UNIVERSIDAD NACIONAL
DEL ALTIPLANO – PUNO
FACULTAD DE INGENIERIA DE
MINAS
ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERIA DE MINAS
TOPOGRAFIA MINERA
TEMA:
TRABAJO FINAL: Levantamiento topográfico en mina
subterránea.
PRESENTADO POR: Ortega Canahua Jhosep Alex
DOCENTE: Ing. Abdul Ticona Fernandez
PUNO – PERU
2023
DEDICATORIA
A mis padres, que, con ejemplo de honestidad, esfuerzo,
perseverancia y sacrificio, les debo lo que hoy soy, por
sus consejos y lecciones de vida eternamente agradecido.
II
AGRADECIMIENTO
Agradezco primero a la vida porque me dio el don de la
perseverancia para alcanzar mis metas.
A mis padres por brindarme su cariño apoyo moral y material
durante mi vida como estudiante.
A la Universidad que me abrió sus puertas para ser mejor persona.
A los docentes de la carrera de Ingeniería
de Minas mis más
sinceros agradecimientos por su enseñanza y orientación en mi
formación profesional.
III
RESUMEN
El presente informe tiene como objetivo detallar el proceso de levantamiento topográfico
realizado en una mina subterránea. El levantamiento topográfico es una técnica esencial para
obtener información precisa sobre la topografía y las características del subsuelo, lo que resulta
fundamental para la planificación, diseño y operación segura de la mina. En este informe, se
describirán los objetivos del levantamiento, los métodos utilizados, los equipos empleados y los
resultados obtenidos, destacando la importancia de una comunicación efectiva y una adecuada
gestión de riesgos en el desarrollo de estas actividades. También detallar el proceso de
comunicación de labores de topografía llevado a cabo en una mina subterránea. La
comunicación efectiva en este entorno es esencial para garantizar la seguridad, la coordinación
y la eficiencia de las operaciones mineras. En este informe, se describirán los objetivos de la
comunicación, los métodos y herramientas utilizados, así como la importancia de una estructura
organizativa adecuada y el cumplimiento de las normas y protocolos establecidos para asegurar
una comunicación exitosa.
PALABRAS CLAVE: levantamiento, cotas, comunicación, seguridad, subterráneo.
ABSTRACT
The objective of this report is to detail the topographic survey process carried out in an
underground mine. Topographic surveying is an essential technique for obtaining accurate
information on topography and subsurface characteristics, which is essential for safe mine
planning, design, and operation. In this report, the objectives of the survey, the methods used,
the equipment used and the results obtained will be described, highlighting the importance of
effective communication and adequate risk management in the development of these activities.
Also detail the communication process of topography work carried out in an underground mine.
Effective communication in this environment is essential to ensure the safety, coordination and
efficiency of mining operations. In this report, the objectives of communication, the methods and
tools used, as well as the importance of an adequate organizational structure and compliance
with established standards and protocols to ensure successful communication will be described.
KEY WORDS: survey, heights, communication, security, underground.
IV
INDICE
RESUMEN.................................................................................................................................IV
ABSTRACT ................................................................................................................................IV
INTRODUCCION ...................................................................................................................... 1
Objetivos Generales: ....................................................................................................... 2
APLICACIÓN DE LA TOPOGRAFIA EN MINA SUBTERRANEA .......................................... 3
Sus características. ......................................................................................................... 8
Nociones de minería subterránea. .................................................................................. 8
Importancia de la Topografía Minera Subterránea: ................................................ 10
Fundamentos teóricos de la topografía minera subterránea: ...................................... 10
METODOS DE LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EN MINERIA SUBTERRANEA: ....... 12
PLANIMETRIA: ............................................................................................................ 12
ALTIMÉTRICOS. .......................................................................................................... 15
LEVANTAMIENTO DE COTAS SUBTERRANEAS................................................................. 19
Aplicaciones del levantamiento de cotas subterráneas: ............................................... 19
Aplicaciones específicas del levantamiento subterráneo en minería: .......................... 20
Instrumentos utilizados en el levantamiento subterráneo: ........................................... 21
Proceso detallado del levantamiento subterráneo: ...................................................... 24
Desafíos del levantamiento subterráneo:.................................................................. 27
Precisión y métodos de levantamiento:......................................................................... 27
Integración de datos y tecnologías: .......................................................................... 28
Seguridad en el levantamiento subterráneo: ................................................................ 28
COMUNICACIÓN DE LABORES ........................................................................................... 30
Planificación de la comunicación: ............................................................................... 30
Actividad de comunicación: .......................................................................................... 31
Riesgos de la comunicación en una mina subterránea:................................................ 32
Estructura de la comunicación: .................................................................................... 32
Métodos de comunicación: ........................................................................................... 33
Normas y protocolos de comunicación: ........................................................................ 34
CONCLUSION ......................................................................................................................... 35
BIBLIOGRAFIA ....................................................................................................................... 36
V
INTRODUCCION
La minería subterránea es una forma de extracción de minerales que se lleva a cabo bajo la
superficie de la tierra, en la cual se crea una red compleja de túneles y galerías para acceder y
extraer los recursos valiosos que yacen en el subsuelo. Esta actividad minera requiere de una
planificación meticulosa y precisa para asegurar la seguridad de los trabajadores, optimizar la
eficiencia en la extracción y garantizar un aprovechamiento responsable de los recursos
naturales.
