Estacion Total

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 !os" F"li# Arocuti$a % Presenta&o $or: Ra'os Rosas Fi&el

Se'estre: I(

PUN)*PERU +,-.

UNIVERSIDAD NACIONAL NAC IONAL DEL ALTIPLANO ALTIPLANO

Faculta& &e Ingeniería &e 'inas

ÍNDICE INTR)DUCCI/N )0!ETI()S - INSTRUME INSTRUMENT)S NT)S 1 ACCES)R ACCES)RI)S I)S           2 2 -- Estaci3n Estaci3n total total                  2 2 -+ Teo&olitos eo&olitos electr3 electr3nicos nicos: :            . . -2 Estaci3n Estaci3n total electr3 electr3nica nica: :          . . -4 E5ui$os E5ui$os scan lase laser r              . . -. Plo'a&a Plo'a&a 'et6lica 'et6lica: :              7 7 -7 !alones: !alones:                   8 8 -8 Pintura Pintura: :                 8 8 -9 Tarugos: arugos:                   8 8 - ;i ;inc
Fle#o' Fle#o'etr etro: o:              9 9

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+ U0ICACI/N U0ICACI/N DE 0)CAMINA 0)CAMINA 1 GALER=AS GALER=AS          9 9 +- MARCAD) MARCAD) DE ESTACI) ESTACI)NES NES             9 9 ++ SE>ALES SE>ALES                     2 LE(ANT LE(ANTAMIE AMIENT) NT) REDES REDES DE TRIANGUA TRIANGUACI/N CI/N          2- Re& &e triangul triangulaci3 aci3n n              -, -, 4 P)LIG)NAC P)LIG)NACI)N I)N SU0TERR SU0TERR?NEA ?NEA            -2 -2 4- M@T)D)S M@T)D)S T)P)GR?FIC T)P)GR?FIC)S )S SU0TERR? SU0TERR?NE)S NE)S       -2 -2 4-- 4-- M@T)D) M@T)D) DE LA PL)MAD PL)MADA A         -4 -4 4-+ 4-+ M@T)D) M@T)D) PLANIM PLANIM@TRI @TRIC) C)         -4 -4 4-2 4-2 M@T)D) M@T)D) DE RADIA RADIACI/N CI/N           -4 -4 . ELA0)R ELA0)RACI/ ACI/N N DE PLAN)S PLAN)S C)N AUT)C AUT)CAD AD LAND LAND    -7 -7 7 C)NCLUSI) C)NCLUSI)NES NES                   +8 0I0LI)GR 0I0LI)GRAFIA AFIA                ++9 LIN)GR LIN)GRAFIA AFIA                ++ ++

+



INTRODUCCIÓN Las aplicaciones de levantamientos en minería subterránea son muchas sin embargo se pueden caracterizar por diferentes procedimientos y metodologías para adecuarnos con las las herra herrami mien enta tas s que que prop propor orci cion ona a la tecn tecnol olog ogía ía mode modern rna a que que avan avanza za a paso pasos s 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 !sta parte de la asignatura pretende estudiar la aplicación de las t"cnicas topográficas con teodolito en trabajos o levantamientos subterráneos con la ayuda de se#alizaciones e otros instrumentos La estación total es un instrumento de medición mecánico$óptico universal que sirve para medir ángulos verticales y, sobre todo, horizontales, horizontales, ámbito en el cual tiene una precisión elevada elevada %on otras otras herramie herramienta ntas s au&iliar au&iliares es puede puede medir medir distanci distancias as y desnive desniveles les !s portátil y manual, está hecho para fines topográficos %on ayuda de una mira y mediante la taquimetría puede medir distancias 'no de los equipos más modernos y sofisticados que hay en la actualidad

OBJETIVOS Objetivo General: (ar a conocer las diferentes aplicaciones de la estación total en un levantamiento topográfico de una galería (ar (ar

a cono conoce cerr

los los proc proced edim imie ient ntos os y meto metodo dolo logí gías as adec adecua uado dos s

levantamiento subterráneo con estación total

1. INSTRU INSTRUENT ENTOS OS ! "CCESORI CCESORIOS OS )) E#ta$i%n total

2

para para un


Faculta& &e Ingeniería &e 'inas La estación total *outh +*$*-./L 0 1 está integrada con diversos programas de medición, junto con funciones de conservación de datos y la configuración de parámetr parámetros, os, que pueden pueden ser aplicado aplicados s ampliame ampliamente nte en diversos diversos trabajos trabajos de topog topogra rafía fía profes profesion ional ales es y de ingen ingenier iería ía 'sted 'sted pued puede e empez empezar ar su traba trabajo jo inmediatamente despu"s de que el instrumento esta encendido con el circulo de codificación absoluta La información del ángulo se guardara incluso si el equipo es apag apagad ado o accid acciden ental talmen mente te duran durante te el traba trabajo jo 2osee 2osee una una tarje tarjeta ta *( que que proporciona proporciona una rápida velocidad velocidad de transferencia de datos datos 2uede guardar guardar los datos de diferentes tipos de trabajo

