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FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

LEVANTAMIENTO DE UNA GALERIA CON

TEODOLITO

CURSO : TOPOGRAFÍA MINERA

INFORME : 04

DOCENTE : Ing. Armando Bohórquez Huara GRUPO : N° 7

Alumnos : - Balcázar Rojas, Reiner - Cabanillas Vega, Lennin - Díaz León, Miguel - Hernandez Mayta, Silvio - Sangay Huaripata, Rodrigo

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INTRODUCCIÓN

Los trabajos topográficos realizados en subterráneo deben ir referidos al mismo sistema de coordenadas empleado en el levantamiento de superficie. Los levantamientos de exterior se enlazan con la red geodésica de triangulación a partir de los vértices de la triangulación, cuyas coordenadas geográficas y UTM han sido calculadas con gran precisión. Para los levantamientos subterráneos se precisa de puntos situados en el interior y cuyas coordenadas (en el mismo sistema UTM) se calculan con suficiente precisión.

A partir de estos puntos se podrán enlazar los levantamientos subterráneos con los de superficie. Mención especial merece la transmisión de orientación, que a menudo exige la aplicación de procedimientos específicos (diferentes de los de exterior) por la naturaleza y la dificultad de las labores subterráneas. La orientación se habrá transmitido cuando dispongamos, en interior, de dos puntos visibles entre sí y cuyas coordenadas (o el azimut de la alineación que forman) se conozcan.

Las poligonaciones subterráneas con teodolito se hacen para hacer más rápido y efectivo el levantamiento de una labor minera, ya que el teodolito es uno de los instrumentos más precisos de todo tipo de topografía.

En el presente informe queremos dar a conocer un levantamiento de una galería con teodolito, para ello realizamos la toma de datos en el campo, para luego procesarlo en gabinete y así poder mostrar en un plano el dibujo del levantamiento de una galería subterránea.

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OBJETIVOS

General:

Realizar un levantamiento de una galería con teodolito.

Específicos:

Utilizar el método de poligonación abierta para el levantamiento de una galería subterránea con teodolito.

Determinar las coordenadas de cada vértice de la poligonal abierta. Realizar el perfil longitudinal y transversal de la galería.

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SUBTERRANEA

EQUIPO UTILIZADO

a. Teodolito:

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 con fines topográficos e ingenieriles, sobre todo en las triangulaciones. Con ayuda de una mira y mediante la taquimetría, puede medir distancias.

b. Flexómetro:

Es un instrumento de medición similar a una cinta métrica, con la particularidad de que se suelen fabricar en longitudes comprendidas entre uno y cinco metros, y excepcionalmente de ocho o diez metros.

En las labores mineras se utiliza para realizar la medición de detalles.

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c. Wincha:

La cinta métrica extensible utilizada en medida de grandes longitudes variables. Está compuesta por una delgada lámina de acero al cromo, o aluminio, o de un entramado de fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las más modernas).

En las labores mineras se utiliza para medir las distancias inclinadas.

d. Libreta topográfica:

Sirve para la toma de datos respectivo de cada punto y estación que se realiza en el levantamiento topográfico de una labor minera.

e. Linterna de mano:

Sirve para proveernos de luz dentro de la labor y hacer más fácil la lectura de distancias y poder ubicarnos mejor dentro de la misma.

f. Plomada: Es usada generalmente en albañilería suspendida de un cordel de 3m a 5m, y que sirve para comprobar para comprobar si algún objeto está perpendicular al horizonte. En topografía se utiliza para señalizar la vista adelante, vista atrás y la estación.

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g. Pintura

Se utiliza para marcar cada estación tomada en el levantamiento de la labor minera.

h. Equipo de Protección Individual (EPI)

Es necesario para poder empezar una labor minera con la seguridad óptima para cada integrante del equipo de trabajo.

i. Personal

Esta constituido de 2 a 4 integrantes para poder realizar el levantamiento de una labor minera. Cada uno tiene una función que realizar, por ejemplo la de medir o tomar los datos, lo cual realiza el libretista.

