UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA INGENIERÍA DE MINAS, PETRÓLEOS Y GEOTECNIA CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y SERVICIO POPULAR
Ing. Marco Antonio Chávez Romero 1.- LABORES MINERAS. 1.1.- Lectura y reconocimiento reconocimiento de planos.
El Reglam Reglament ento o de Norm Normas as Básica Básicass de Seguri Seguridad dad Miner Minera, a, y las Instrucciones Instrucciones Técnicas Complementarias Complementarias correspondientes, indican que en todo trabao o e!plotaci"n subterráneos deben e!istir los siguientes planos#
II CURSO DE LABOREO MINERO
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e"plotaci#n minera $ % Escala m&nima '()$***$ +eben igurar en
MODULO 2 LECTURA E INTERPRETACION DE PLANOS Y RECONOCIMIENTO DE VETAS
Plano Plano topogr!i topogr!ico co de toda la super!ici super!iciee a!ectada a!ectada por la
él las obras e!teriores y ediicaciones de la mina, los poblados, carreteras, l&neas eléctricas, cauces de agua, etc$ +eben situarse los po-os y pol.orines, con indicaci"n de la cota$ En este plano
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igurarán, asimismo, los l&mites del grupo minero$ Plano general de la$ores $ % Escala '(/$***$ +ebe representar las labores eecutadas y en eecuci"n, identiicando claramente
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aquellas que se encuentren abandonadas$ Plano Plano de detall detallee de ta%os ta%os y cuarte cuarteles les $ % Escala Escala '('$* '('$*** **,, norm normalm alment ente$ e$
Se
emple emplean an
proye proyecci ccion ones es
0ori0ori-ont ontale aless
y
.ertical .erticales, es, seccione seccioness longitud longitudinale inaless y trans.er trans.ersale sales$ s$ Cuando Cuando e!isten e!isten plantas plantas distint distintas, as, se emplean emplean colores colores distinto distintoss para dierenciarlas$ En minas metálicas debe elaborarse un plano de metali-ac metali-acione iones, s, en proyecci" proyecci"n n 0ori-ont 0ori-ontal$ al$ Si e!isten e!isten .arios .arios cuerpos minerali-ados se emplean proyecciones proyecciones separadas para
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identiicarlos identiicarlos claramente$ Plano general de &entilaci#n$ % Escala '()$***$ +ebe igurar la direcci"n de la corriente de aire y su distribuci"n, caudales en
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litros(seg, etc$ 1lano general de la red eléctrica$
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1lano general de la red de aire comprimido$ 1lano general de la red de comunicaciones interiores$ 1lano general de la red de aguas, si procede$ 1lano general de transporte$ 1lano general de e!teriores$
1.'.- La$ores (ori)ontales.
Todos ellos elaborados de acuerdo con la legislaci"n .igente y
*+as de penetraci#n en el su$suelo,
acompa2ados de cualquier otro plano que la autoridad minera considere
7 continuaci"n se describirán las caracter&sticas principales de las
necesario$ En las oicinas de la e!plotaci"n minera debe disponerse de
distintas e!ca.aciones que se reali-an en las e!plotaciones mineras
un eemplar actuali-ado de cada uno de estos planos$
subterráneas, en principio aisladamente y al inal 5en minas6 en
El 1lan de 3abores de la e!plotaci"n debe presentarse siempre con un
conunto8 también se describirán someramente las actuales técnicas de
norte de ubicaci"n, El caet&n que debe contener#
construcci"n, pues nuestra pretensi"n es iniciar al lector en el laboreo de
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Titulo del plano$ Nombre del autor del plano$ 3a escala correspondiente a la cual ue dibuado el plano$ Re.isi"n del plano re.isado por autoridad competente$ 4ec0a de elaboraci"n del plano$ 3ogo o .i2eta de la instituci"n donde ue reali-ado el plano$ Cuadro de obser.aciones para poner algunas obser.aciones que
minas$
pueda tener el plano a corregir 5si uera necesario6$
no se pueden considerar propiamente cuadros, aunque tengan algunas
7tendiendo a la inclinaci"n o pendiente que sigan podemos clasiicar, las .&as de penetraci"n en el subsuelo en cuadros, galer&as y rampas$ También distinguiremos las c0imeneas y coladeros que, como .eremos,
7demás el plano debe tener un croquis de ubicaci"n o plano de
similitudes$
reerencia del lugar donde se 0i-o el le.antamiento$
Esta parte de la miner&a pretende estudiar la aplicaci"n de las técnicas topográicas, ya estudiadas en la asignatura Topografía, al caso de
trabaos desarrollados en el subsuelo$ 7demás del eemplo clásico de la
Comunicaci"n entre las labores de interior y las de e!terior$
miner&a de interior, estas técnicas serán aplicables en la peroraci"n de
