tarjetas magnéticas para almacenar datos, los cuales pueden ser cargados en el computador y utilizados con el programa de aplicación seleccionado. DOCENTE: ING. DANIEL ALEJANDRO ALVA HUAMÁN

ESTACIONES ROBÓTICASA principios de los años noventa, Geotronics introdujo en el mercado el Geodimeter System 4000, primer modelo de estación total robótica.

El sistema consiste en una estación total con servo motor de rastreo y una unidad de control remoto de posicionamiento que controla la estación total y funciona como emisor y recolector de datos. Tanto la estación como la unidad de control remoto se conectan por medio de ondas de radio, por lo que es posible trabajar en la oscuridad.


NIVELES

EL NIVEL TUBULAR O NIVEL TÓRICO:

Es un trozo de tubo de vidrio de sección circular, generado al hacer rotar un círculo alrededor de un centro O.

La superficie es sellada en sus extremos y su interior se llena parcialmente con un líquido muy volátil (como éter sulfúrico, alcohol etc.) que al mezclarse con el aire del espacio restante formauna burbuja de vapores cuyo centro coincidirá siempre con la parte mas alta del nivel.


NIVEL DE INGENIERO

En las operaciones de nivelación, donde es necesario el calculo de las diferencias verticales o desniveles entre puntos, al nivel tórico se le anexa un telescopio, una base con tornillos nivelantes y un trípode.

Los niveles difieren entre si en apariencia, de acuerdo a la precisión requerida y a los fabricantes del instrumento.


DISTANCIOMETROS ELECTRONICOS

A finales de la década del 40, se desarrollo en Suecia el GEODÍMETRO, primer instrumento de medición electrónico de distancias capaz de medir distancias de hasta 40 Km mediante la transición de ondas luminosas, con longitudes de onda conocida modulados con energía electromagnética.

Unos diez años más tarde, en sur Africa, se desarrollo el TELUROMETRO, capaz de medir distancias de hasta 80 Kms mediante la emisión de micro ondas.

Recientemente, con la introducción de los microprocesadores se han desarrollado nuevos instrumentos, mas pequeños y livianos, capaces de medir rápidamente distancias de hasta 4 Km con mucha precisión .


Los distanciómetros electrónicos se pueden clasificar en:

- Generadores de micro ondas (ondas de radio).- Generadores de ondas luminosas (rayos láser e infrarrojos).

Los distanciómetros de micro ondas requieren transmisores y receptores de onda en ambos extremos de la distancia a medir mientras que los instrumentos basados en la emisión de ondas luminosas requieren un emisor en un extremo y un prisma reflector en el extremo contrario.

DISTANCIOMETROS ELECTRONICOS


DISTANCIÓMETROS ELECTRÓNICOS DE SOKKISHA


3. USO EN LAS FASES DELA MINERIA, PROSPECCIÓN , EXPLORACIÓN ,

DESARROLLO, EXPLOTACIÓN, CIERRE.



LA TOPOGRAFÍA EN LAS FASES DE UN PROYECTOMINERO EXPLOTADO A CIELO ABIERTO

La topografía abarca desde los métodos clásicos de medición en terreno (instrumental convencional), la topografía aérea (levantamientos aerofotogramétricos para la exploración), hasta la revolucionaria tecnología satelital (imágenes satelitales para exploración, sistema G.P.S. para la georreferenciación de la actividad y en la administración y control de máquinas y equipos.

Todo profesional de la minería debe saber que el uso de la topografía es fundamental en todas las etapas del proyecto (exploración, constitución de la propiedad minera, desarrollo y en el plan de cierre y abandono de la mina).


Fases del desarrollo de un proyecto

minero a cielo abierto


1. PROSPECCIÓN MINERA Y EXPLORACIÓN.A. En la constitución de la concesión minera y en Declaraciones y/o

Estudios de Impacto Ambiental.

- En la constitución de la concesión minera de exploración y/o explotaciónpuntos de interés para Manifestaciones, confección de planos de solicitudes de

Sentencia Constitutiva,

- Replanteo de concesión de explotación.

- En el estudio y trazado de caminos de acceso al yacimiento.

- En los levantamientos topográficos necesarios para realizar el Estudio de Impacto Ambiental.

- En el emplazamiento general del proyecto (ubicación del rajo, botaderos, relaves, pilas de lixiviación, planta de tratamientos de minerales, subestaciones eléctricas, etc.).

