UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE DURANGO

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1 1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE DURANGO CAMPUS DURANGO Levantamiento Topográfico de Obras Mineras Subterráneas tipo 9PS con Método AIDAA, usando Tecnologías Alternativas de Medición con Distanciometro y Palm, en el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Grupo Peñoles. TESIS Que para obtener el grado de Maestro en Informática Administrativa Presenta L.S.C. Oscar Lennin Escobedo Barrientos ASESOR M.C. José Manuel Carrillo Hernández Durango, Dgo., Diciembre 2005

2 R E S U M E N 2

3 3 El objetivo de este trabajo de investigación fue desarrollar de una nueva metodología de trabajo postulada bajo las siglas AIDAA (adelante-izquierdaderecha-arriba-abajo). Se llevó a cabo durante los meses de septiembre a diciembre del dos mil cinco y abarco el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. Para ello se efectuaron estudios de tiempos y movimientos con cada cuadrilla y se realizaron las mediciones en campo con el método tradicional de levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas, llamado levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles. Después de ello se empleo el distanciómetro láser en combinación con tecnología Palm y se puso en prueba la nueva metodología AIDDA. En base a los estudios anteriores y el método propuesto se tuvo como resultado un aumento significativo en las actividades de operación efectiva con un 46.02% mientras que con el levantamiento tradicional se tenía un 21.54% en promedio.

4 Í N D I C E S 4

5 5 ÍNDICE DE CONTENIDO P R O P O S I C I Ó N 10 ENUNCIADO DE LA PROPOSICIÓN 11 OBJETIVO GENERAL 18 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 18 HIPOTESIS PLANTEADA 18 CONTENIDO Y LÍMITES 19 JUSTIFICACIÓN 20 FUENTES DE CONOCIMIENTO CONSULTADAS 22 PROBLEMAS CORRELACIONADOS 23 PERÍODO DE TIEMPO UTILIZADO 24 D E M O S T R A C I Ó N 25 CAPITULO I.- MARCO TEORICO 26 I.1.-ANTECEDENTES 26 I.1.A.- LA MINERÍA 26 I.1.B.- MÉTODOS MINEROS 28 I.1.B.a.- MINERÍA POR POZOS DE PERFORACIÓN 28 I.1.B.b.- MINERÍA POR DEGRADADO 29 I.1.B.c.- MINERÍA DE SUPERFICIE 30 I.1.B.c.1.- MINAS DE CIELO ABIERTO 31 I.1.B.c.2.- EXPLOTACIONES AL DESCUBIERTO 32 I.1.B.c.3.- CANTERAS 33 I.1.B.c.4.- DEPÓSITOS DE JALES 34 I.1.B.d.- SUBTERRÁNEA 35 I.1.B.d.1.- ROCA BLANDA: CARBÓN 35 I.1.B.d.2.- ROCA DURA: METALES Y MINERALES 37 I.1.C.- LA MINERÍA EN FRESNILLO 38 I.2.- TOPOGRAFÍA 42 I.2.A.- INTRODUCCIÓN A LA TOPOGRAFÍA 42 I.2.B.- TOPOGRAFÍA DE SUPERFICIE 45 I.2.C.- TOPOGRAFÍA DE MINAS 46 I.3.- EQUIPO TOPOGRAFICO UTILIZADO EN LA MINERIA 53 I.3.A.-TEODOLITOS 53 I.3.B.- GIRÓSCOPOS 56 I.3.C.- SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) 57 I.3.D.- ESTACIONES TOTALES 59 I.3.E.- ODÓMETROS 62 I.3.F.- BRÚJULA DE MANO Y COLGANTE 63