La topografía en la minería subterránea juega un papel fundamental en este proceso, ya que es
la disciplina encargada de medir, representar y analizar las características del terreno
subterráneo. Su objetivo principal es crear un modelo preciso de la mina subterránea, que
incluya detalles sobre la ubicación de los túneles, galerías, cámaras, chimeneas y otros
elementos relevantes.
Esta información topográfica es esencial para guiar a los ingenieros y geólogos en la
planificación y diseño de la mina, permitiendo calcular volúmenes de extracción, establecer
patrones de ventilación y determinar la ubicación de equipos y maquinaria necesarios para la
operación minera. Además, la topografía también es crucial para mantener la seguridad de los
trabajadores, ya que proporciona datos sobre la estabilidad de las rocas y evita la presencia de
áreas inestables o con alto riesgo de colapso.
Exploraremos los principales métodos y tecnologías utilizadas en la topografía de minas
subterráneas, incluyendo el uso de estaciones totales, escáneres láser, sistemas de
posicionamiento global (GPS), drones y software de procesamiento de datos. También
discutiremos los desafíos que enfrentan los topógrafos en este entorno subterráneo complejo y
las soluciones innovadoras que se han desarrollado para superarlos.
La topografía en minería subterránea es una disciplina en constante evolución, que se adapta a
las demandas cambiantes de la industria y a la incorporación de nuevas tecnologías. Con un
enfoque en la precisión, seguridad y eficiencia, la topografía desempeña un papel crítico en la
minería subterránea moderna, impulsando el crecimiento responsable de la industria y
garantizando un aprovechamiento sostenible de los recursos minerales que se encuentran bajo
nuestros pies.
1
Objetivos Generales:
✓ Obtener información precisa de la topografía subterránea: El objetivo
principal es medir y determinar las coordenadas geográficas y altitudes de
puntos clave dentro de la mina, como túneles, galerías, cámaras, chimeneas y
pozos. Esto permitirá crear una representación detallada y precisa del
subsuelo.
✓ Apoyar la planificación y diseño de la mina: Los datos topográficos
obtenidos son fundamentales para diseñar y planificar de manera efectiva la
ubicación y extensión de las galerías y túneles, así como para la disposición de
infraestructuras y equipos en la mina.
✓ Estimación de recursos y reservas minerales: El levantamiento topográfico
proporciona información sobre el volumen y la calidad de los recursos
minerales presentes en la mina, lo que es esencial para estimar las reservas
minerales y planificar la extracción.
✓ Seguridad y gestión de riesgos: Conocer la topografía subterránea ayuda a
identificar áreas de riesgo, como pendientes pronunciadas, desprendimientos
de rocas o posibles fallas geológicas, permitiendo tomar medidas de
prevención y mitigación.
✓ Monitorización y control de excavaciones: Durante el proceso de
extracción, el levantamiento topográfico se utiliza para verificar que las
excavaciones se estén realizando según lo planificado, evitando desviaciones y
asegurando la seguridad de las operaciones.
2
APLICACIÓN DE LA TOPOGRAFIA EN MINA SUBTERRANEA
La aplicación de la topografía en minería subterránea es de vital importancia para
garantizar la seguridad, planificar adecuadamente las operaciones, maximizar la productividad
y gestionar eficientemente los recursos minerales. A continuación, se describen en detalle las
diversas aplicaciones de la topografía minera subterránea:
1. Levantamiento y Mapeo:
El levantamiento y mapeo son las aplicaciones más fundamentales de la topografía minera
subterránea. Se realiza mediante el uso de instrumentos topográficos, como estaciones totales y
teodolitos, para medir y registrar la posición y elevación de puntos de interés en el subsuelo.
Esto permite crear planos y mapas detallados de las galerías, túneles, cámaras y otras
estructuras subterráneas, proporcionando una representación gráfica precisa del entorno
minero subterráneo.
2. Control de Excavación y Avance:
La topografía minera subterránea se utiliza para controlar la excavación y el avance de las
operaciones mineras. Mediante la monitorización en tiempo real de las máquinas y equipos, se
asegura que las excavaciones se realicen de acuerdo con los parámetros planificados, evitando
desviaciones no deseadas. Esto es esencial para mantener la geometría y dimensiones
adecuadas de las excavaciones, lo que contribuye a una minería más segura y eficiente.
3
3. Monitoreo de Desplazamientos y Deformaciones:
El terreno subterráneo está sujeto a desplazamientos y deformaciones que pueden ser
potencialmente peligrosos para la integridad de las estructuras mineras y la seguridad de los
trabajadores. La topografía minera subterránea permite el monitoreo continuo de estas
deformaciones, lo que ayuda a identificar zonas de riesgo y tomar acciones preventivas para
evitar colapsos y derrumbes.
