Estacion Total 6u6c2z

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

Escuela Profesional De Ingeniería De Minas

INFORME DE CAMPO TOPOGRAFIA MINERA SUPERFICIAL Y SUBTERRANEA Docente: Ing. Ing. José Félix Arocutipa Q. Presentado por: Ramos Rosas Fidel

Semestre: IV

PUNO-PERU 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas

ÍNDICE INTRODUCCIÓN OBJETIVOS 1.

2.

3.

INSTRUMENTOS Y RIOS....................................................................3 1.1.

Estación total.......................................................................................... 3

1.2.

Teodolitos electrónicos:..........................................................................5

1.3.

Estación total electrónica:......................................................................5

1.4.

Equipos scan laser.................................................................................. 5

1.5.

Plomada metálica:.................................................................................. 6

1.6.

Jalones:................................................................................................... 7

1.7.

Pintura:................................................................................................... 7

1.8.

Tarugos:.................................................................................................. 7

1.9.

Wincha metálica:.................................................................................... 7

1.10.

Flexometro:......................................................................................... 8

1.11.

Cordel :................................................................................................ 8

UBICACIÓN DE BOCAMINA Y GALERÍAS.........................................................8 2.1.

MARCADO DE ESTACIONES.....................................................................8

2.2.

SEÑALES................................................................................................. 9

LEVANTAMIENTO REDES DE TRIANGUACIÓN.................................................9 3.1.

4.

Red de triangulación............................................................................. 10

POLIGONACION SUBTERRÁNEA...................................................................13 4.1.

MÉTODOS TOPOGRÁFICOS SUBTERRÁNEOS.........................................13

4.1.1.

MÉTODO DE LA PLOMADA..............................................................14

4.1.2.

MÉTODO PLANIMÉTRICO................................................................14

4.1.3.

MÉTODO DE RADIACIÓN.................................................................14

5.

ELABORACIÓN DE PLANOS CON AUTOCAD LAND.......................................16

6.

CONCLUSIONES........................................................................................... 21

7.

BIBLIOGRAFIA............................................................................................. 21

8.

LINKOGRAFIA.............................................................................................. 22

2


INTRODUCCIÓN Las aplicaciones de levantamientos en minería subterránea son muchas sin embargo se pueden caracterizar por diferentes procedimientos y metodologías para adecuarnos con las herramientas que proporciona la tecnología moderna que avanza a pasos agigantados, por ello estar acorde con el cambio de software y hardware será de mucha ayuda y utilidad; un ejemplo de ello es la estación total. Esta parte de la asignatura pretende estudiar la aplicación de las técnicas topográficas con teodolito en trabajos o levantamientos subterráneos con la ayuda de señalizaciones e otros instrumentos. La estación total es un instrumento de medición mecánico-óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada. Con otras herramientas auxiliares puede medir distancias y desniveles. Es portátil y manual, está hecho para fines topográficos. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetría puede medir distancias. Uno de los equipos más modernos y sofisticados que hay en la actualidad.

OBJETIVOS 

Objetivo General: Dar a conocer las diferentes aplicaciones de la estación total en un levantamiento topográfico de una galería. Dar a conocer los procedimientos y metodologías adecuados para un levantamiento subterráneo con estación total.

1. INSTRUMENTOS Y RIOS 1.1. Estación total

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas La estación total South NTS-S360L / R está integrada con diversos programas de medición, junto con funciones de conservación de datos y la configuración de parámetros, que pueden ser aplicados ampliamente en diversos trabajos de topografía profesionales y de ingeniería. Usted puede empezar su trabajo inmediatamente después de que el instrumento esta encendido con el circulo de codificación absoluta. La información del ángulo se guardara incluso si el equipo es apagado accidentalmente durante el trabajo. Posee una tarjeta SD que proporciona una rápida velocidad de transferencia de datos. Puede guardar los datos de diferentes tipos de trabajo

Partes de estación total 4


1.2. 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 líquido, 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. La figura 2.24 muestra el teodolito electrónico DT4 de SOKKIA. 1.3. Estación total electrónica: La

incorporación

distanciómetros

de

electrónicos

microprocesadores en

los

y

teodolitos

electrónicos, ha dado paso a la construcción de las Estaciones Totales. 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. La figura 2.25 muestra la estación total Wild T-1000 con pantalla de cristal líquido, tarjeta de memoria magnética para la toma de datos y programas de aplicación incorporados para cálculo y replanteo. 1.4. Equipos scan laser Hoy en día existen equipos capases de realizar el levantamiento de una sección en detalle como por ejemplo las estaciones totales con rebote, esto quiere decir con la capacidad de medir sin prismas o los sistemas scan laser.