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PROCEDIMIENTO

1. Reconocimiento de Terreno

 La zona en la cual se ha realizado el levantamiento topográfico con brújula, está ubicado en la Universidad Nacional de Cajamarca. Dicha zona es un área de pendiente suave lo cual facilita el levantamiento de la labor.

 Se realiza el reconocimiento del terreno para planear el enlace, estudiando la posición más conveniente de las estaciones, de acuerdo con la topografía del terreno y con los puntos topográficos conocidos; además se estudian las condiciones de visibilidad y facilidad de acceso. Luego se dibuja un croquis en la libreta topográfica, y ubicamos las posibles estaciones en el mismo.

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2. Establecimiento de estaciones

 Se inicia teniendo datos de dos BM conocidos, un primer BM de la UNC y un segundo BM auxiliar.

 Procedimos a ubicar el punto en la bocamina es decir en la entrada de la galería; este punto se ubica en el techo utilizando una plomada suspendida desde este.

CROQUIS DE LA BOCA MINA

BM de la UNC BM auxiliar Bocamina Altura Instrumental

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Ubicación del punto en la bocamina con ayuda de una plomada suspendida

3. Estacionamiento de equipo

El primer punto de estación del teodolito se realiza en el BM de la UNC, donde se siguen los siguientes pasos:

 Estacionamiento del trípode, aproximadamente formando un triángulo equilátero entre las tres patas.

 Estacionamiento del teodolito sobre el trípode.

 El centrado de la plomada, cuyos pasos son: Plantado de una pata del trípode, luego con las dos patas extremas centramos el punto estación hasta hacerla coincidir con la plomada.

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 Centrado del nivel esférico (ojo de pollo), consiste en: se desliza las patas del trípode hasta lograr el centrado preciso de la burbuja en el ojo de pollo del teodolito.

 Centrado del nivel tubular, el cual debe estar paralelo a dos tornillos, luego girar 90º respecto a otro tornillo, finalmente verificar la correcta calibración del equipo.

 Puesta en ceros: Centrar primero los minutos y segundos con ayuda del vernier, poner en ceros los grados con ayuda de los tornillos micrométrico del limbo y alidada.

 Llevar los ceros hacia un norte respectivo (magnético o referencial).

4. Enlace con la boca mina

En este proceso medimos los ángulos tanto horizontales como verticales entre punto y punto de cada estación.

Para medir los ángulos horizontales hacemos vista atrás al BM auxiliar, donde dirigimos la cruz filar a la base del regatón del jalón ubicado dicho BM, en el cual ponemos en ceros y giramos el teodolito hacia el otro regatón del jalón ubicado en el punto de la bocamina que vendría a ser la vista adelante. Se

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realizan 3 medidas de ángulos, dos directas y una inversa, las cuales nos sirven para obtener el menor error posible.

Vista atrás (V.A.) y vista adelante (V.D.) desde la primera estación (BM UNC).

5. Levantamiento de la galería

Se procede a tomar los datos como son ángulo horizontal y ángulo vertical haciendo vista atrás al punto anterior y vista adelante al punto siguiente dentro de la galería, este punto también está ubicado en el techo así pues se debe visar a la punta de la plomada ya colgada en dicho punto. Se sigue el mismo procedimiento tramo a tramo hasta completar toda la galería.

Además utilizando la wincha se mide la distancia indirecta del punto BM al primer punto y así sucesivamente hasta cubrir toda el largo de la galería, en cada punto utilizando un flexómetro se mide altura instrumental y altura señal.

BM de la UNC BM auxiliar Bocamina V.A . V.D .

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Vista adelante para el levantamiento de la galería

6. Levantamiento de detalles

 El levantamiento de detalles se realiza cada tres metros y utilizando un flexómetro,

 En cada estación se tomó datos de los detalles midiendo las distancias hacia el techo, piso, hastial izquierdo y también hastial derecho.