4
4. Planificación de Ventilación:
La topografía es esencial en la planificación de la red de ventilación subterránea. Proporciona
información sobre la disposición de las galerías y la distribución del aire, permitiendo diseñar
un sistema de ventilación eficiente para mantener un ambiente de trabajo seguro y saludable
para los mineros, así como eliminar gases y polvo nocivos.
5. Diseño de Rutas de Transporte y Distribución:
La topografía minera subterránea se utiliza para diseñar rutas de transporte eficientes que
faciliten el movimiento seguro y rápido de minerales, equipos y personal dentro de la mina.
También se emplea para planificar la disposición adecuada de equipos y sistemas de transporte,
optimizando la logística y reduciendo tiempos de desplazamiento.
5
6. Control de Inventario y Estimación de Reservas:
Mediante el uso de la topografía minera subterránea, se lleva un control detallado del
inventario de mineral extraído y se estima la cantidad de reservas disponibles en el yacimiento.
Esto es esencial para una gestión eficiente de los recursos minerales, asegurando una extracción
sostenible y planificación a largo plazo.
7. Integración con Sistemas de Información Geográfica (SIG):
La información topográfica recopilada se puede integrar con sistemas de información
geográfica (SIG) para un análisis más amplio y una mejor toma de decisiones. Los SIG permiten
visualizar datos geoespaciales, lo que facilita la identificación de patrones y tendencias en la
mina, mejorando así la gestión y planificación de las operaciones.
6
8. Control de Proceso y Monitoreo de Producción:
La topografía minera subterránea también se utiliza para el control de procesos y el monitoreo
de la producción. Al obtener datos precisos sobre el avance de las operaciones, se puede
evaluar el rendimiento y la eficiencia de las actividades mineras, lo que permite realizar ajustes
y mejoras en tiempo real para optimizar la producción.
7
Sus características.
• Iluminación. - En las obras subterráneas es preciso trabajar con luz artificial, en ocasiones
escasa. Esto obliga a emplear iluminación adicional, tanto en los equipos topográficos como en
las señales de puntería y los puntos visados.
• Temperatura, humedad, etc.- Pueden suponer condiciones de trabajo incómodas para los
operarios, pero también afectar a los equipos, que estarán sometidos a condiciones adversas
que facilitan su deterioro.
• Existencia de polvo, gases nocivos o grisú. - Suponen condiciones adversas y, en ocasiones,
peligrosas.
• Espacios reducidos y por los que, con frecuencia, circulan vehículos o existe maquinaria
en movimiento. - Esto obliga, habitualmente, a fijar los puntos de estación en las paredes o en
los techos de las labores y, en ocasiones, a estacionar en estos mismos puntos.
• Comunicación entre las labores de interior y las de exterior. – Pueden complicar, de
manera importante, los trabajos topográficos de enlace entre dichas labores, en particular la
transmisión de orientación y de cota al interior.
Nociones de minería subterránea.
Aunque hayan sido estudiados en otras asignaturas, se incluye un breve recordatorio de algunos
conceptos básicos.
Pozos. - Su finalidad suele ser la de conectar las instalaciones de superficie con el subsuelo.
Se utilizan para la extracción de mineral y estéril, transporte de personal y maquinaria,
ventilación, etc. Suelen ser verticales, aunque en algunos casos pueden seguir la inclinación del
cuerpo mineral.
Su diámetro puede variar entre 1 o 2 metros, para pozos de servicio, hasta 8 o 10 metros en
minas importantes. Pueden tener secciones circulares o elípticas, que resisten mejor las
presiones del terreno, o rectangulares, que presentan un mayor coeficiente de utilización.
Pueden alcanzar varios centenares de metros de profundidad.
8
Suelen llevar entibación, sobre la que se
apoyan las guías por las que se mueven las
jaulas o skips.
Galerías. - Se utilizan para preparación de
túneles, exploración, acceso de personal y
maquinaria a los tajos, transporte de mineral
y estéril, etc. En ellas se instalan las vías,
transportes, conducciones, cables eléctricos,
etc.
Su forma puede ser trapezoidal o
aproximadamente semicircular. Si las
características del terreno lo exigen, se
entiban. En el piso se excava un canal que
permita la evacuación de aguas.
Chimeneas y coladeros. - Sirven como
conexiones, verticales o inclinadas, entre
diferentes niveles de trabajo. Se perforan
para permitir el transporte de mineral, de
personal, para ventilación o para facilitar las
labores de preparación. Tienen sección
cuadrada, rectangular o circular.
Rampas. - Sirven para el acceso a las
labores, sustituyendo o completando a los
pozos, y para comunicar entre sí diferentes
niveles.
Su pendiente es inferior al 15% para permitir el movimiento de la maquinaria minera
autopropulsada.