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Este escáner Laser puede ser usado para escanear edificios, formaciones rocosas, etc., y producir un modelo 3D. El LASER apunta su rayo en un amplio rango horizontal. Su cabeza rota horizontalmente, un espejo se mueve verticalmente hacia arriba y hacia abajo. El rayo LASER es usado para medir la distancia al primer objeto que encuentre en su trayectoria. 1.5. Plomada metálica (3 unidades): Instrumento con forma de cono, construido generalmente en bronce, con un peso que varía entre 225 y 500 gr, que al dejarse colgar libremente de la cuerda sigue la dirección de la vertical del lugar, por lo que con su auxilio podemos proyectar el punto de terreno sobre la cinta métrica.

1.6. Jalones: 6

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas Son tubos de madera o aluminio, con un diámetro de 2.5 cm y una longitud que varía de 2 a 3 m. Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas de unos 30 cm y en su parte final poseen una punta de acero. El jalón se usa como instrumento auxiliar en la medida de distancias, localizando puntos y trazando alineaciones.

1.7. Pintura: De colores notables como por ejemplo: blanco, rojo

1.8. Tarugos: Piezas especiales para la señalización.

1.9. Wincha

metálica:

Instrumento

para

medir

distancias entre 20-50m, pueden ser de lona o metálicas

1.10. Flexometro: Instrumento que sirve para medir distancias cortas entre 3-5m, similar a una cinta métrica, construido en chapa metálica flexible. 7


1.11. Cordel : De una distancia 3-5 m. y adecuados

2. UBICACIÓN DE BOCAMINA Y GALERÍAS La ubicación de puntos en la bocamina, galerías y cruceros debe realizarse cuidadosamente de manera que resulten visibles las vistas adelante y atrás, deben colocarse estratégicamente para poner el detalle y la posibilidad de tener que hacer conexiones con otras poligonales cerradas o red de triangulación superficial de primer orden. Los puntos de estación deben ser pintados con un circulo alrededor de cada punto si está en el techo, si está en el piso, debe colocar una línea vertical en la pared y el numero respectivo de la estación o clavar en la madera una placa metálica numerada 2.1. MARCADO DE ESTACIONES En topografía subterránea es muy habitual que las señales que marcan los puntos de estación no se puedan colocar en el suelo, ya que el paso de personal y de maquinaria podría hacerlas desaparecer. Por ello se colocan, normalmente, en el techo de las labores, sobre los durmientes o en el marco de madera (sombrero); utilizando una plomada para proyectarlas sobre el piso. -Si en la labor hay agua ácida los puntos de estación deben marcarse con alcayatas o remaches de cobre (estacas). - Las estaciones marcadas en el techo de la labor deben ser fáciles de localizar y no estar expuestas a desaparecer.

2.2. SEÑALES

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas Las señales deben estar constituidas por una luz o dispositivos que permiten iluminarlas como las lámparas. Si la plomada está colgada del punto de estación al techo, para que resulte visible, se coloca detrás de ella una superficie blanca que se ilumine desde un lado con una lámpara; cuando el punto esta sobre el piso de la labor se puede utilizar una varilla de Fe o simplemente un lápiz colocado sobre la cabeza del clavo del punto e iluminarlo con la lámpara

3. LEVANTAMIENTO REDES DE TRIANGUACIÓN La triangulación es una técnica basada en las mediciones de ángulos; es el procedimiento en el cual las líneas de levantamiento forman figuras triangulares de las cuales se miden los ángulos y los lados se calculan trigonométricamente partir de un lado conocido o medido llamado base. Antes de la mitad del siglo XX, fue el método más común para establecer las redes de control geodésico y para el cálculo preciso de los puntos. En los controles geodésicos antiguos, la posición y la orientación eran establecidas de las observaciones astronómicas de latitud, longitud y azimut en un datum. Han sido remplazados por los métodos de satélite. Aunque debe ser tomada en cuenta cuando se trate de ajustar una red de triangulación antigua a una presente con las observaciones del GPS, puede haber diferencias de varios metros (2 ó 3). Actualmente, las redes de triangulación a gran escala han sido sustituidas por el Sistema global de navegación por satélite (GNSS), establecidos desde la década de 1980. Sin embargo, muchos de los puntos de control de los anteriores estudios aún perduran como valiosos elementos históricos