6 I.3.G.- CINTAS, ESTADALES, PLOMADAS 65 I.4.- LEVANTAMIENTO CON TRANSITO 66 I.4.A.- APLICACIÓN EN LAS MINAS 66 I.4.B.- METODOLOGÍA 67 I.4.C.- AJUSTES 71 I.4.D.- FIJACIÓN DE DETALLES 75 I.4.E.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO Y DE DETALLES 79 I.4.F.- CÁLCULOS Y TRABAJO DE ESCRITORIO 80 I.5.- DISTO LÁSER 82 I.5.A.- LEICA DISTO PLUS 82 I.5.B.- LEICA DISTO SPECIAL5 84 I.5.C.- LEICA DISTO CLASSIC5A 86 I.5.D.- LEICA DISTO LITE 87 I.6. TECNOLOGÍA PALM 88 I.6.A.- ZIRE 88 I.6.B.- TUGNSTEN 92 I.6.C.- LIFEDRIVE 95 I.6.D.- TREO 99 CAPÍTULO II.- DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN 105 II.1.- ANÁLISIS DE LA SITUACIÓN ACTUAL 105 II.2.- EXPOSICIÓN DE LA SITUACIÓN DESEADA 124 II.3.- PROPUESTA DE SOLUCIÓN 127 II DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO 128 II EQUIPO EMPLEADO 129 II METODOLOGÍA DE AIDAA. 133 II CONOCIENDO LA APLICACIÓN MINTOP1 135 II DETALLADO EN 3D CON DATAMINE 137 C O N C L U S I O N E S 150 B I B L I O G R A F Í A 152 A N E X O S 155 6

7 7 ÍNDICE DE CUADROS, FIGURAS, GRÁFICOS Y ANEXOS TABLAS TABLA I.- FASES EN LA VIDA DE UNA MINA SEGÚN HARTMAN (1987) 48 TABLA II.- TABLA DE BITÁCORA DE LEVANTAMIENTOS 69 TABLA III.- REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE TOPES DE DESARROLLO 79 TABLA IV.- TABLA PARA REGISTRO DE LEVANTAMIENTO DE DETALLES 80 TABLA V.- FICHA TÉCNICA DE DISTO PLUS 83 TABLA VI.- FICHA TÉCNICA DE DISTO SPECIAL5 85 TABLA VII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO CLASSIC5A 86 TABLA VIII.- FICHA TÉCNICA DE DISTO LITE5 87 TABLA IX.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 1) 108 TABLA X.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 1) 109 TABLA XI.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 1) 110 TABLA XII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 2) 111 TABLA XIII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 2) 112 TABLA XIV.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 2) 113 TABLA XV.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 3) 114 TABLA XVI.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 3) 115 TABLA XVII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 3) 116 TABLA XVIII.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 4) 117 TABLA XIX.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 4) 118 TABLA XX.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 4) 119 TABLA XXI.- ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS (TOPÓGRAFO 5) 120 TABLA XXII.- CICLOS DE ACTIVIDADES DE DETALLES (TOPÓGRAFO 5) 121 TABLA XXIII.- ACTIVIDADES DEL LEVANTAMIENTO (TOPÓGRAFO 5) 122 TABLA XXIV.- PROMEDIOS DE LAS ACTIVIDADES/HORAS 123 TABLA XXV.- TIEMPOS Y MOVIMIENTOS DE SITUACIÓN DESEADA 125 TABLA XXVI.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA 126 FIGURAS FIG. 1.- UBICACIÓN DEL DISTRITO FRESNILLO 39 FIG. 2.- SISTEMA DE COORDENADAS HORIZONTAL Y VERTICAL 46 FIG. 3.- DIAGRAMA DE VÍAS DE DECISIÓN EN UNA CAMPAÑA 51 FIG. 4.- TEODOLITO UNIVERSAL T2 56 FIG. 5.- GIROSCOPIO 57 FIG. 6.- GPS RECORRIDOS ORBITALES 59 FIG. 7.- ESTACIÓN TOTAL 62 FIG. 8.- ODÓMETRO 63 FIG. 9.- BRÚJULA COLGANTE 64 FIG DIBUJO DE LAS FICHAS DE LA BITÁCORA DE LEVANTAMIENTO 69 FIG REGLA PARA DEFINICIÓN DE AZIMUTES + O - 82 FIG LEICA DISTO PLUS 84 FIG LEICA DISTO SPECIAL5 85