Partes de estación estación total

4



)3 Teo&olito# Teo&olito# ele$tr%ni$o#: !l desarrollo de la electrónica y la aparición de los microchip microchips s han hecho posible posible la construc construcción ción de teodolit teodolitos os electrón electrónicos icos con sistemas sistemas digitale digitales s 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 magn" magn"tic ticas as;; elimin eliminand ando o los errore errores s de lectur lectura a y anota anotació ción n y agili agilizan zando do el trabaj trabajo o de campo campo La figura 334 muestra el teodolito electrónico (4 de *56678 )- E#ta$i%n total ele$tr%ni$a: La

incorporación

dist distan anci cióm ómet etro ros s

de

elec electr trón ónic icos os

microprocesadores en

los los

y

teod teodol olit itos os

elect electrón rónico icos, s, ha dado dado paso paso a la constr construcc ucción ión de las las !staciones otales %on una estación total electrónica se pueden pueden medir medir distanci distancias as vertical verticales es y horizont horizontales ales,, ángulos verticales verticales y horizontales; horizontales; e internamente, internamente, con el micro procesador programado, calcular las coordenadas topo topográ gráfic ficas as 9norte 9norte,, este, este, eleva elevació ción: n: de los punto puntos s visados visados !stos !stos instrume instrumentos ntos poseen poseen tambi"n tambi"n tarjetas tarjetas magn"ti magn"ticas cas para almacenar almacenar datos, datos, los cuales cuales pueden pueden ser ser carg cargad ados os en el comp comput utad ador or y util utiliz izad ados os con con el programa de aplicación seleccionado seleccionado La figura 33 muestra la estación total
.



!ste !ste escán escáner er Laser Laser pued puede e ser ser usado usado para para escan escanea earr edifi edificio cios, s, forma formacio cione nes s rocosas, etc, y producir un modelo -( !l L8*!1 apunta su rayo en un amplio rang rango o hori horizo zont ntal al *u cabe cabeza za rota rota hori horizo zont ntal alme ment nte, e, un espe espejo jo se muev mueve e verticalmente hacia arriba y hacia abajo !l rayo L8*!1 es usado para medir la distancia al primer objeto que encuentre en su trayectoria ) *lo+a&a +et,li$a - (ni&a&e#/: 7nstrumento con forma de cono, construido generalmente en bronce, con un peso que varía entre 33 y // gr, que al dejarse colgar libremente de la cuerda sigue la dirección de la vertical del lugar, por lo que con su au&ilio podemos proyectar el punto de terreno sobre la cinta m"trica

). Jalone#:

7


Faculta& &e Ingeniería &e 'inas *on tubos de madera o aluminio, con un diámetro de 3 cm y una longitud que varía de 3 a - m Los jalones vienen pintados con franjas alternas rojas y blancas de unos -/ cm y en su parte final poseen una punta de acero !l jalón se usa como instrumento au&iliar en la medida de distancias, localizando puntos y trazando alineaciones

)> *int(ra: (e colores notables como por ejemplo? blanco, rojo

)@ Tar(0o#: 2iezas especiales para la se#alización

)A in$2 in$2aa

7nstru rume ment nto o para para medi medir r +et,l +et,li$a i$a:: 7nst

distancias entre 3/$/m, pueden ser de lona o metálicas

3le4o+etro:: 7nstrumento que sirve para medir distancias cortas entre -$m, ))/ 3le4o+etro similar a una cinta m"trica, construido en chapa metálica fle&ible

8



))) Cor&el : (e una distancia -$ m y adecuados

5. UBIC" UBIC"CIÓ CIÓN N DE BOC"IN" BOC"IN" ! G"6ERÍ" G"6ERÍ"S S La ubic ubicac ació ión n de punt puntos os en la boca bocami mina na,, gale galerí rías as y cruc crucer eros os debe debe real realiz izar arse se cuidadosamente de manera que resulten visibles las vistas adelante y atrás, deben colocarse estrat"gicamente para poner el detalle y la posibilidad de tener que hacer cone&iones cone&iones con otras poligonales 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 3) "RC"DO DE EST"CIONES !n topografía subterránea subterránea es muy habitual que las se#ales 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 2or ello se colocan, normalmente, en el techo de las labores, sobre los durmientes o en el marco de madera 9sombrero:; utilizando una plomada para proyectarlas sobre el piso $*i en la labor labor hay hay agua agua ácida ácida los punto puntos s de estac estación ión deben deben marca marcarse rse con con alcayatas o remaches de cobre 9estacas: $ Las estaciones marcadas en el techo de la labor deben ser fáciles de localizar y no estar e&puestas a desaparecer

