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. 9 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. 13 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. 14 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 18 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. 26 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. 27 ✓ 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. 28 ✓ 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. 29 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. 30 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. 31 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: 32 ▪ ▪ ▪ 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. 33 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. 34 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. 35 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 . 36