8 FIG LEICA DISTO CLASSIC5A 87 FIG LEICA DISTO CLASSIC5A 88 FIG PALM ZIRE FIG PALM TUNGSTEN 95 FIG PALM LIFEDRIVE 99 FIG. 19,. PALM TREO FIG TRACTOR FORD NEW HOLLAND 130 FIG TEODOLITO WILD/T FIG TRIPIE DE APARATO 130 FIG PRISMA 131 FIG BASTÓN TELESCÓPICO 131 FIG ESTADAL TELESCÓPICO 131 FIG PLOMADA E HILO 132 FIG DISTO PROA 132 FIG PALM ZIRE FIG IBM INTELLISTATION Z PRO 133 FIG CENTRADO DE APARATO Y LECTURAS INICIALES 133 FIG LECTURAS DE DETALLES CON DISTO Y PALM 134 FIG PANTALLA DE BIENVENIDA DE MINTOP1 136 FIG CAPTURA DE DETALLES EN MINTOP1 136 FIG MEMORIA DE CÁLCULO EN MINTOP1 137 FIG PANTALLA DE ACCESO A LICENCIAS DEL SERVIDOR 138 FIG ACCESO A TRABAJO DEL SUBNIVEL 390 VSCR 139 FIG INICIO DE DATAMINE Y PLANSOFT 139 FIG MENÚ PARA ABRIR FICHAS TOPOGRÁFICAS 140 FIG SELECCIÓN DEL ARCHIVO S390F DE PUNTOS 140 FIG ARCHIVO S390F DE PUNTOS ABIERTO Y SIN ATRIBUTOS 141 FIG MENÚ DE TOPOGRAFÍA 141 FIG OPCIÓN PARA ACTIVAR LOS ATRIBUTOS DE LAS FICHAS 142 FIG FICHAS ACTIVAS CON ATRIBUTOS 142 FIG UBICACIÓN DEL LUGAR PARA DETALLADO 143 FIG OPCIÓN PARA CONVERTIR PALM A DATAMINE 143 FIG MENSAJE DE SOBRE CONVERSIÓN DE ARCHIVO PDB A DM 144 FIG DETALLAR PALM PARA GENERAR TOPOGRAFÍA EN 3D 144 FIG DATOS DE ENTRADA PARA DE LA APLICACIÓN 145 FIG MEMORIA DE CÁLCULO DETALLAR PALM 145 FIG WIREFRAME DEL TÚNEL Y LAS FICHAS BASE 146 FIG ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA NE 146 FIG ISOMÉTRICO DEL WIREFRAME DEL TÚNEL VISTA N 147 FIG ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NW 147 FIG ISOMÉTRICO DE LOS DETALLES Y TABLAS VISTA NE 148 FIG ISOMÉTRICO CON TRANSPARENCIAS DEL TÚNEL VISTA S 148 FIG ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NE 149 FIG ISOMÉTRICO SÓLIDO DEL TÚNEL VISTA NW 149 8

9 9 GRÁFICOS GRAFICO 1.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 1) 110 GRAFICO 2.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 2) 113 GRAFICO 3.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 3) 116 GRAFICO 4.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 4) 119 GRAFICO 5.- ACTIVIDADES/HORAS (TOPÓGRAFO 5) 122 GRAFICO 6.- PROMEDIOS DE ACTIVIDADES/HORAS 123 GRAFICO 7.- ACTIVIDADES/HORAS DE SITUACIÓN DESEADA 126 ANEXOS ANEXO A.- LEVANTAMIENTO CON CINTA Y TEODOLITO 157 ANEXO B.- LEVANTAMIENTO MÉTODO AIDAA 162

10 P R O P O S I C I Ó N 10

11 11 ENUNCIADO DE LA PROPOSICIÓN El propósito de esta investigación es el desarrollo de un método semiautomático de levantamiento topográfico en minas subterráneas con el uso de las tecnologías de medición que ya existen dentro de Compañía Fresnillo S.A. de C.V. Mina Proaño y con el empleo de tecnología PDA que hasta el hace poco tiempo su uso era exclusivo de ejecutivos y no de personal de operación. A través del tiempo La topografía se ha ocupado principalmente, de la representación de una porción de la tierra. Es una ciencia/técnica prima hermana de materias como Geodesia, Cartografía, Fotogrametría, GIS, etc. Un levantamiento o topografía consiste en dotar de coordenadas a puntos de la superficie para representarlas visualmente; estas coordenadas están referidas a un sistema preestablecido y determinado. Topografía es, por tanto, diseñar un modelo semejante al terreno, con unas deformaciones y parámetros de transformación perfectamente acotados. El producto final suele ser un plano o un mapa. El soporte de esta representación solía ser una hoja de papel pero está siendo sustituido por un soporte magnético. Es fundamental el concepto de escala, es el coeficiente de proporcionalidad entre las medidas lineales del mapa y de la realidad. La tierra no es plana sino curva, sin embargo, se representa en una superficie plana. Es necesario transformar las coordenadas para que esta representación sea posible. La proyección de un mapa permite representar