33 SE7"6ES

9


Faculta& &e Ingeniería &e 'inas Las se#ales deben estar constituidas por una luz o dispositivos que permiten iluminarlas como las lámparas *i 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 Be o simplemente un lápiz colocado sobre la cabeza del clavo del punto e iluminarlo con la lámpara

. 6EV"NT" 6EV"NT"IENTO IENTO REDES DE TRI"NGU"CI TRI"NGU"CIÓN ÓN La tria triang ngul ulac ació ión n es una una t"cn t"cnic ica a basa basada da en las las medi medici cion ones es de ángu ángulo los; s; 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 trigonom"tricamente partir de un lado conocido o medido llamado base 8ntes de la mitad del siglo CC, fue el m"todo más comDn para establecer las redes de control geod"sico y para el cálculo preciso de los puntos !n los controles geod"sicos antiguos, la posición y la orientación eran establecidas de las observaciones astronómicas de latitud, longitud y azimut en un datum =an sido remplaza remplazados dos por los m"todos m"todos de sat"lite sat"lite 8unque 8unque debe debe ser tomada en cuenta cuando se trate de ajustar una red de triangulación antigua a una presente con las obser observa vacio cione nes s del del E2*, E2*, puede puede haber haber difere diferenc ncias ias de vario varios s metro metros s 93 ó -: 8ctualmente, 8ctualmente, las redes de triangulación triangulación a gran escala han sido sustituidas sustituidas por el *istema global de navegación por sat"lite 9E+**:, establecidos desde la d"cada de )A@/ *in embargo, muchos de los puntos de control de los anteriores estudios aDn perduran como valiosos elementos históricos





La forma más antigua de triangulación consistía en una serie de observaciones como en la figura, con un nDmero relativamente peque#o de lados medidos 9líneas de base: y un gran nDmero de medidas angulares %uando el levantamiento se hace haciendo uso del polígono acumularía errores que hacen ine&acto el m"todo, e&isten diferentes órdenes órdenes de triangulación triangulación de los cuales la triangulación triangulación de cuarto orden es la que corresponde a la triangulación topográfica -) Re& &e trian0(la$i%n 'na 'na red de trian triangul gulac ación ión se forma forma cuan cuando do se tiene tiene una una serie serie de trián triángu gulos los conec conectad tados os entre entre sí, de los cuale cuales s se pued pueden en calcu calcular lar todos todos los lados lados si se conoc conocen en los ángulo ángulos s de cada cada trián triángu gulo lo y la longi longitud tud de la línea línea FbaseG FbaseG +o

-,


Faculta& &e Ingeniería &e 'inas necesariamente han de ser triángulos las figuras formadas; tambi"n pueden ser cuadriláteros 9con una o dos diagonales: o cualquier otro polígono que permita su descomposición en triángulos

!l diagrama diagrama proporcio proporciona na una gran cantida cantidad d de redunda redundancia ncia;; cada cuadrilá cuadrilátero tero diagonal$doble tiene tres verificaciones creadas al sumar o restar valores *e debe medir otra l ínea al final para confrontar su longitud medida directamente directamente y la calculada a trav"s de la triangulación, lo cual sirve de verificación La precisión de una triangulación depende 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 )@/H; debido a peque#os errores inevitables, esto no se logra e&actamente y, así, se presenta un peque#o error en cada triangulo 9cierre en ángulo: (e acuerdo con el grado de precisión deseada, este error tiene un valor má&imo tolerable ambi"n ambi"n 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 calculada,, una vez ajustado ajustados s los ángulos ángulos,, y la base medida, medida, e&presa e&presada da unitariamente

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'na red de control con las características características de la figura tendría lados con longitudes de entre ) a 3 6m, con errores de cierre de triángulo de I )G a I 3G; esto se llamó triangulación de primer orden La siguiente tendría lados más cortos 9de )/ a ) Jm: con errores de cierre desde I 3KK a I 4KK; estos son llamados triangulación de segundo orden ambi"n e&iste triangulación de tercer orden y cuarto orden con lados más cortos y más altas tolerancias I KK, en la de tercer orden y de I )/KK, para triangulación de cuarto orden 8lgunas veces pueden ser usados y aprovechados aprovechados los que ya hayan sido realizados por los organismos oficiales y competentes 9em %atastro, 7ngemmet 97nac 97nacc:, c:, 7gn 7gn etc etc 8mplia mpliació ción n o reduc reducció ción n desde desde bases bases de una una trian triangu gulac lación ión primarias y0o secundarias !nlace por medio de una triangulación o poligonación cerrada y0o conjugando ener en cuenta? Lados más cortos y altas tolerancias