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La forma más antigua de triangulación consistía en una serie de observaciones como en la figura, con un número relativamente pequeño de lados medidos (líneas de base) y un gran número de medidas angulares. Cuando el levantamiento se hace haciendo uso del polígono acumularía errores que hacen inexacto el método, existen diferentes órdenes de triangulación de los cuales la triangulación de cuarto orden es la que corresponde a la triangulación topográfica 3.1. Red de triangulación Una red de triangulación se forma cuando se tiene una serie de triángulos conectados entre sí, de los cuales se pueden calcular todos los lados si se conocen los ángulos de cada triángulo y la longitud de la línea “base”. No 10

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas necesariamente han de ser triángulos las figuras formadas; también pueden ser cuadriláteros (con una o dos diagonales) o cualquier otro polígono que permita su descomposición en triángulos.

El diagrama proporciona una gran cantidad de redundancia; cada cuadrilátero diagonal-doble tiene tres verificaciones creadas al sumar o restar valores. Se debe medir otra línea al final para confrontar su longitud medida directamente y la calculada a través de la triangulación, lo cual sirve de verificación. La precisión de una triangulación depende del cuidado con que se haya medido la base y de la precisión en la lectura de los ángulos. Los ángulos de cada triangulo deben sumar 180º; debido a pequeños errores inevitables, esto no se logra exactamente y, así, se presenta un pequeño error en cada triangulo (cierre en ángulo). De acuerdo con el grado de precisión deseada, este error tiene un valor máximo tolerable. También se puede encontrar el error de cierre en lado o cierre de la base, o sea, la diferencia que se encuentra entre la base calculada, una vez ajustados los ángulos, y la base medida, expresada unitariamente.

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Una red de control con las características de la figura tendría lados con longitudes de entre 15 a 25 Km, con errores de cierre de triángulo de ± 1” a ± 2”; esto se llamó triangulación de primer orden. La siguiente tendría lados más cortos (de 10 a 15 km) con errores de cierre desde ± 2’’ a ± 4’’; estos son llamados triangulación de segundo orden. También existe triangulación de tercer orden y cuarto orden con lados más cortos y más altas tolerancias ± 5’’, en la de tercer orden y de ± 10’’, para triangulación de cuarto orden. Algunas veces pueden ser usados y aprovechados los que ya hayan sido realizados por los organismos oficiales y competentes (Mem. Catastro, Ingemmet (Inacc), Ign. etc. Ampliación o reducción desde bases de una triangulación primarias y/o secundarias. Enlace por medio de una triangulación o poligonación cerrada y/o conjugando Tener en cuenta: Lados más cortos y altas tolerancias

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Objetivo: determinar el plano topográfico en planimetría y altimetría

4. POLIGONACION SUBTERRÁNEA Una poligonal es una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se han determinado a partir de mediciones en el campo. Es uno de los procedimientos fundamentales más utilizados en la práctica para determinar las posiciones relativas de puntos en el terreno. Lo primero a realizar en una labor subterránea, es enlazar el primer punto a la red de triangulación. Luego para ingresar a la labor se continúa con ángulos a la derecha. Los puntos ubicados estratégicamente punto estación, punto atrás y punto delante de manera que sean observables los tres puntos entre sí. 4.1. MÉTODOS TOPOGRÁFICOS SUBTERRÁNEOS Mucho antes de que comiencen las labores de extracción de la mina es necesario realizar un levantamiento topográfico de superficies de la zona que será afectada por la explotación o por la labor subterránea en cuestión. En ésta sección del 13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas informe trataremos los diferentes métodos planimétricos y altimétricos empleados para el levantamiento de las labores subterráneas y para la actualización continua de estos trabajos. 4.1.1. MÉTODO DE LA PLOMADA El método de la plomada consiste en colocar las plomadas en los puntos topográficos subterráneos, la diferencia con la poligonación superficial es que la altura del instrumento se mide del techo en dirección de la plomada el cual debe caer en el centro del instrumento, punto central existente sobre el anteojo del teodolito. Y en el caso de la vista atrás, adelante, las señales también deben colocarse a la altura del instrumento. 4.1.2. MÉTODO PLANIMÉTRICO La distribución de las labores subterráneas hace inviable, en la mayoría de casos, la aplicación del método de intersección para el levantamiento planimétrico de vértices en interior. En ocasiones se emplea la intersección directa para el levantamiento de puntos de difícil y en los cuales resultaría difícil, e incluso peligroso, situar una señal de puntería. El procedimiento operativo consiste en estacionar en dos puntos conocidos, tan alejados entre sí como sea posible, visar y desde cada uno de ellos al otro punto conocido y al punto que se desea medir. Como sabemos, las coordenadas planas de este último punto pueden calcularse a partir de los dos puntos conocidos y de las lecturas horizontales obtenidas. Esta operación puede realizarse también, como hemos visto, con distanciómetros o estaciones totales láser, siempre que la distancia al punto de estación no supere el alcance del equipo. 4.1.3. 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, os, etc.) y de planificación minera (secciones, perfiles, etc.). 14