12 12 coordenadas de una superficie curva sobre un plano. Como figura de referencia se escoge una cuya formulación matemática esté definida; así, se escoge un plano, una esfera o un elipsoide. El proceso que lleva desde el terreno al mapa es, primero, tomar coordenadas de puntos del terreno proyectadas sobre una figura de referencia (plano, esfera o elipsoide); segundo, aplicar a estas coordenadas una proyección cartográfica que nos da unas coordenadas sobre el plano. Por último, se vuelcan las coordenadas y ya se puede dibujar el mapa. Indicar la proyección y la escala en el mapa confeccionado es fundamental para que este sea completo. La proyección utilizada en España es la UTM (Universal Transversa de Mercator); la figura sobre la que se proyectan las coordenadas obtenidas en campo es un elipsoide de revolución. Desde este elipsoide la proyección utiliza un cilindro tangente a la tierra por un meridiano para proyectar los puntos desde el centro de la tierra. A menudo un levantamiento sirve de base para realizar un proyecto complicado (edificio, vial, conducción) de obra civil. Si este está bien hecho por un topógrafo cualificado para ello, el proyecto estará diseñado sobre un modelo semejante al terreno. Este proyecto estará, pues, en condiciones de ser materializado mediante señales que definan puntos, líneas o planos que sirvan de referencia para la construcción de los elementos. La colocación de estas señales se denomina replanteo. El replanteo de un proyecto es el primer paso en la

13 ejecución del mismo en el terreno y de él depende que el producto final se corresponda con la definición original El primer PDA de la historia se remonta a un equipo llamado NEWTON de Apple Computing, una agenda electrónica que funcionaba con un lápiz (Stylus) con el cual se escribe en la pantalla y esta reconoce lo que la persona escribe. No tuvo mucho éxito por su costo y tamaño; después de ello PALM lanzó las PILOT 1000 y PILOT 5000, estas fueron creadas por Steven Hopkins y solo tenían 250kb y 512kb respectivamente. Para este momento las PILOT no eran muy famosas. Poco después emergió al mercado la nueva línea de PalmPilot con el soporte de US-Robotics, compuesta por los modelos Personal (500kb) y Professional (1mb y TCP/IP), a partir de estas el mundo conoció el verdadero poder de un asistente personal. Las ventajas primordiales de las PalmPilot en relación a la competencia fue su sistema operativo de muy fácil uso (PalmOS 2.0), su pequeño tamaño, su ligereza, larga duración de las baterías, el poder de escribir en la pantalla sin necesidad de un teclado y algo muy importante que no tenían las agendas personales, comunicación directa con su computadora personal (HotSync Technology), en el caso de la PalmPilot Professional es que se sincronizaba directamente con el programa de correo electrónico, esto es algo que ninguna agenda electrónica en el mercado podía hacer. Por esto es que solo en los Estados Unidos se vendieron más de un millón de estos equipos. 1 Historia de la Topografía, Disponible en:

14 14 En febrero de 1998 se lanzó al mercado la Palm III la cual conservaba las ventajas de la PalmPilot Professional, se implementó el uso de pilas AAA y por supuesto la sincronización con el PC y BackLight (iluminación de fondo), superando al modelo anterior con innovaciones como lo fue su forma ergonómica, Stylus de metal (que mejoró la sensación de escribir), el doble de memoria, un sistema operativo mejorado (PalmOS 3.0), y una característica muy especial, el puerto Infrarrojo (IR port) con el cual se le encontraron nuevas funciones para las Palm, como el Beam (transmitir aplicaciones y archivos vía infrarrojo), poco mas tarde encontramos la Palm IIIx y Palm IIIe que fueron un modelo Palm III pero con el doble de memoria (4mb.), un puerto libre para expansiones y un pantalla mejorada. La Palm V fue el modelo mas estilizado que surgió de Palm, considerada una de la mejores para aquella época, pues ya que era mas ligera, delgada, bella y elegante y en ese tiempo la más costosa, con este modelo salió también la PalmVx excepto que esta tenía 8 megabytes. La PalmVII tuvo un gran adelanto a su época y fue el punto de partida para que fuera el equipo preferido por los ejecutivos y profesionales necesitaban moverse de un lado a otro con la posibilidad de realizar cualquier acción de manera inalámbrica, ya que se podía navegar por Internet, enviar y recibir correos electrónicos, enviar faxes y chatear por algún canal IRC o ICQ, todo esto mientras se encontraba de viaje, en alguna sala de espera o en una junta de negocios.

15 15 En febrero de 2000 surgen las PalmIIIxe y la Palm IIIc, lo cual significaba que la pantalla era a color, podía utilizarse con pilas de NiHD recargables con una duración de 14 días y 8mbs, la única desventaja es que tenía un costo de $500 dlls. En año 2000 Palm Computing se convierte en una empresa independiente de 3Com. Y lanza sus productos PalmM100 y la PalmM105. Estas son aun más pequeñas y delgadas que las PalmV. Sus estuches son de plástico de diferentes colores que se pueden cambiar. La pantalla es un poco más pequeña para disminuir el tamaño. Usan pilas AAA. En marzo del 2001 Palm Computing muestra los modelos PalmM500 y PalmM505 las cuales integran en un cuerpo de PalmV un nuevo sistema operativo (PalmOS 4.0), 8mbs de memoria y un puerto de expansión de memoria/multimedia, y en el caso de la PalmM505, pantalla de colores. En el 2002 introduce el primer equipo de Wireless (conexiones inalámbricas basadas en radiofrecuencia) y en el 2003 es el primer Handheld en incluir GPS y desarrollar aplicaciones multimedia para el modelo Zire y Tungsten y telefonía celular con el modelo Treo, y lanza el primer teclado inalámbrico para Palm.

16 16 En la actualidad tiene alrededor de 1.5 millones de ventas en Estados Unidos y en mayo del presente año lanzó la pantalla Flip-Flop (pantalla con orientación vertical u horizontal) con el modelo Life Drive. 2 En Mina Proaño de Compañía Fresnillo, S.A. de C.V., perteneciente a la División Minas del Grupo Peñoles, es la empresa productora de plata más importante del País reconocida mundialmente. Sus procesos se apoyan con tecnología vanguardista y la hacen una empresa de competitividad mundial, sin embargo se ha diagnosticado que existe la oportunidad de apoyar a las áreas operativas (procesos vitales), en lo referente a sistematización del flujo de trabajo. Cada responsable de generar información operativa, lo hace bajo su propio criterio en cuanto a formatos, contenido de información y oportunidad en la entrega de la misma. Utilizando herramientas de administración de oficina, tales como la suite de aplicaciones Office, no guardando una integridad y administración de archivos ordenada, ni siendo consistente en el manejo de información histórica y/o acumulada. Generando en consecuencia diversidad e incongruencia en la medición de las variables que determinan el desempeño en los procesos primarios; dificultando así la toma de decisiones. 2 Acerca de Palm, Inc., Historia, Disponible en:

17 17 Por lo tanto el tema de investigación va dirigido al personal de departamento de planeación e ingeniería, específicamente a topógrafos y ayudantes de topógrafo. El método empleado estará basado en el levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles y se pretende desarrollar un nuevo método llamado AIDAA (adelante-izquierda-derecha-arriba-abajo) con el empleo del distanciómetro y el reemplazo de la libreta de transito por tecnología Palm. Las limitaciones que se pueden encontrar con el desarrollo de esta investigación son por parte de los ayudantes en cuanto a capacitación, por parte del equipo de medición acatar las especificaciones nominales debido a las condiciones de los lugares de trabajo, humedad, polvo, presión, temperatura, entre otros, y como consecuencia se opta por usar el método tradicional de cinta y libreta de tránsito. El contenido estará conformado por investigación de campo, ya que las pruebas del equipo a utilizar así lo requieren, y por otra parte será documental, para el fundamento teórico, así como las especificaciones del equipo y las aplicaciones que se realizarán.