1ueden complicar,
t9neles para
topográicos de enlace entre dic0as labores, en particular la
0idráulicas,
carreteras y errocarriles, en determinadas obras en
la
creaci"n
de
espacios
subterráneos
para
almacenamiento, etc$
replanteo de nue.as labores$
3os le.antamientos topográicos en miner&a deben seguir de
lu- artiicial, en ocasiones escasa$ Esto obliga a emplear
cerca los a.ances de la e!plotaci"n$ 7demás, los .értices en los
iluminaci"n adicional, tanto en los equipos topográicos como
que se apoyan pueden .erse aectados por los mo.imientos del
en las se2ales de punter&a y los puntos .isados$
terreno o, incluso, desaparecer$
emperatura (umedad etc$% 1ueden suponer condiciones de
trabao inc"modas para los operarios, pero también aectar a los equipos, que estarán sometidos a condiciones ad.ersas que acilitan su deterioro$
3a compleidad de las labores de interior, que puede diicultar el desarrollo de los trabaos topográicos y, en particular, el
perspecti.a de la topogra&a, son las siguientes#
Iluminaci#n. - En las obras subterráneas es preciso trabaar con
importante, los trabaos
transmisi"n de orientaci"n y de cota al interior$
3as caracter&sticas que 0acen especiales las obras subterráneas, desde la
de manera
E"istencia de pol&o gases noci&os o gris/ $ % Suponen
3os planos de las labores mineras de interior deben lle.arse al d&a, para poder organi-ar adecuadamente los trabaos de sal.amento en caso de accidente, para relacionar las labores con posibles eectos en el e!terior, para e.itar intrusiones en los registros mineros colindantes, para e.itar el problema de las aguas colgadas, etc$
condiciones ad.ersas y, en ocasiones, peligrosas$
Espacios reducidos y por los 0ue con !recuencia circulan &e(+culos o e"iste ma0uinaria en mo&imiento $ % Esto obliga,
0abitualmente, a iar los puntos de estaci"n en las paredes o en los tec0os de las labores y, en ocasiones, a estacionar en estos
mismos puntos$ 3e.antamiento de puntos de di&cil acceso, en los que a menudo resulta imposible situar una se2al de punter&a$
3a e!plotaci"n correcta de una mina subterránea requiere una red, cuidadosamente planiicada, de cuadros, galer&as, rampas y c0imeneas o coladeros$ Estas labores permitirán el acceso al yacimiento, la circulaci"n de personal o maquinaria, la e!tracci"n de mineral y estéril, la .entilaci"n de las labores, etc$ 5.er igura6$
Su orma puede ser trape-oidal o apro!imadamente semicircular$ Si las caracter&sticas del terreno lo e!igen, se entiban$ En el piso se e!ca.a un canal que permita la e.acuaci"n de aguas$ Entre estas tenemos#
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Corrida# 3abor 0ori-ontal siguiendo la .eta$ Recorte# 3abor 0ori-ontal para buscar .eta$ Intermedio# labor 0ori-ontal de preparaci"n de raos$
1.2.- La$ores &erticales e inclinadas. 3(imeneas.- Sir.en como cone!iones, .erticales o inclinadas, entre
dierentes ni.eles de trabao$ Se peroran para permitir el transporte de Fig. Esquema de interior mina
mineral, de personal, para .entilaci"n o para acilitar las labores de preparaci"n$
aler+as. - Se utili-an para preparaci"n de t9neles, e!ploraci"n, acceso
de personal y maquinaria a los taos, transporte de mineral y estéril, etc$ En ellas se instalan las .&as, transportes, conducciones, cables eléctricos, etc$
Tienen secci"n cuadrada, rectangular o circular$ Rampas.- Sir.en para el acceso a las labores, sustituyendo o
completando a los po-os, y para comunicar entre s& dierentes ni.eles$ Su pendiente es inerior al '): para permitir el mo.imiento de la maquinaria minera autopropulsada$
En estas labores se emplean distintos sistemas de peroraci"n, en los que no .amos a e!tendernos$ En todos los casos, la peroraci"n será dirigida y controlada por los top"graos, que calcularán la direcci"n e inclinaci"n de los trabaos y reali-arán el replanteo de estos$
3uadros. - Su inalidad suele ser la de conectar las instalaciones de
supericie con el subsuelo$ Se utili-an para la e!tracci"n de mineral y estéril, transporte de personal y maquinaria, .entilaci"n, etc$ Suelen ser .erticales, aunque en algunos casos pueden seguir la inclinaci"n del cuerpo mineral$ Su diámetro puede .ariar entre ' " / metros, para po-os de ser.icio, 0asta ; "'* metros en minas importantes$ 1ueden tener secciones circulares o el&pticas, que resisten meor las presiones del terreno, o rectangulares, que presentan un mayor coeiciente de utili-aci"n$ 1ueden alcan-ar .arios centenares de metros de proundidad$ Suelen lle.ar entibaci"n, sobre la que se apoyan las gu&as por las que se mue.en las aulas o s
Fig. Esquema explotación subterránea
1.4.- Instrumentos de mensura.