En estas labores se emplean distintos sistemas de perforación, en los que no vamos a
extendernos. En todos los casos, la perforación será dirigida y controlada por los topógrafos,
que calcularán la dirección e inclinación de los trabajos y realizarán el replanteo de estos.
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Importancia de la Topografía Minera Subterránea:
- Seguridad: La topografía permite el mapeo de túneles, galerías, chimeneas y otras estructuras
subterráneas, lo que contribuye a identificar riesgos potenciales, asegurando un entorno de
trabajo más seguro para los mineros.
- Planificación: La obtención de datos precisos sobre la topografía subterránea ayuda a
planificar la ubicación de las excavaciones, la disposición de las operaciones mineras y la
distribución de los equipos, optimizando así los recursos y maximizando la productividad.
- Control de Operaciones: La topografía minera subterránea permite un seguimiento detallado
del progreso de las excavaciones y la producción, facilitando el control y la gestión efectiva de
las operaciones.
- Visualización y Análisis: Mediante el uso de técnicas de representación gráfica y software de
modelado, los datos topográficos pueden ser visualizados y analizados para comprender mejor
la geología del yacimiento y las características del terreno.
- Gestión de Recursos: Al obtener información precisa sobre la cantidad de mineral extraído y
las reservas disponibles, la topografía minera subterránea contribuye a una gestión más efectiva
de los recursos minerales.
Fundamentos teóricos de la topografía minera subterránea:
1. Instrumentos Topográficos:
Para llevar a cabo mediciones precisas en ambientes subterráneos, se utilizan diversos
instrumentos topográficos, como estaciones totales, teodolitos, niveles láser, escáneres láser 3D
y receptores GPS. Estos dispositivos permiten la captura de datos geométricos y altimétricos, así
como la creación de modelos tridimensionales del terreno subterráneo.
10
2. Estaciones Totales y Métodos de Medición:
Las estaciones totales son instrumentos combinados que incluyen un teodolito y un
distanciómetro. Permiten medir ángulos horizontales y verticales, así como distancias, lo que
facilita la obtención de coordenadas precisas de puntos de interés en el subsuelo. Los métodos
de medición incluyen taqueometría y triangulación, que son fundamentales para calcular las
distancias y ángulos en la topografía minera subterránea.
3. Geodesia Subterránea:
La geodesia subterránea es una rama de la geodesia que se enfoca en la medición de puntos en
el interior de la Tierra. En la topografía minera subterránea, la geodesia se aplica para
determinar coordenadas geodésicas precisas de los puntos de referencia subterráneos, lo que
facilita la integración de datos con sistemas de referencia geodésicos globales.
11
4. Modelado y Software de Representación:
Los datos recopilados mediante la topografía minera subterránea se procesan mediante
software de modelado y representación gráfica. Estos programas permiten crear modelos 3D del
yacimiento y visualizar los datos topográficos para un análisis más detallado y una toma de
decisiones informada.
METODOS DE LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO EN MINERIA
SUBTERRANEA:
PLANIMETRIA:
Método itinerario.
Los itinerarios de interior se realizan y se calculan del mismo modo que los de exterior.
Pero en este caso las dificultades son mayores, como se ha indicado, debido al elevado número
de ejes, a su reducida longitud y a las dificultades de la puesta en estación y de la realización de
las mediciones. Es fundamental poner especial atención en la planificación y en la ejecución de
estos trabajos para evitar una acumulación excesiva de errores.
12
▪
Itinerarios Cerrados: Los itinerarios cerrados son aquellos en los que el punto final
coincide con el inicial. Los aplicaremos siempre que sea posible, estableciendo un
recorrido por las labores que interesa levantar hasta volver, por éstas o por otras ya
levantadas, al punto inicial.
▪
Itinerario Encuadrado: En ocasiones se dispone de dos puntos de coordenadas
conocidas, entre los que se puede establecer un itinerario encuadrado. En los itinerarios
encuadrados de exterior, la orientación se consigue lanzando visuales entre las dos
estaciones extremas, lo que no suele ser posible en interior ya que es raro que estos dos
puntos sean visibles entre sí. Los puntos de interior de coordenadas conocidas pueden
corresponder a dos pozos, cuyas coordenadas se han calculado mediante un itinerario de
exterior ligado a la red geodésica.
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Método de radiación.
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 acimutes 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.
Método de abscisas y ordenadas.
Este método puede aplicarse cuando 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. Con
una segunda cinta levantamos las ordenadas de los puntos, llevándola perpendicularmente a la
primera cinta, que actúa como eje de abscisas.
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ALTIMÉTRICOS.
Al igual que sucede en los trabajos de exterior, los requerimientos de precisión en
levantamientos altimétricos de interior son muy variables y dependen de la finalidad de cada
uno de ellos. Así, en la toma de avances puede que no se necesite gran precisión altimétrica pero
cuando nos referimos a una galería que debe tener una pendiente regular, y puede estar
sometida a movimientos del terreno, estos requerimientos pueden ser muy estrictos
Los trabajos altimétricos de interior deben estar relacionados con los de exterior. Para
determinar la altitud de los puntos de interior, a partir de los de exterior, utilizaremos alguno/s
de los siguientes métodos:
•
•
•
Medir, con hilo de acero o cinta metálica, la profundidad del pozo desde la embocadura
hasta cada uno de los niveles de la explotación.