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas El método de radiación se aplica desde las estaciones de los itinerarios. Como sabemos, se puede trabajar con el instrumento topográfico orientado, midiendo directamente los azimutes de las alineaciones visadas. Si optamos por no orientar el instrumento, será preciso lanzar una visual a una dirección de acimut conocido (normalmente la estación anterior del itinerario) para poder trabajar mediante corrección de orientación. Lo más adecuado es realizar conjuntamente los itinerarios y la radiación, siempre que sea posible. De esta manera ahorramos tiempo y reducimos la posibilidad de que se produzcan errores groseros, ya que sólo hay que estacionar una vez en cada punto de estación. Tal como ocurre con los itinerarios, todos los puntos radiados deben referirse a la red exterior para trabajar en un sistema de coordenadas común a ambas redes. En caso necesario, puede levantarse por radiación una estación destacada desde la que se levantan posteriormente, también por radiación, los puntos de interés 1, 2, 3, etc. Para poder orientar esta estación destacada se lanza, una vez hemos estacionado en ella, una visual de espaldas a la estación p del itinerario desde la que la habíamos levantado.

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5. ELABORACIÓN DE PLANOS CON AUTOCAD LAND

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6. CONCLUSIONES La estación total permite realizar ángulos, tanto horizontales como nivelaciones geométricas (por equialtímetro, calando la burbuja una lectura de mira.

levantamientos de itinerarios y medición de verticales. También puede servir para hacer alturas), de igual manera que con un del nivel del anteojo cada vez que se hace

La ubicación de puntos en la bocamina, galerías y cruceros debe realizarse cuidadosamente de manera que resulten visibles las vistas adelante y atrás, deben colocarse estratégicamente para poner el detalle y la posibilidad de tener que hacer conexiones con otras poligonales o red de triangulación superficial. 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 líquido, facilitando la lectura y la toma de datos mediante el uso en libretas electrónicas de campo o de tarjetas magnéticas. El replanteo de un túnel o de una galería se compone de dos partes claramente diferenciadas: la superficial y la subterránea. La excavación de un túnel se realiza generalmente, y al menos, desde dos frentes de ataque que suelen ser las boquillas, y éstos incluso se multiplican por medio de pozos de ataque; la finalidad es duplicar o multiplicar la velocidad de excavación del túnel o galería. El levantamiento topográfico abarca generalmente un área limitada en la que se puede considerar despreciable la curvatura de la tierra así como la convergencia de meridianos. No obstante, en el caso de túneles muy largos, los aspectos de la curvatura podrán ser significativos para el control altimétrico, del mismo modo la convergencia de meridianos se deberá tener en cuenta en lo que se refiere al control planimétrico, si es que trabajamos con el norte verdadero.

7. BIBLIOGRAFIA  21

Carlos Basadre - TOPOGRAFIA MINERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO Facultad de Ingeniería de minas  

Marcelo Caverlotti S. - RECOPILACIÓN APUNTES CÁTEDRA DE GEODESIA Y MENSURA DE MINA Antonio García Martín - AMPLIACIÓN DE TOPOGRAFÍA MINERA

8. LINKOGRAFIA

   

22

http://www.slideshare.net/unisandro/topografia-subterranea http://www.topocat.com/UIB/UIB08-TT06-Replanteo.pdf ftp://ftp.unsj.edu.ar/agrimensura/Topografia%20Aplicada/4%20%20Topograf%EDa%20Subterr%E1nea.pdf http://www.topocat.com/UIB/UIB08-TT06-Replanteo.pdf

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