TOPOGRAFIA MINERA SUBTERRÁNEA

Para efectuar una poligonal topográfica en labores mineras se requiere partir de puntos de cota conocida y de coordenadas conocidas que formen parte de red topográfica superficial de preferencia de carácter oficial. El punto de enlace estará ubicado en la bocamina principal, galería o cerca al pique o chimenea.

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CASO: LEVANTAMIENTO DE GALERIA SUBTERRANEA EN CUPICHE

En la poligonación se requiere:

•Localizar el punto de enlace con la red de superficie. •Medir ángulos horizontales y verticales.

•Medir distancias entre estaciones.

•Tomar detalles del área del proyecto a levantar.

Los equipos antiguos se iluminaban, mediante el equipo adecuado, a través de los puntos de entrada de luz, de manera que pudieran tomarse lecturas sobre los limbos. Los teodolitos electrónicos disponen de una pantalla, donde pueden leerse los resultados de la medición, que puede estar iluminada.

Las plomadas y las señales de puntería se iluminan desde atrás, interponiendo una pantalla de papel o de plástico para no deslumbrar al operario del instrumento. También pueden iluminarse lateralmente. Todos los equipos de iluminación, en caso de minas de carbón, deben ser antigrisú.

La puesta en estación se realiza, generalmente, con relación a una plomada que cuelga de un cáncamo situado en el techo de la labor, como hemos visto

Moveremos el instrumento, montado sobre el trípode, hasta situarlo aproximadamente bajo la plomada y, a continuación, utilizaremos el juego del instrumento sobre la meseta del trípode para afinar mejor. La plomada debe estar en la prolongación del eje principal del instrumento. Nivelar nuevamente el teodolito, comprobar girando el teodolito 180º ó cualquier posición varias veces para confirmar la instalación correcta.

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el teodolito permanece nivelado en cualquier posición. El operador está autorizado para iniciar las mediciones de campo de

ángulos y distancias con equipos adicionales (wincha, Mira, distanciómetro, laser, etc.)

Muchos instrumentos llevan una señal o un pivote para indicar el centro del anteojo. Si situamos el anteojo en posición horizontal, esta señal nos indicará el punto sobre el que debe estar la plomada para conseguir la puesta en estación. Si el aparato no dispone de esta señal, la materializamos estacionando aproximadamente bajo la plomada y marcando con un lápiz el círculo que describe la punta de ésta sobre el

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anteojo (situado en posición horizontal) al girar la alidada horizontal. El centro de este círculo es el punto buscado.

Para medir el ángulo entre ejes de un itinerario se sitúan plomadas en los tres puntos que lo definen, es decir en los puntos que marcan nuestra estación y las estaciones anterior y siguiente. Como en el caso de medición de ángulos en el exterior, si hemos orientado previamente el instrumento (con la visual de espaldas) obtendremos acimutes y si no, obtendremos las lecturas horizontales.

Después de poner en estación el instrumento en B se procede de la siguiente manera:  Se da vista atrás a la plomada suspendida en el punto A.

 Se pone en cero ó próximo a ello el limbo horizontal coincidente con el cordel de la plomada ó hilo vertical del campo.

 Se gira el anteojo en sentido horario, hasta dar vista adelante en le punto “C” y para la lectura hacer coincidir el retículo vertical con el cordel de la plomada.  Leer el ángulo horizontal α . La lectura debe reiterarse.

 En caso de leer el ángulo vertical también debe procederse en forma similar.