Medir con distanciómetro, o estación total, la profundidad del pozo mediante una visual
vertical.
Realizar un itinerario altimétrico a través de una rampa de acceso al interior
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. También la emplearemos para calcular la Z de los puntos radiados. En
función de que las referencias se sitúen en el techo o en el suelo, podemos encontrarnos con los
siguientes casos:
-
El punto de estación y el punto visado se materializan en el piso de la labor.
15
-
El punto de estación se materializa en el piso y el punto visado en el techo de la labor.
-
El punto de estación se materializa en el techo y el punto visado en el piso de la labor.
-
Ambos puntos se materializan en el techo de la labor.
16
•
t: tangente topográfica. Será positiva en las visuales ascendentes y negativa en las
•
descendentes. Se aplica con su signo.
DR: distancia reducida entre los dos puntos.
φ: distancia cenital de la visual lanzada.
• i: altura del instrumento.
• m: altura del prisma respecto al suelo.
•
Nivelación geométrica
Se emplea en los casos en que los requerimientos en precisión altimétrica sean grandes. Se
realizan itinerarios altimétricos con nivel, independientes de los planimétricos, tal como se hace
en topografía exterior. Las miras empleadas suelen ser más cortas (2 ó 3 m) para poder
situarlas en el interior de las labores. Se aplica el método del punto medio, estacionando el nivel
en un punto aproximadamente equidistante de aquellos cuyo desnivel se quiere determinar. Las
miras se sitúan en el piso, normalmente sobre los carriles del transporte, si se hace por vía
férrea. En ocasiones se nivela por el techo, utilizando miras que cuelgan desde éste.
-
Nivelación por el piso de la labor.
17
-
Nivelación por el techo de la labor.
Toma de avances
Se pretende levantar topográficamente los avances de la explotación con una cierta
periodicidad, al menos mensual. Si se trata de tajos de extracción de mineral y estéril, que van a
seguir avanzando posteriormente, los requerimientos de precisión no suelen muy grandes. Si se
trata de labores de interconexión entre otras labores previas, lo que se conoce como
rompimientos mineros, la precisión en el replanteo y en el seguimiento de los trabajos es vital.
Los rompimientos mineros se estudiarán en detalle más adelante. Es importante que los técnicos
responsables de los trabajos topográficos estén bien informados de los avances que se han ido
produciendo en los frentes desde que se hizo el levantamiento anterior. También es conveniente
revisar los frentes antes de levantarlos, para comprobar que los puntos de estación no han sido
afectados por las voladuras o por otras causas. Esto permitirá, cuando llegue el momento
oportuno, realizar el trabajo topográfico en el menor tiempo posible y no entorpecer las labores
de extracción.
La toma de avances se realiza a partir de las estaciones de los itinerarios que se han levantado
con anterioridad.
En el caso más sencillo se dispone de una estación e próxima al frente y de otra estación
anterior d, visible desde ésta y siendo conocidas las coordenadas de ambas. Estacionando en e y
lanzando una visual a d, que nos puede servir para orientar el instrumento topográfico o para
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calcular la corrección de orientación, tendremos datos suficientes para calcular las
coordenadas de los puntos del frente que visemos a continuación.
LEVANTAMIENTO DE COTAS SUBTERRANEAS
El levantamiento de cotas subterráneas en minería es una técnica utilizada para
determinar y establecer las altitudes y coordenadas geográficas de puntos específicos dentro de
una mina subterránea. Estos puntos pueden ser túneles, galerías, cámaras, pozos, chimeneas u
otros elementos relevantes del subsuelo minero. El objetivo principal del levantamiento de cotas
subterráneas es crear una representación precisa y detallada del espacio subterráneo para el
diseño, planificación y operación segura de la mina.
Aplicaciones del levantamiento de cotas subterráneas:
▪
▪
▪
Diseño y planificación: Permite obtener datos precisos sobre las dimensiones del
subsuelo, lo que ayuda en el diseño de la mina, la ubicación de galerías, túneles y otras
infraestructuras.
Seguridad: Al conocer la topografía subterránea, se pueden identificar áreas de riesgo,
tales como pendientes pronunciadas, desprendimientos de rocas y otras condiciones
potencialmente peligrosas.
Control de excavación: Durante el proceso de extracción de minerales, el levantamiento
subterráneo se utiliza para controlar la correcta ejecución de las excavaciones y
asegurar que cumplan con las especificaciones de diseño.
19
▪
▪
Gestión de recursos: Proporciona datos precisos sobre el volumen y la calidad de los
recursos minerales, lo que facilita la toma de decisiones en cuanto a la planificación de
extracción y la estimación de reservas minerales.