En topogra&a subterránea es muy 0abitual que las se2ales que marcan los puntos de estaci"n no se puedan colocar en el suelo, ya que el paso de personal y de maquinaria podr&a 0acerlas desaparecer$
1or ello se colocan, normalmente, en el tec0o de las labores, utili-ando una plomada para proyectarlas sobre el piso$ 1ara la puesta en estaci"n proyectaremos el punto sobre el suelo, donde se marcará con un cla.o, y se procederá a estacionar sobre este cla.o
utili-ando el procedimiento 0abitual$ En muc0os casos se preiere
lan-ar desde la estaci"n# la de la estaci"n anterior y la de la
suspender una plomada desde el punto marcado en el tec0o y centrar el instrumento con reerencia a esta plomada$
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siguiente$ El 0ilo de la plomada debe introducirse en el oal siempre en el mismo sentido y utili-ando esta norma para todas las estaciones$
3os puntos de estaci"n se elegirán de manera que los recorridos por las operaciones sean lo más sencillos posible y su n9mero de estaciones lo más bao posible, para e.itar todo tipo de errores$ 3as se2ales no deben estar sometidas a mo.imientos$ Se deben numerar de orma ordenada y recoger claramente las obser.aciones necesarias en las libretas de campo, incluyendo croquis cuando sea preciso, para acilitar su locali-aci"n$ En e!terior, los puntos se suelen denominar usando letras may9sculas$ En interior se suelen emplear min9sculas, seguidas de n9meros en caso necesario$ 3as estaciones marcadas en el tec0o de la labor deben ser áciles de locali-ar y no estar e!puestas a desaparecer$ 1ara que el punto de estaci"n quede marcado inequ&.ocamente, emplearemos las siguientes
Cuando la entibaci"n es de madera las se2ales se cla.an con acilidad$ 1ueden emplearse grapas de 0ierro, cerrando un poco la cur.atura para apro!imarla al grosor del 0ilo de la plomada$ También puede emplearse una grapa normal, con el oal peque2o$ Cuando la entibaci"n es de metal puede suetarse una cu2a de madera, mediante grapas, y proceder como en el caso anterior$ También se utili-a una pistola 5de las que emplean los electricistas6 para empotrar tornillos apropiados, pro.istos de un oal, en la entibaci"n$ En labores en roca puede utili-arse un martillo perorador para 0acer un taladro e introducir en él un tarugo de madera sobre el que se cla.ará el cla.o de mensura$ También pueden emplearse tacos de plástico$ =tili-ando cemento me-clado con sosa 5para que rag>e rápido6 se pueden suetar grapas o
normas#
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El 0ueco del cla.o de mensura por el que pasa el 0ilo de la
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plomada debe ser de diámetro un poco superior al de éste$ El cla.o de mensura debe situarse en el plano .ertical que contenga a la bisectri- del ángulo ormado por las dos .isuales a
cla.os en el tec0o$ 1ara locali-ar ácilmente los puntos, con.iene marcar un c&rculo roo con pintura alrededor de cada uno, una .e- puesta la se2al que suetará la plomada y marcar en la pared de la galer&a a mano derec0a 0acia donde se está a.an-ando$
En labores angostas se emplea la br9ula colgada o br9ula de minero 5igura /$?6$ Esta br9ula se cuelga de un punto intermedio de una cuerda tendida entre los dos puntos e!tremos de la alineaci"n a medir$ @a montada sobre una suspensi"n cardán, de manera que puede ni.elarse a pesar de la inclinaci"n de la cuerda de la que cuelga$ 1ara e.itar que la br9ula deslice sobre la cuerda, si ésta está muy inclinada, se utili-an pin-as o se 0acen nudos$ Fig. Opciones al clavo y tarugo de mensura
Br/%ula.