18 18 OBJETIVO GENERAL 9ps. Desarrollo de metodología AIDAA de levantamiento topográfico con sección OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1.- Desarrollo de la metodología AIDDA de levantamiento topográfico con sección 9ps. 2.- Desarrollo de una aplicación en tecnología PALM para el levantamiento topográfico. 3.- Desarrollo de una aplicación en los sistemas de Diseño minero para conectar la aplicación PALM. 4.- Desarrollo de un modulo que genera los modelos topográficos de las diferentes vetas con el uso de modelo en 3D. HIPOTESIS PLANTEADA H: Debido a que cada responsable de generar información operativa lo hace bajo su propio criterio en cuanto a formatos, contenido de información y oportunidad en la entrega de la misma. No guardando una integridad y administración de archivos ordenada, ni siendo consistente en el manejo de información histórica y/o acumulada, generando en consecuencia diversidad e incongruencia en la medición de las variables que determinan el desempeño en

19 19 los procesos primarios se hace necesario el desarrollo de metodología AIDAA con sección 9ps para mejorar el levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas. CONTENIDO Y LÍMITES Se desarrollará el método de trabajo AIDAA empleando la tecnología existente y el software organizacional, incluye el desarrollo de una pequeña aplicación que se montará sobre el sistema Datamine, y tendrá como fin tomar los datos que se bajen del distanciómetro o Palm efectuando el detallado automático en el sistema Datamine, cabe mencionar que esta aplicación no es nativa de este sistema, y se desarrollará en lenguaje CL. Abarcará solamente el Departamento de Planeación e Ingeniería de Mina Proaño, Compañía Fresnillo S.A. de C.V. ubicado en Fresnillo, Zacatecas. El desarrollo de método AIDAA esta limitado al empleo de las dos tecnologías antes mencionadas por tanto decimos que esta investigación es descriptiva correlacional, ya que se establecerá la relación entre las variables que integran un fenómeno con el propósito de relacionar las variables con explicación parcial. Es un estudio no experimental, ya que no manipulamos las variables, sino que se analizarán en su contexto natural y es de tipo transversal.

20 20 JUSTIFICACIÓN En compañía Fresnillo S.A. de C.V. existen diferentes tecnologías para el levantamiento de obras mineras subterráneas, que van desde estaciones totales con un costo promedio de 150 mil pesos, pasando por estaciones mecánicas, distanciómetros láser, hasta el uso de la libreta de tránsito. Los diferentes problemas que se presentan con el uso de esas tecnologías es que en ocasiones las condiciones de mina son extremas y el equipo no se puede usar en un 100% ya que se presentan errores de medición o simplemente el equipo no mide, y se tiene que emplear el método tradicional de cita para efectuar ese levantamiento, aunado a ello a que las medidas se tienen que apuntar a mano en una libreta y después en la oficina se tienen que recapturar a mano nuevamente; de ahí se brinca de un sistema de digitalización de planos a otro dedicado a diseño minero. Para ello se pretende el desarrollar de una nueva metodología de trabajo postulada bajo las siglas AIDAA (adelante-izquierda-derecha-arriba-abajo), en la tiene sus raíces en el método tradicional de levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles y con ello el empleo del distanciómetro láser y el reemplazo de la libreta de transito por tecnología PALM.

21 21 Lo que va a aportar esta investigación es una innovación en cuanto a la forma de llevar a cabo el levantamiento topográfico de obras mineras subterráneas y no solamente puede aplicarse a Mina Proaño que es el caso de estudio, sino que es una tecnología que puede ser adquirida en un futuro por pequeños y medianos mineros, esto debido a su bajo costo. El beneficio económico para la Compañía es que no habrá la necesidad de efectuar un desembolso extra, ya que la tecnología que se usará ya forma parte del activo de la compañía. La validación de los resultados obtenidos ser realizará por medio de un estudio de tiempos y movimientos realizado en el Departamento de Topografía. El uso de la Metodología de Levantamiento Topográfico de Obras Subterráneas AIDAA le brindará la posibilidad de efectuar el detallado semiautomático de sus obras mineras tipo 9PS (nueve puntos por sección) con una capacidad de hasta 3000 mil mediciones con el uso de la variante AIDAA-Dist que emplea el Láser Disto Pro A de Leica Geosystems, y por otro lado empleando una capacidad nominal de 16Mb de memoria interna con la variante AIDAA-PALM. La aplicación informática desarrollada para el Método AIDAA podrá ser montada en el Sistema de Diseño Autocad y de la misma manera en el sistema de diseño minero Datamine, todo ello permitirá efectuar de manera transparente el