Monitorización: Permite hacer seguimiento de cambios en el subsuelo con el tiempo,
como subsidencias, deformaciones o fallas, lo que es esencial para garantizar la
estabilidad a largo plazo de la mina.
Aplicaciones específicas del levantamiento subterráneo en minería:
▪
▪
▪
Mapeo de galerías: Permite obtener un mapa detallado y preciso de las galerías
subterráneas, incluyendo su posición y perfil longitudinal.
Estimación de recursos: El levantamiento de cotas subterráneas se usa para calcular el
volumen de roca y mineral presente en la mina, lo que es fundamental para la estimación
de reservas minerales.
Diseño de infraestructuras: Con la información recopilada, los ingenieros pueden
diseñar de manera más precisa túneles, cámaras y otros elementos de infraestructura
minera.
20
▪
▪
▪
Control de subsidencias: Al monitorizar cambios en la topografía subterránea, se puede
prevenir y controlar el fenómeno de subsidencia, que es el hundimiento del terreno sobre
las excavaciones mineras.
Planificación de seguridad: El levantamiento subterráneo ayuda a identificar áreas de
riesgo geotécnico, como zonas con posibles desprendimientos o fallas, permitiendo la
planificación de medidas de prevención y mitigación.
Seguimiento del avance de túneles: Durante la excavación de túneles y galerías, se
llevan a cabo mediciones frecuentes para asegurar que se estén siguiendo los parámetros
de diseño y que no haya desviaciones significativas.
Instrumentos utilizados en el levantamiento subterráneo:
▪
Estaciones totales (teodolitos electrónicos): Son equipos avanzados que combinan un
teodolito para medir ángulos horizontales y verticales, y una estación de distancia láser
para medir distancias. Estos instrumentos son precisos y permiten realizar mediciones
desde puntos de control establecidos previamente.
21
▪
Láser escáner 3D: Es una herramienta que crea una nube de puntos tridimensional
mediante la emisión de láseres que escanean la superficie de las galerías y cavidades
subterráneas. Esta tecnología permite obtener una representación detallada y precisa del
subsuelo en 3D.
▪
Sistemas de posicionamiento global (GPS) subterráneo: Son sistemas específicos para
trabajar en entornos subterráneos, utilizando señales de radiofrecuencia para
determinar la ubicación relativa de los puntos de interés con respecto a una estación
base conocida.
22
▪
Distanciómetros láser: Son dispositivos que miden distancias mediante emisión de
pulsos láser y cálculo del tiempo de retorno de la señal reflejada en el punto objetivo.
▪
Brújulas: Aunque se utilizan menos en la era de las tecnologías digitales, las brújulas
siguen siendo útiles para obtener orientaciones generales y ángulos de rumbo.
23
Proceso detallado del levantamiento subterráneo:
▪
Planificación: Se define la extensión de la mina que se va a medir, se seleccionan los
puntos de control y se establecen las bases de datos geodésicas a utilizar.
▪
Despliegue de equipos: Se ubican los puntos de control, que pueden ser marcas físicas o
dispositivos como prismas reflectantes, y se instalan las estaciones de medición en
puntos estratégicos.
24
▪
Mediciones en campo: Se realizan las mediciones desde las estaciones de medición
hacia los puntos de control y los puntos de interés. Se toman distancias, ángulos y
lecturas de inclinación para calcular las coordenadas y altitudes de los puntos
subterráneos.
▪
Procesamiento de datos: Los datos recopilados se descargan en software especializado,
donde se lleva a cabo el procesamiento para calcular las coordenadas y altitudes de los
puntos medidos.
25
▪
Generación de resultados: A partir de los datos procesados, se generan planos, mapas
y modelos 3D que representan la topografía subterránea.
▪
Análisis e interpretación: Se analizan los resultados obtenidos y se generan informes
que permiten a los ingenieros y geólogos tomar decisiones informadas para la
planificación y operación de la mina.
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Desafíos del levantamiento subterráneo:
 Acceso y visibilidad limitados: Las condiciones subterráneas pueden ser difíciles y
peligrosas para el personal y los equipos, lo que requiere precaución y planificación
cuidadosa.
 Distorsión de señales: En ambientes subterráneos, las señales de GPS pueden reflejarse
o dispersarse, lo que puede afectar la precisión de las mediciones.
 Interferencias electromagnéticas: Las galerías mineras pueden tener maquinaria y
equipos que generen interferencias electromagnéticas, afectando los instrumentos de
medición.
 Necesidad de mediciones periódicas: El subsuelo es dinámico, por lo que es necesario
realizar mediciones periódicas para detectar cambios a lo largo del tiempo.
Precisión y métodos de levantamiento:
La precisión en el levantamiento subterráneo es fundamental para garantizar que los datos sean
confiables y útiles en la toma de decisiones. Existen diferentes métodos de levantamiento con
distintos niveles de precisión, que se adaptan a las necesidades específicas de la mina y las
características del terreno subterráneo:
✓ Levantamiento por poligonales cerradas: Se basa en el establecimiento de poligonales,
que son series de mediciones interconectadas entre sí, formando una figura cerrada. Este
método es adecuado para áreas relativamente pequeñas y con buena visibilidad entre los
puntos de control.