3as br9ulas colgadas suelen ir di.ididas en medios grados$ 1ara meorar la apreciaci"n se toma la media aritmética de las lecturas tomadas con las dos puntas de la agua, pre.ia correcci"n de la de espaldas$ Suelen ser de limbo m".il y graduaci"n in.ersa$ 3a br9ula colgada s"lo debe emplearse cuando no sea posible utili-ar un instrumento más preciso$ No mide ángulos .erticales por lo que debe usarse acompa2ada de un ecl&metro$
3as br9ulas montadas sobre tr&pode se utili-an como en topogra&a de e!terior, estacionando en los puntos se2alados por plomadas y midiendo los rumbos correspondientes a los ees de los itinerarios o a los puntos le.antados por radiaci"n$ Como sabemos, la .entaa undamental de la br9ula es que se orienta al Fig. Br!ula colgante
norte magnético, una .e- liberada la agua$ Como incon.enientes podemos mencionar#
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Menor precisi"n$ 3a declinaci"n magnética .ar&a continuamente$ 1ueden e!istir anomal&as en el campo magnético pro.ocadas por minerales metálicos, maquinaria, .&as, l&neas eléctricas, etc$
3lin#metro.
Sir.en
para
medir, en
labores
angostas,
el
ángulo
.ertical
correspondiente a la alineaci"n ormada por dos puntos$ 7s& podrá determinarse la distancia reducida y el desni.el entre ellos$
Están constituidos por un semic&rculo graduado y una plomada que cuelga del centro del c&rculo$ El 0ilo de esta plomada sir.e como &ndice de lectura$ Se utili-an colgados de una cuerda tendida entre los puntos, como las br9ulas mineras$ En el caso de los ecl&metros, si la cuerda es bastante 0ori-ontal con.iene colgarlo del centro de ésta$ En caso contrario es con.eniente suspenderla alternati.amente de ambos e!tremos del 0ilo, a un metro de cada uno de ellos, y 0allar la media aritmética de las dos lecturas obtenidas$ +ebe anotarse claramente si la inclinaci"n es subiendo o baando, para no cometer errores en el cálculo del desni.el$
Fig. Teodolito óptico mecánico
eodolitos Electr#nicos $ Medici"n electr"nica de ángulos$ =n teodolito
electr"nico reali-a la medici"n de los ángulos empleando un censor otoeléctrico, en lugar del oo del operador$
Fig. "linómetro o eclímetro
Fig. Teodolitos electrónicos
eodolitos
3os Teodolitos son instrumentos "pticos de precisi"n destinados a la medida de ángulos 0ori-ontales y .erticales$ Consta de un anteoo que gira alrededor de un ee 0ori-ontal, montado sobre una plataorma que a su .e- gira alrededor de un segundo ee .ertical$ Está pro.isto de c&rculos graduados para la lectura de ángulos y de ni.eles para su puesta en estaci"n$
'.- LE*ANAMIENO S5BERRANEO.