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Objetivo: determinar el plano topográfico en planimetría y altimetría

8. *O6IGO *O6IGON"C N"CIO ION N SUBTERR9 SUBTERR9NE" NE" 'na poligonal es una serie de líneas consecutivas cuyas longitudes y direcciones se han determinado a partir de mediciones en el campo !s 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 continDa con ángulos a la derecha Los puntos ubicados estrat"gicamente punto estación, punto atrás y punto delante de manera que sean observables los tres puntos entre sí 4) TODOS TO*OGR93ICOS SUBTERR9NEOS ucho antes de que comiencen las labores de e&tracción de la mina es necesario realizar un levantamiento topográfico de superficies de la zona que será afectada por la e&plotación o por la labor subterránea en cuestión !n "sta sección del

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Faculta& &e Ingeniería &e 'inas informe trataremos los diferentes m"todos planim"tricos y altim"tricos empleados para el levantamiento de las labores subterráneas y para la actualización continua de estos trabajos

8.1.1. 8.1 .1. TOD TODO O DE 6" *6O *6O"D "D" " !l m"todo 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 debe caer caer en el centro centro del instrumento instrumento,, punto punto central central e&istente e&istente sobre sobre el anteojo del teodolito M en el caso de la vista atrás, adelante, las se#ales tambi"n deben colocarse a la altura del instrumento

8.1.5. 8.1 .5. TOD TODO O *6"NI *6"NITR TRICO ICO La distribución de las labores subterráneas hace inviable, en la mayoría de casos, casos, la aplica aplicació ción n del del m"tod m"todo o de inters intersecc ección ión para para el levan levantam tamie iento nto planim"trico de v"rtices en interior !n ocasiones se emplea la intersección directa para el levantamiento de puntos de difícil acceso y en los cuales resultaría difícil, e incluso peligroso, situar una se#al de puntería !l 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 %omo sabemos, las coordenadas planas de este Dltimo punto pueden calcularse a partir de los dos dos punt puntos os cono conoci cido dos s y de las las lect lectur uras as hori horizo zont ntal ales es obte obteni nida das s !sta !sta operación puede realizarse tambi"n, como hemos visto, con distanciómetros o estaciones totales láser, siempre que la distancia al punto de estación no supere el alcance del equipo

8.1.. 8.1 .. TOD TODO O DE R"DI" R"DI"CIÓ CIÓN. N. !mplearemos !mplearemos el m"todo de radiación para completar el levantamiento levantamiento de las distinta distintas s labores labores de interior interior *e levantar levantarán án todos todos los detalles detalles que deban figurar en los planos de la e&plotación y tambi"n aquellos que puedan ser relevant relevantes es para las labores labores de investig investigació ación n 9fallas, 9fallas, contactos, contactos, etc: y de planificación minera 9secciones, perfiles, etc:

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Faculta& &e Ingeniería &e 'inas !l m"todo de radiación se aplica desde las estaciones de los itinerarios %omo sabemos, se puede trabajar con el instrumento topográfico orientado, midiendo directamente los azimutes de las alineaciones visadas *i optamos por no orientar el instrumento, será preciso lanzar una visual a una dirección de acimut acimut conocid conocido o 9normalm 9normalmente ente la estación estación anterior anterior del itinerario itinerario:: para poder poder trabajar trabajar mediant mediante e correcci corrección ón de orientac orientación ión Lo más adecuad adecuado o es realizar conjuntamente conjuntamente los itinerarios y la radiación, siempre que sea posible (e 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 al al como ocurre con los itinerarios, itinerarios, todos los puntos radiados deben referirse a la red e&terior para trabajar en un sistema de coordenadas coordenadas comDn a ambas redes !n caso necesario, puede levantarse por radiación una estación destacada desde la que se levantan posteriormente, tambi"n por radiación, los puntos de inter"s ), 3, -, etc 2ara 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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;. E6"BOR"CIÓ E6"BOR"CIÓN N DE *6"NOS *6"NOS CON CON "UTOC" "UTOC"D D 6"ND 6"ND

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<. CONC CONC6U 6USI SION ONES ES La estaci3n total $er'ite realiBar leanta'ientos &e itinerarios  'e&ici3n &e 6ngulos tanto
=. BIB6 BIB6IO IOGR GR" "3I" 3I" •

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Carlos 0asa&re * T)P)GRAFIA MINERA MINERA


Faculta& &e Ingeniería &e 'inas •

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Marcelo Caerlotti S * REC)PILACI/N APUNTES C?TEDRA DE GE)DESIA 1 MENSURA MENSURA DE MINA Antonio García Martín - AMPLIACI/N DE T)P)GRAF=A MINERA

>. 6IN? 6IN?OG OGR" R"3I 3I" "

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Estacion Total

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