✓ Levantamiento por redes trilaterales: Se utilizan para áreas más extensas y donde la
visibilidad entre puntos puede estar más limitada. En este método, se establecen
triángulos con tres puntos de control, y se miden las distancias y ángulos para calcular
las coordenadas de los puntos subterráneos.
✓ Levantamiento con láser escáner 3D: Esta técnica permite obtener una gran cantidad
de puntos de manera rápida y precisa. Se utilizan escáneres láser para realizar un
barrido completo de las superficies subterráneas, generando nubes de puntos en 3D que
se pueden utilizar para crear modelos detallados del subsuelo.
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✓ Levantamiento con GPS subterráneo: Para áreas donde el acceso a la superficie es
limitado, se utilizan sistemas de posicionamiento global subterráneo que se basan en
señales de radiofrecuencia para determinar la ubicación relativa de los puntos de interés
respecto a una estación base conocida.
Integración de datos y tecnologías:
En la actualidad, el levantamiento de cotas subterráneas se ha beneficiado enormemente
de las tecnologías de información y comunicación. Los datos obtenidos en el campo se pueden
integrar con sistemas de información geográfica (SIG) y herramientas de modelado en 3D, lo
que facilita la visualización y el análisis de la topografía subterránea de manera más completa y
eficiente.
Además, se pueden emplear sistemas de monitoreo continuo para mantener un
seguimiento en tiempo real de la estabilidad de las excavaciones subterráneas. Estos sistemas
utilizan sensores para detectar movimientos, deformaciones o cambios en la estructura,
alertando a los responsables de la mina ante posibles situaciones de riesgo.
Seguridad en el levantamiento subterráneo:
La seguridad es una prioridad en la minería subterránea, y el levantamiento de cotas no es una
excepción. Algunos de los aspectos clave para garantizar la seguridad durante este proceso
incluyen:
✓ Capacitación del personal: El personal encargado del levantamiento debe recibir una
formación adecuada en el uso de los instrumentos y técnicas de medición, así como en
los protocolos de seguridad para trabajar en ambientes subterráneos.
✓ Identificación de riesgos: Antes de realizar el levantamiento, se deben identificar y
evaluar los riesgos asociados con las condiciones subterráneas, como la estabilidad del
terreno, gases tóxicos o la presencia de agua.
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✓ Uso de equipos adecuados: Se deben utilizar instrumentos y equipos de medición de alta
calidad y adecuados para el entorno subterráneo. También se deben mantener en buen
estado y calibrar regularmente.
✓ Comunicación y trabajo en equipo: Es esencial mantener una comunicación constante
entre el personal encargado del levantamiento y otros equipos que puedan estar
operando en la mina.
✓ Respeto a la normativa: Es importante seguir las regulaciones y normas específicas de
seguridad establecidas para la realización de actividades subterráneas en el país o
región.
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COMUNICACIÓN DE LABORES
Planificación de la comunicación:
La comunicación efectiva en una mina subterránea debe ser parte integral de la planificación
general de las operaciones. Es fundamental establecer protocolos y canales de comunicación
claros y definidos antes de iniciar cualquier actividad. La planificación debe incluir:
✓ Identificación de canales de comunicación: Definir qué medios se utilizarán para la
transmisión de información, como radios de dos vías, teléfonos, sistemas de alarma y
señalización, y tecnologías digitales.
✓ Asignación de responsabilidades: Designar roles y responsabilidades específicas para
el personal encargado de la comunicación. Esto incluye a los operadores de radio,
personal de comunicaciones y jefes de turno o supervisores.
✓ Creación de una red de comunicación: Establecer una red de comunicación que
conecte a los trabajadores subterráneos con la superficie y entre diferentes equipos
dentro de la mina. La red debe ser confiable y resistente a las interferencias.
✓ Capacitación del personal: Proporcionar capacitación adecuada sobre el uso de los
equipos de comunicación y los procedimientos de comunicación establecidos.
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Actividad de comunicación:
La comunicación en una mina subterránea es esencial para diversas actividades, tales como:
•
•
•
•
•
Información sobre tareas y actividades: Los jefes de turno o supervisores deben
comunicar a los trabajadores las tareas asignadas, los procedimientos a seguir y los
objetivos a cumplir durante su turno de trabajo.
Coordinación de equipos: Mantener una comunicación fluida entre los diferentes
equipos de trabajo es vital para asegurar la coordinación y evitar conflictos en el
desarrollo de las actividades mineras.
Reporte de avances: Los trabajadores deben informar periódicamente sobre el progreso
de las tareas asignadas y cualquier eventualidad que haya surgido durante su trabajo.
Comunicación de emergencias: Establecer canales específicos y protocolos de
comunicación para reportar situaciones de emergencia, incidentes, accidentes o
condiciones peligrosas.
Comunicación con la superficie: Mantener una comunicación regular entre el personal
subterráneo y la superficie para compartir información relevante y garantizar una
operación fluida y segura.