MEDIDA DE DETALLES.- Efectuada la medida de ángulos y distancias de la poligonal se

procede a tomar a medidas de detalle:

MÉTODO DE LAS ORDENADAS O DISTANCIAS.- Aplicable a labores angostas, galerías,

cruceros, chimeneas, etc. Las medidas se realizan perpendicularmente al tramo recto de la wincha entre puntos los topográficos de la red. Los detalles de preferencia se tomarán donde hay variantes en la dirección de la pared o techo o en una distancia estándar:

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Los detalles sirven para hacer el plano de planta de la galería, en sección longitudinal o sección transversal.

De esta manera cada estación se indica 2 veces en cada croquis parcial. De la misma manera se toman los detalles al techo y piso de la labor, otro croquis parcial y a los mismos intervalos de distancia que se hizo el croquis interior, para dibujar la proyección vertical. Es conveniente comenzar el croquis en la parte inferior de la página y llevarse de manera que más o menos se corresponda con los puntos de estación, cuyas anotaciones aparecen en la página izquierda de la libreta. Las medidas de izquierda y derecha tomadas desde la cinta a las paredes, sirven únicamente para la proyección en un plano horizontal de las labores subterráneas; para poder dibujar una sección longitudinal vertical, se toman medidas hacia el techo y piso de la labor subterránea que se está levantando.

DETALLES POR ÁNGULOS.- Se fija un punto por la intersección de 02 visuales a partir de 02 puntos cuyas distancias se conocen. Tiene poca aplicación en los trabajos subterráneos, debido a que no siempre hay la seguridad de ver el mismo punto desde la 2ª estación.

DETALLES POR COORDENADAS POLARES.- Método apropiado para ubicar detalles en

espacios relativamente grandes (tajeos, bancos, etc.). Se toma la dirección de la línea a partir de estación, midiendo la distancia con cinta. Si el punto está por encima o por debajo del instrumento, se lee el ángulo vertical y con este dato se calcula la distancia

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reducida a la horizontal. Cuando la diferencia entre las cintadas inclinadas y la distancia horizontal a un punto es menos de 25 cm., no es necesario medir el ángulo vertical o reducirlo a la horizontal la cintada, puesto que los detalles no pueden dibujarse a menos de 25 cm. Debido a que las escalas generalmente usadas son de 1:1,000.

CÁLCULOS DEL LEVANTAMIENTO

En la Topografía Minera, cada día se adquieren nuevos detalles (cubicación, extracción, relleno, etc.), cortadas, cruceros, conexiones de labores, relacionamientos, mapeos geológicos, etc., mientras dure la explotación de la mina. Por esta razón se requiere constantemente: libretas de mapas, cuaderno de cálculo planos croquis, etc. Las libretas de campo deben clasificarse y guardarse, poniéndoles etiquetas (por niveles y/o labores, etc.) y un índice, de igual manera se hace con los cuadernos de cálculos. En levantamientos de mediana importancia, se calculan las coordenadas con lo que el dibujo resulta más preciso.

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La compilación de cálculos comprende:

 Verificación de las notas tomadas en el terreno y transferencia de la misma en el cuaderno de cálculos.

 Transformación de ángulos horizontales a azimuts de ser necesario.

 Corrección de distancias medidas (anotadas), por tensión, temperatura y catenaria de ser necesario.

 Cálculo de distancias horizontales y verticales entre puntos de estación.  Cálculo de cotas de puntos de estación.

 Cálculo de coordenadas ortogonales (x, y) de los puntos de estación.

El cálculo de las cotas de los puntos de estación, en el caso de que la poligonal se haya seguido por el Método de la Plomada.

Para la verificación de las notas tomadas en el terreno, es conveniente hacerlo recorriendo anteladamente las labores, antes de hacer las respectivas anotaciones en el Cuaderno de cálculos, pudiendo así comprobar, si los ángulos horizontales anotados, corresponden con los rumbos tomados desde cada estación con la Brújula, en igual forma se hacen con las distancias.

Se revisa cuidadosamente los signos de las alturas del instrumento, de las señales, de los ángulos verticales para salvar cualquier equivocación, que pudiera haberse cometido; así como también los cálculos de errores y/o corrección.