La aplicación de la Topografía en las fases de unproyecto minero a cielo abierto.


B. Exploración superficial.- Imágenes satelitales, fotogramas y fotointerpretación.- Levantamiento topográfico del área a explorar (uso método clásico,

aerofotogramétrico o con sistema G.P.S.)

- Replanteo de perfiles geoquímicos, geofísicos (gravimétrico, resonancia magnética, de resistividad y sísmicos)

- .- Replanteo y levantamiento de sondajes.

- Levantamiento de estructura, afloramientos, muestreos, zanjas, etc.

- Apoyo terrestre en levantamientos aerofotogramétricos y satelitales.

C. Exploración subterránea.- Localización de sondajes en túneles en distintas direcciones.- Muestreos.


2. PROYECTO Y GEOLOGÍA.

A. Modelamiento Geológico.Para generar la envolvente geológica, se necesita conocer las concentraciones de leyes, los límites del cuerpo, su profundidad y forma, requiriendo la ubicación tridimensional del cuerpo el uso de la topografía.

B. Modelamiento Geomecánico.Para conocer las características mecánicas de las rocas y macizos rocosos (resistencia a la compresión, tracción, etc.), se necesita la topografía en:- Ubicación espacial del yacimiento y de las rocas adyacentes.- Información espacial de los sondajes.- Posición de perfiles geofísicos para definir la calidad de roca.- Definición de frecuencia de fracturas (técnica de línea de detalle y su posicionamiento).- Definición de la posición en la medición de esfuerzos (se requiere además

conocer magnitud y dirección de dicho esfuerzo).


C. Evaluación de Reservas

- Indirectamente participa la topografía, dado que la geoestadística utiliza herramientas de mapeo en un sentido espacial.- Plano de ubicación.- Plano de descripción geológica.- Planos de secciones longitudinales y transversales.- Planos estructurales y topográficos.- Plano de estimación poligonal.- Plano de curvas de concentración.- Plano de precisión con kriging.- Plano de bloques.- Plano de envolventes.- Plano en perspectivas.


3. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN MINERA.

A. Análisis técnico económico.- El fondo del rajo final queda determinado por la razón

Estéril/Mineral (E/M).

- La razón (E/M) está dada en función de las variables económicas y de seguridad.

- En la variable de seguridad se requiere especificar ángulos de talud final, altura de banco, anchura y pendiente de rampas, que es donde se aplica la topografía para replantear tales especificaciones.


4. Desarrollo de mina.

A. Diseño de la mina.En esta fase que incluye división del cuerpo en niveles, explotación de los bancos y tronadura específica para cada banco se requiere:- Topografía general del rajo (borde y pie de banco, rampas, control de piso, etc.)- Etapa de escarpe.- Replanteo y control de bancos.- Replanteo y levantamiento de malla de tronadura.- Cálculo de volumen.- Carguío y transporte (Despacho).- Definición de taludes apropiados.

Vista lateral de un tajo


5. EXPLOTACIÓN DE MINA

A. Trabajos topográficos de apoyo.- Levantamientos topográficos, Control de diseño de bancos.

B. En geología.- Replanteo y levantamiento de perfiles geofísicos.- Replanteo y levantamiento de sondajes, Levantamiento de estructuras, muestras,.

C. En geotecnia.- Control de estabilidad de taludes. Control de deformaciones.

D. En planificación.- Levantamiento de avance en las minas. - Cubicaciones (diarias, semanales o mensuales).- Planos de planificación (semanal, mensual, trimestral, anual, etc.)

E. Control de calidad.- Diseño de mallas de tronadura.- Muestreo de mineral en los pozos de perforación. - Replanteos en sectores mineralizados. - Levantamientos en avances diarios.

Proyección horizontal

Proyección vertical


6. BENEFICIOS.

A. Procesos metalúrgicos

- El emplazamiento de Plantas de procesos metalúrgicos requiere del montaje de grandes equipos, correas transportadoras, molinos de bolas, molinos de barras, celdas de flotación, chancadores, etc., que precisan de la topografía para su montaje, alineación y control.

- El emplazamiento, manejo y control de tranques de relaves, pilas y ripios de lixiviación.

B. Procesos de fundición y refinación

- También el emplazamiento de fundiciones y refinerías necesitan del montaje de grandes equipos.

- Preparación de canchas de escorias.