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Riesgos de la comunicación en una mina subterránea:
La comunicación en el ambiente subterráneo enfrenta diversos desafíos y riesgos, entre los
cuales se destacan:
 Barreras geográficas y tecnológicas: La complejidad del ambiente subterráneo puede
dificultar la transmisión de señales de radio, voz o datos, especialmente en áreas con
rocas densas o estructuras metálicas.
 Interferencias electromagnéticas: Equipos y maquinaria utilizados en la mina pueden
generar interferencias que afecten la calidad de la comunicación.
 Emergencias y situaciones críticas: En situaciones de emergencia, la comunicación
puede verse comprometida, lo que hace necesario contar con planes de contingencia y
sistemas de comunicación alternativos.
Estructura de la comunicación:
La estructura organizativa de la comunicación en una mina subterránea varía según el tamaño y
complejidad de la operación. Algunos elementos comunes incluyen:
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▪
▪
▪
Jefe de turno o supervisor: Responsable de coordinar las actividades y la comunicación
dentro del turno de trabajo. Debe mantenerse en contacto con todos los equipos y la
superficie para asegurar la correcta ejecución de las tareas.
Personal de comunicaciones: Encargados de operar y mantener los sistemas de
comunicación, asegurando que funcionen correctamente y resolviendo cualquier
problema técnico que pueda surgir.
Equipos de trabajo: Deben comunicarse entre sí y con sus respectivos supervisores
para llevar a cabo las tareas asignadas de manera segura y eficiente.
Métodos de comunicación:
Existen diversos métodos de comunicación utilizados en minas subterráneas, entre ellos:
✓ Radiocomunicación: Es el método más común y efectivo en minas subterráneas. Se
utilizan radios de dos vías para establecer comunicación tanto entre los trabajadores
subterráneos como con la superficie.
✓ Sistemas de alarma y señalización: Para situaciones de emergencia o evacuación, se
pueden utilizar sistemas de alarma y señales audibles y visuales para alertar a todo el
personal en caso de peligro.
✓ Tecnología digital: El uso de tecnologías digitales y sistemas de comunicación
avanzados permite el intercambio de datos e información en tiempo real, facilitando la
toma de decisiones y la coordinación entre los equipos.
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Normas y protocolos de comunicación:
✓ Uso de canales designados: Definir qué canales y frecuencias de radio se utilizarán
para diferentes tipos de comunicación, evitando la sobrecarga de un mismo canal.
✓ Lenguaje claro y conciso: Fomentar el uso de mensajes claros, breves y precisos para
evitar confusiones o malentendidos.
✓ Protocolos de emergencia: Establecer procedimientos específicos de comunicación en
situaciones de emergencia, incluyendo cómo reportar emergencias y cómo coordinar la
evacuación segura del personal.
✓ Prácticas de escucha activa: Fomentar la escucha activa entre los trabajadores para
asegurar que los mensajes sean comprendidos correctamente y para alentar la
retroalimentación y el intercambio de información relevante.
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CONCLUSION
En conclusión, el levantamiento topográfico en una mina subterránea es una actividad
esencial que proporciona información precisa y detallada sobre la topografía y características
del subsuelo. Esta técnica permite obtener datos fundamentales para la planificación, diseño y
operación segura de la mina, así como para la estimación de recursos y reservas minerales.
La seguridad ocupa un lugar central en el levantamiento topográfico subterráneo, dado
que implica trabajar en un ambiente complejo y potencialmente peligroso. Es vital seguir
protocolos y normas específicas para realizar las mediciones de manera segura, además de
contar con personal capacitado y equipos adecuados para minimizar riesgos. La comunicación
de labores en la topografía de una mina subterránea es un elemento crítico para garantizar la
seguridad, la coordinación efectiva y la eficiencia de las operaciones mineras.
Una comunicación efectiva permite informar sobre la planificación de actividades,
compartir información relevante, coordinar equipos de trabajo, reportar avances y, lo más
importante, alertar sobre situaciones de riesgo o emergencia. La transmisión precisa y rápida
de información contribuye directamente a la seguridad del personal y a la prevención de
accidentes. Por lo tanto, contar con protocolos de comunicación bien definidos y planes de
contingencia es esencial para mantener una operación segura y efectiva en la mina subterránea.
En última instancia, la mejora continua en los sistemas de comunicación, la capacitación
del personal en prácticas de comunicación efectiva y la adopción de tecnologías avanzadas son
cruciales para garantizar una comunicación exitosa en la topografía de una mina subterránea.
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BIBLIOGRAFIA
Webgrafia:
https://topodata.com/wp-content/uploads/2019/10/tema3.pdf
https://core.ac.uk/download/pdf/41821057.pdf
http://www.bibliotecacpa.org.ar/greenstone/collect/facagr/index/assoc/HASH53d6.dir/doc.pdf
https://es.scribd.com/document/411159972/COMUNICACION-DE-LABORES
https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/6382665.pdf
.
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