22 detallado de las obras mineras reduciendo el tiempo del usuario de 2 horas en 200 detalles a tan solo unos cuantos segundos en trabajo de oficina. 22 FUENTES DE CONOCIMIENTO CONSULTADAS Una de las razones por las cuales se hace la siguiente investigación surge de las practicas cotidianas que se realizan en cuanto al levantamiento topográfico y por que el levantamiento topográfico diario deberá estar en formato digital en el sistema Datamine y los datos tienen que ser tomados directamente del campo, sin necesidad de contar con tabletas electrónicas y eliminar las libretas de transito que se han usado tradicionalmente, para esto se desarrollará el método AIDAA basado en el levantamiento con teodolito y cinta para fijación de detalles, y para ello se hará uso extensivo de distanciómetros Leica y de tecnología Palm que existe ya dentro de los activos de la empresa. Para complementar la información anterior, se consultaron estudios de tiempo y movimientos que se han realizado por el personal de planeación encargado de calidad y procesos, así como el material bibliográfico relacionado a las 3 áreas con las que se desarrolla el tema, topografía, sistema de de dibujo asistido por computadora y desarrollo de sistemas: - Libros en materia de ingeniería civil, específicamente de topografía. - Libros en materia de sistemas, específicamente, desarrollo en tecnología Palm y Programación en CL.

23 23 - Paginas de Internet sobre desarrolladores de aplicaciones para Palm. - Manuales de desarrolladores de CL para Datamine. - Manual de desarrolladores para Autocad. - Revistas de divulgación científica sobre temas relacionados con aplicaciones para empresas de la industria minera. - Libros electrónicos consultados en bibliotecas virtuales como Bivitec, Ebrary y Libronauta, que en conjunto ofrecen el acceso a 90 bases de datos, 13,286 revistas electrónicas, 23,000 libros electrónicos, 125,000 patentes, 3,000,000 de normas, así como a 107 diccionarios y enciclopedias en ingles y español provenientes de autores e instituciones reconocidas nacional e internacionalmente. PROBLEMAS CORRELACIONADOS Relación de este tema con otros temas que se pueden desarrollar a futuro es el Levantamiento Topográfico con el uso de Reconocimiento de Parámetros con el cual se pude efectuar el detallado de obras mineras con sistemas de visualización. Otro tema de investigación es el levantamiento de obras mineras con el uso de Scanner Láser 3D.

24 24 PERÍODO DE TIEMPO UTILIZADO El tiempo empleado para el desarrollo de la investigación fue de septiembre a diciembre de 2005.

25 D E M O S T R A C I Ó N 25

26 26 CAPITULO I MARCO TEORICO I.1.-ANTECEDENTES I.1.A.- LA MINERÍA La Minería es la obtención selectiva de minerales y otros materiales (salvo materiales orgánicos de formación reciente) a partir de la corteza terrestre. La minería es una de las actividades más antiguas de la humanidad. Casi desde el principio de la edad de piedra, hace 2,5 millones de años o más, ha venido siendo la principal fuente de materiales para la fabricación de herramientas. Se puede decir que la minería surgió cuando los predecesores de los seres humanos empezaron a recuperar determinados tipos de rocas para tallarlas y fabricar herramientas. Al principio, la minería implicaba simplemente la actividad, muy rudimentaria, de desenterrar el sílex u otras rocas. A medida que se vaciaban los yacimientos de la superficie, las excavaciones se hacían más profundas, hasta que empezó la minería subterránea. La mina subterránea más antigua que se ha identificado es una mina de ocre rojo en la sierra Bomvu de Suazilandia, en África meridional, excavada años antes de nuestra era (mucho antes de la aparición de la agricultura). La minería de superficie, por supuesto, se remonta a épocas mucho más antiguas.