- Las grandes fundiciones, principales fuentes de contaminación, aportan al medio ambiente gran cantidad de arsénico, dióxido de azufre, cenizas y otros contaminantes gaseosos, que afectan a la salud humana, animal, vegetal, el suelo, etc., que para su estudio y monitoreo, precisan de la variable espacial (topografía), para establecer Planes de descontaminación y restauración de suelos.

Ejemplo de proyecto de explotación a 10 años plazo.


G. Otros trabajos.

- Control de cubicaciones.- Marcación de líneas de programas.- Levantamiento y control de pisos de palas y botaderos.- Planos diarios (para coordinar los diversos trabajos con operación mina).- Cubicación mensual (avance real del movimiento, movimiento y cálculo de índice estadístico (factor de carga, estadística, etc.)).- Levantamiento, replanteo y control de líneas de alta tensión.- En construcción de túneles para drenajes.- Preparación de playas de estacionamiento para maquinaria pesada.


7. PLAN DE CIERRE Y ABANDONO.

- La planificación del cierre y abandono de las actividades mineras requerirá de la topografía para obtener plano del diseño final del rajo, ubicación de los tranques de relaves, botaderos, depósitos de ripios y pilas de lixiviación.

- La ubicación de estaciones de monitoreo y el seguimiento varios años después del cierre de faenas y plantas mineras, requerirán del uso de la topografía.

1. Levantamiento inicial.

• Trabajos de exploración/investigación: Escalas 1/10.000 a 1/2.500.• Proyecto de explotación: 1/5.000 a 1/1.000.• Planes de restauración: 1/10.000 a 1/2.500.• Otros proyectos: 1/1.000 a 1/200. Incluye infraestructuras, instalaciones,

accesos y, eventualmente, algunas fases del plan de restauración.


2) Trabajos topográficos en la fase de proyecto.

• Apoyo a la investigación geológica:• Modelización y diseño de la explotación:• Proyectos de instalaciones, accesos, transportes, líneas eléctricas:

3) Trabajos topográficos en la fase de producción.

• Levantamiento de frentes de trabajo y vertederos: • Sondeos de control de leyes. Barrenos de voladura:• Control de estabilidad de taludes: • Nivelación de plantas: • Restauración:

Otra consideración se basa en tres etapas distintas de la actividad minera. Conviene señalar que esta división es una simplificación de la realidad,

4. NOMENCLATURA DE LAS LABORES MINERAS SUBTERRANEAS Y OPEN PIT

(FINES-USOS)


4. NOMENCLATURA DE LAS LABORES MINERAS EN SUBTERRANEA Y OPEN PIT (CIELO ABIERTO).

Bienes del dominio públicoEn virtud de la Ley serán bienes del dominio público, es decir, pertenecen al Estado y por lo tanto inalienables e imprescriptibles, las minas o yacimientos minerales de cualquier clase existentes en el territorio nacional.

Desbroce: Consiste en extraer y retirar de las zonas designadas todos los árboles, tocones, plantas, maleza, broza, maderas caídas, escombros, basura o cualquier otro material indeseable a juicio del Director de las obras.Veta: Filón de donde se extrae un metalPerforación voladura: Consiste en la utilización de maquinaria e instrumentos especializados para perforar la roca y colocar explosivos desintegrándola en fragmentos mas pequeños facilitando su utilización y movilización.Roca caja: En rocas magmáticas, el término se refiere a la roca o conjunto de estas que sirven de hospedadoras en los procesos de diferenciación magmática.


Mena: Es una reserva de minerales económicamente rentables en un determinado período.

Talud: Es un declive o inclinación de un terreno o muro.Operaciones periciales: Es necesario que los Peritos Mineros posean conocimientos suficientes que permitan realizar un peritaje minero eficiente, así como incentivar la utilización de métodos topográficos y geodésicos de precisión y el uso de posicionadores satelitales en las peraciones periciales mineras.Áreas de interés minero:Son áreas donde se puede desarrollar un proyecto minero por condiciones geológicas favorables.Tolva: Caja en forma de tronco de pirámide o de cono invertido y abierta por debajo, dentro de la cual se echan granos u otros cuerpos para que caigan poco a poco.Ganga: Materia inútil que acompaña a los minerales


Afloramiento: Porción de roca que se encuentra expuesta en la superficie.

Balastro (balasto): Capa de grava que se tiende para asentar y sujetar las traviesas de las vías férreas, o en las carreteras como base del pavimento.

Botaderos: Conjunto de escombros o desechos. Sitio donde se echan los escombros.