1ara le.antamientos topográicos en interior mina e!isten equipos especialmente dise2ados para trabaos de interior$ Estos equipos se estacionan de manera que no interrumpan los ser.icios de arranque y de transporte de material$
En algunos casos se coloca el instrumento sobre una barra 0ori-ontal, que se apoya en los 0astiales a altura suiciente para no interrumpir el transporte$
En otros casos, especialmente si las labores son angostas, el instrumento se suspende de un perno introducido en el 0astial o en el tec0o de la labor$
3os equipos antiguos se iluminaban, mediante el equipo adecuado, a tra.és de los puntos de entrada de lu-, de manera que pudieran tomarse lecturas sobre los limbos$
3os teodolitos electr"nicos y las estaciones totales disponen de una pantalla, donde pueden leerse los resultados de la medici"n, que puede estar iluminada$
Fig. #uesta en estación instrumento$
Mo.eremos el instrumento, montado sobre el tr&pode, 0asta situarlo apro!imadamente bao la plomada y, a continuaci"n, utili-aremos el uego del instrumento sobre la meseta del tr&pode para ainar meor$ 3a plomada debe estar en la prolongaci"n del ee principal del instrumento
3as plomadas y las se2ales de punter&a se iluminan desde atrás, interponiendo una pantalla de papel o de plástico para no deslumbrar al operario del instrumento$ También pueden iluminarse lateralmente$
5.er igura6$ Muc0os instrumentos lle.an una se2al o un pi.ote para indicar el centro del anteoo$ Si situamos el anteoo en posici"n 0ori-ontal, esta se2al nos indicará el punto sobre el que debe estar la plomada para conseguir la
3a puesta en estaci"n se reali-a, generalmente, con relaci"n a una plomada que cuelga de un cla.o de mensura puesto en un tarugo de madera situado en el tec0o de la labor, 5.er igura6$
puesta en estaci"n$ Si el aparato no dispone de esta se2al, la materiali-amos estacionando apro!imadamente bao la plomada y marcando con un lápi- el c&rculo que describe la punta de ésta sobre el anteoo 5situado en posici"n 0ori-ontal6 al girar la alidada 0ori-ontal$ El centro de este c&rculo es el punto buscado$ 1ara medir el ángulo entre ees de un itinerario 5.er igura6 se sit9an plomadas en los tres puntos que lo deinen, es decir en los puntos que
marcan nuestra estaci"n y las estaciones anterior y siguiente$ Como en
plomadas, etc$6 que marquen cada tramo deben estar bien
el caso de medici"n de ángulos en el e!terior, si 0emos orientado pre.iamente el instrumento 5con la .isual de espaldas6 obtendremos acimuts y si no, obtendremos las lecturas 0ori-ontales$
-
alineadas$ Si la longitud a medir es inclinada, debemos medir también la inclinaci"n para poder calcular la distancia reducida$ Si la alineaci"n está compuesta por tramos de distinta inclinaci"n, mediremos por separado la distancia y la inclinaci"n de cada tramo 5.er igura6$
Fig.Medición de ángulos
Medida de distancias.
Como ocurre en topogra&a de e!terior, las distancias que .an a interesar en topogra&a minera son las distancias reducidas$ 1or otra parte, también será necesario, en muc0as ocasiones, determinar la proundidad de los po-os y otras labores$ 6istancias (ori)ontales.
1ara reali-ar las mediciones 0ori-ontales con precisi"n, debemos tener en cuenta#
-
3a cinta métrica debe ser contrastada y .eriicada$ Si es posible, mediremos sobre el suelo de la labor para tener en
-
cuenta el error de catenaria$ Cuando la longitud total a medir sea mayor que la de la cinta, debemos di.idir aquella en tramos$ 3as se2ales 5aguas,
Fig. Medida de la distancia por resaltos horizontales
6istancias &erticales.
E!isten .arios posibles métodos$ En cada ocasi"n tendremos en cuenta la precisi"n necesaria antes de elegir entre uno y otro$ Medida con (ilo de acero.
Se baa por la labor a medir un 0ilo de acero lastrado, que .a enrollado en un torno pro.isto de reno 5.er igura6$ Aaremos sobre el 0ilo las se2ales necesarias para medir la proundidad de los distintos puntos de interés$ 7 continuaci"n se saca el 0ilo y se e!tiende en un terreno 0ori-ontal$ Mediremos la distancia $ entre las se2ales utili-ando una cinta métrica debidamente contrastada$
6istanciometros.
1ara la medici"n de distancias .erticales en cuadros o c0imeneas, también pueden emplearse determinados equipos electr"nicos$ Estos Fig. Medida en cuadros
equipos deben ser susceptibles de lan-ar .isuales laser y admitir todo tipo de errores$ 1ara medir la proundidad del cuadro o c0imenea, el
Medida con cinta metlica.
Se utili-an cintas de )*m de longitud$ Si se precisa medir proundidades mayores podemos unir dos cintas, obteniendo una de '**m$ 3as cintas se lastran con un peso de )
equipo debe situarse al ondo del mismo$ Si uese preciso estacionarlo sobre una plataorma, se deben montar dos# una para el equipo y otra para el operador$ +e lo contrario, los mo.imientos de éste podr&an transmitirse al mismo err"neamente$
otra, 0aciendo sobre ella las se2ales correspondientes$ Normalmente se desprecia el alargamiento de la cinta, pero es con.eniente que ésta esté bien contrastada$
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