27 27 Todos los materiales empleados por la sociedad moderna han sido obtenidos mediante minería, o necesitan productos mineros para su fabricación. Puede decirse que, si un material no procede de una planta, entonces es que se obtiene de la tierra. Incluso las otras actividades del sector primario (agricultura, pesca y silvicultura) no podrían llevarse a cabo sin herramientas y máquinas fabricadas con los productos de las minas. Cabe argumentar por ello que la minería es la industria más elemental de la civilización humana. La minería siempre implica la extracción física de materiales de la corteza terrestre, con frecuencia en grandes cantidades para recuperar sólo pequeños volúmenes del producto deseado. Por eso resulta imposible que la minería no afecte al medio ambiente, al menos en la zona de la mina. De hecho, algunos consideran que la minería es una de las causas más importantes de la degradación medioambiental provocada por los seres humanos. Sin embargo, en la actualidad, un ingeniero de minas cualificado es capaz de limitar al máximo los daños y recuperar la zona una vez completada la explotación minera. Por lo general, la minería tiene como fin obtener minerales o combustibles. Un mineral puede definirse como una sustancia de origen natural con una composición química definida y unas propiedades predecibles y constantes. Los combustibles más importantes son los hidrocarburos sólidos, que, por lo general, no se definen como minerales. Un recurso mineral es un volumen de la corteza terrestre con una concentración anormalmente elevada de un mineral o combustible determinado. Se convierte en una reserva si dicho mineral, o su contenido (un metal, por ejemplo), se puede recuperar mediante la tecnología del

28 28 momento con un coste que permita una rentabilidad razonable de la inversión en la mina. Generalmente, se dice que una mina es explotable cuando la inversión para la explotación es inferior al beneficio obtenido por la comercialización del mineral. I.1.B.- MÉTODOS MINEROS Los métodos de minería se dividen en cuatro tipos básicos: - Minería por pozos de Perforación - Minería en Océanos. - Minería de Superficie. - Minería Subterránea. I.1.B.a.- MINERÍA POR POZOS DE PERFORACIÓN Numerosos materiales pueden extraerse del subsuelo a través de un pozo de perforación sin necesidad de excavar galerías y túneles. Así ocurre con los materiales líquidos como el petróleo y el agua. También se pueden recuperar materiales solubles en agua haciendo pasar agua por ellos a través del pozo de perforación y extrayendo la disolución. Este sistema se denomina extracción por disolución. También se puede emplear un disolvente que no sea agua para disolver algún mineral determinado; en ese caso suele hablarse de lixiviación in situ. El azufre es un caso especial: como funde a una temperatura bastante baja (108 ºC) es posible licuarlo calentándolo por encima de dicha temperatura y bombear a la superficie el azufre fundido. En la actualidad también existen

29 29 métodos para recuperar materiales insolubles a través de pozos de perforación. Algunos sólidos, como el carbón, son lo suficientemente blandos o están lo suficientemente fracturados para poder ser cortados por un chorro de agua a presión. Si se rompen en trozos pequeños, éstos pueden bombearse a la superficie en forma de lodo a través de un pozo de perforación. Naturalmente, este método también permite recuperar sólidos que ya de por sí se encuentran en forma de partículas finas poco compactas. En Hungría se están realizando experimentos serios para extraer carbón y bauxita mediante este método. I.1.B.b.- MINERÍA POR DEGRADADO El dragado de aguas poco profundas es con toda probabilidad el método más barato de extracción de minerales. Por aguas poco profundas se entienden aguas de hasta 65 m. En esas condiciones se pueden recuperar sedimentos poco compactos empleando dragas con cabezales de corte situados en el extremo de tubos de succión, o con una cadena de cangilones de excavación que gira alrededor de un brazo. La minería por dragado se está modernizando: por ejemplo, en la mina de Kovin, situada en territorio serbio, se emplea una draga para extraer dos capas de lignito y los lechos de grava que las separan, en un lago artificial, junto al río Danubio, creado para este fin. Se prevé que en el futuro se introduzcan más dragas de este tipo, que permiten una extracción selectiva y precisa.

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