Cuerpo mineralizado: Es todo aquel que posee minerales económicamente rentables y se presentan en variadas formas como

vetas, diseminado, etc.

Briquetas: Masa de polvo aglomerado en frío, por medio de compresión muy fuerte en prensas especiales.

Coordenadas UTM: Coordenadas Planas Universales y Transversas deMercator.

Tajeo: Cortes a las rocas.


Exploración (actividad minera): Conjunto de trabajos administrativos, de gabinete y de campo, tanto superficial como subterráneo, que sean necesarios para

localizar, estudiar y evaluar un yacimiento. Explotación (actividad minera): Extracción de rocas, minerales o ambos,

para disponer de ellos con fines industriales, comerciales o utilitarios.

Echadero: Lugar donde se coloca el material tajeado.

Desmonte: Mineral de desecho amontonado en la boca de una mina

Lixiviación: Operación consistente en hacer pasar un solvente a través de una capa de material pulverizado, para extraer uno o varios constituyentes solubles en la misma.

Sinónimo de percolación. Minería: Es toda actividad de reconocimiento,

exploración y explotación de productos mineros.


5. PLANIMETRIA Y ALTIMETRIA SUBTERRANEA


Es la parte del trabajo topográfico que consiste en determinar la situación de los puntos del terreno en el plano de proyección XY. Los instrumentos y métodos topográficos planimétricos son los que se emplean para realizar las mediciones que nos van a permitir obtener una representación planimétrica del terreno.

Planimetría


Conjunto de operaciones por medio de las cuales se determina la elevación de uno o mas puntos respecto a una superficie horizontal de referencia dada.Estudia el conjunto de métodos y procedimientos para determinar y representar la altura o "cota" de cada punto respecto de un plano de referencia. Con la altimetría se consigue representar el relieve del terreno, (planos de curvas de nivel, perfiles, etc.).

Altimetría o nivelación


PLANIMETRIA Y ALTIMETRIA SUBTERRANEA

Métodos Planimétricos.

1.- Método itinerario.

Itinerario cerrado. Los itinerarios cerrados son aquellos en los que el punto final coincide con el inicial.

Itinerario encuadrado. En ocasiones se dispone de dos puntos de coordenadas conocidas, entre los que se puede establecer un itinerario encuadrado


2.- Método de radiación.

Emplearemos el método de radiación para completar el levantamiento de las distintas labores de interior. Se levantarán todos los detalles que deban

figurar en los planos de la explotación y también aquellos que puedan ser relevantes para las labores de investigación (fallas, contactos, etc.) y de planificación minera (secciones, perfiles, etc.).


3.- Método de abscisas y ordenadas.

Este método puede aplicarsecuando 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.


Métodos altimétricos.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.

Cuando el punto de estación y el punto visado se materializan en el piso de la labor.

Cuando el punto de estación se materializa en el piso y el punto visado en el techo de la labor.

Cuando el punto de estación se materializa en el techo y el punto visado en el piso de la labor.

Cuando ambos puntos se materializan en el techo.


1.- Nivelación geométrica.

Se emplea en los casos en que los requerimientos en precisión altimétrica

sean grandes.Se realizan itinerarios altimétricoscon

nivel, independientes de los planimétricos, tal como se hace en topografía exterior

Nivelación por el piso de la labor. Nivelación por el techo de la labor.


¿Qué Condiciones de trabajo se tiene en los trabajos de minería y qué tipos de Iluminación se utiliza en la topografía minera?

¿ Cómo afecta la temperatura, el polvo a los trabajos en minería subterránea, y que gases nocivos están presentes?

¿Qué equipos se utiliza en la topografía minera?

¿Cuáles son los términos (NOMENCLATURA) de las labores mineras en subterranea y open pit (cielo abierto).

¿Qué es la planimetría y altimetría subterránea?

LOGRO DE APRENDIZAJE

REFLEXIÓN

¿Qué aprendimos en la clase de hoy?

¿Para que servirá lo aprendido en la carrera de Ingeniería de Minas?

APLICACIÓN

Elabora en un papel A4 un TFDO resumen de la clase.

TÍTULOFUNDAMENTACIÓN DESCRIPCIÓN

OPINIÓN

¿Porqué y/o para qué servirá el estudio de la topografía minera?

• La topografía minera es……….

• La los equipos utilizados son……..

Considero que la topografía minera….. ……….

2. nociones generales

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