Finalmente, es necesario codificar las libretas de campo para que el calculista o cualquier funcionario de la empresa la ubiquen fácilmente.

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DATA TOMADA EN EL LEVANTAMIENTO DE LA GALERÍA CON TEODOLITO

BM V.AD <AZ HASTIAL

<Ve(m) DER(m) IZQ (m) TECHO (m) PISO(m) 1 N135° 1 2 N194° 2 P1 N336° 15° 1.6 1.4 1.3 1 P1 P2 N236° 16° 1.55 1.45 1.35 0.97 P2 P3 N231° 16° 1.6 1.25 1.32 0.95 P3 P4 N276° 17° 1.4 1.35 1.4 0.94 P4 P5 N342° 18° 1.65 1.35 1.6 0.89 P5 P6 N281° 15° 1.43 1.57 1.55 0.92 P6 P7 N237° 15° 1.25 1.8 1.45 0.98 P7 P8 N265° 14° 1.32 1.49 1.5 0.89 P8 P9 N345° 13° 1.52 1.47 1.45 0.8 P9 P10 N273° 10° 1.39 1.52 1.46 0.93 P10 P11 N343° 9° 1.53 1.43 1.42 0.89 P11 P12 N274° 9° 1.51 1.62 1.38 0.96 P12 P13 N250° 10° 1.42 1.56 1.45 0.94 P13 P14 N270° 4° 1.33 1.52 1.48 0.98 P14 P15 N7° 4° 1.62 1.52 1.37 0.99 P15 P16 N312° 3° 1.35 1.49 1.52 0.98 P16 P17 N53° 3° 1.49 1.65 1.38 1 P17 P18 N344° 8° 1.55 1.62 1.4 0.96 P18 P19 N88° 2° 1.42 1.6 1.35 0.98 P19 P20 N332° 2° 1.52 1.62 1.42 0.89 P20 P21 N45° 2° 1.65 1.4 1.5 0.94 COORDENADAS DE BM: N 9206943- E 776350

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CONCLUSIONES

 Se realizó satisfactoriamente el enlace y levantamiento de la galería con ayuda principalmente del teodolito.

 Para el enlace se tuvo como punto de partida los datos de dos puntos conocidos, el BM de la UNC y un BM auxiliar.

 El levantamiento de una galería con teodolito, es un proceso que ayudado por el teodolito, wincha, flexómetro y plomadas, permite realizar las mediciones con alta precisión para así poder representar la galería.

 El método de las plomadas nos ayuda a determinar con facilidad la cota techo y cota piso de cada estación, usando diversas variaciones de la fórmula de

acuerdo al tipo de mediciones que realicemos.

 Mediante fórmulas trigonométricas se obtuvieron tanto la latitud, longitud y cota de cada estación dentro de la galería.

 Se determinó los puntos de detalle tanto en las estaciones como en las equidistancias para así tener una mejor representación de la geometría de la galería.

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RECOMENDACIONES

 Verificar del buen estado del equipo antes de usarlo.

 Antes de entrar a una labor minera subterránea, que dicha labor haya pasado por el desatado o desquinchado de rocas, ya que después de la voladura algunas rocas o bloques pueden quedarse sueltos, lo cual es un riesgo potencial para la salud de las personas.

La labor debe tener una ventilación adecuada, ya sea natural o artificial.

 Debe existir una buena iluminación para favorecer las condiciones y la eficacia en el trabajo.

 Realizar las lecturas con precisión, para así poder obtener calidad de información y lograr un error mínimo en sus resultados.

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BIBLIOGRAFÍA Y LINCOGRAFÍA

 Topografía subterránea para minería y obras,Tapia Gómez, Ana; Estruch Serra, Miguel, (aut.) Ediciones UPC, S.L. 1ª ed., 1ªimp.(02/2003).

 http://www.upct.es/~minaeees/topografia_minera.pdf

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