Untuk mengontrol produksi suatu alat mekanis nilai produktifitasnya haruslah diketahui. Nilai tersebut menjadi acuan dalam analisa kemajuan produksi tambang. Salah satu tolak ukur yang dapat dipakai untuk mengetahui baik buruknya hasil kerja suatu alat pemindahan mekanis adalah besarnya produksi yang dapat dicapai oleh alat tersebut. Oleh sebab itu usaha dan caranya untuk dapat mencapai produksi yang tinggi selalu menjadi perhatian yang khusus. Untuk memperkirakan dengan teliti produksi alat- alat mekanis perlu diketahui faktor-faktor yang langsung mempengaruhi hasil kerja alat-alat tersebut, diantaranya adalah sebagai berikut :
Sifat Fisik Material
Material di alam (insitu) masih dalam keadaan padat. Apabila dilakukan penggalian, maka akan terjadi perubahan volume yang disebabkan oleh pengembangan material. Faktor yang mempengaruhi pengembangan volume tanah penutup ini adalah ukuran butir, kadar air, dan bentuk butir. Volume material yang harus dipindahkan biasanya dihitung berdasarkan keadaan insitu. Untuk menghitung produksi setiap alat-gali, alat-muat,
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
27
dan alat-angkut yang digunakan, maka besarnya faktor pengembangan (swell factor) material harus diketahui karena yang ditangani oleh alat-muat dan alat-angkut adalah material lepas hasil penggalian.Untuk menentukan nilai faktor pengembangan (swell factor) material dapat digunakan persamaan berikut :
Keterangan :
SF = Faktor pengembangan (swell factor) (%) Vi = Volume keadaan insitu (m3)
Vl = Volume keadaan loose (m3) ρi = Density insitu (ton/m3)
ρl = Density loose (ton/m3)
Sifat fisik material berpengaruh terhadap :
1. Pemilihan jenis alat yang akan dipergunakan dan taksiran produksi atau kapasitas produksinya.
2. Perhitungan volume pekerjaan.
3. Kemampuan kerja alat pada kondisi material yang ada.
Jadi, dengan tidak sesuainya alat dengan kondisi material, akan menimbulkan kesulitan berupa tidak efisiennya alat yang otomatis akan menimbulkan kerugian karena banyaknya waktu yang hilang.
3.2.2 Berat Material (weight of material)
Berat material (Tabel 3.1) yang akan diangkut oleh alat-angkut dapat mempengaruhi :
1. Kecepatan kendaraan dengan HP (Horse Power) mesin yang dimilikinya.
2. Membatasi kemampuan kendaraan untuk mengatasi tahanan kemiringan dan tahanan gelinding dari jalur jalan yang dilaluinya.
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
28
Oleh sebab itu berat material harus diperhitungkan pengaruhnya terhadap kapasitas alat-muat maupun alat-angkut Tahanan Gali (Digging Resistance)
Tahanan gali adalah tahanan yang dialami oleh alat-gali pada waktu melakukan penggalian material, tahanan ini disebabkan oleh :
1. Gesekan antara alat-gali dan material. Pada umumnya semakin besar kelembaban dan kekasaran butiran material, semakin besar pula gesekan yang terjadi.
2. Kekerasan material yang umumnya bersifat menahan masuknya alat- gali ke dalam material.
3. Kekasaran (roughness) dan ukuran butiran material.
4. Adanya adhesi antara material dengan alat-gali, dan kohesi antara butiran-butiran material itu sendiri.
5. Berat jenis material dan density; hal ini terutama sangat berpengaruh terhadap gali yang juga berfungsi sebagai alat-muat.
Tabel 3.1
Bobot Isi dan Faktor Pengembangan dari Berbagai Material
Macam Material Bobot isi (density lb/cu yd, insitu) Sweel faktor (in - bank correction factor) Bauksit 2700 - 4325 0.75 (75%)
Tanah Liat, kering 2300 0.85
Tanah Liat, basah 2800 - 2300 0.82 - 0.80
Antrasit (anthracite) 2200 0.74
Batubara Bituminus (bituminous coal) 1900 0.74
Bijuh Tembaga (cooper ore) 3800 0.74
Tanah Biasa, kering 2800 0.85
Tanah Biasa, basah 3370 0.85
Tanah Biasa, bercampur pasir dan kerikil (gravel) 3100 0.90
Kerikil kering 3250 0.89
Kerikil basah 3600 0.88
Granit, pecah-pecah 4500 0.67 - 0.56
Hematit, pecah-pecah 6500 - 8700 0.45
Bijih besi (iron ore), pecah-pecah 3600 - 5500 -0.45
Batu Kapur, pecah-pecah 2500 - 4200 0.60 - 0.57
Lumpur 2160 - 2970 0.83
Lumpur, sudah ditekan (packed) 2970 - 3510 0.83
Pasir, kering 2200 - 3250 0.89
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
29
Serpih (shale) 3000 0.75
Batu sabak (slate) 4590 - 4860 0.77
Sumber : Prof. Ir. Partanto Prodjosumarto,” Pemindahan Tanah Mekanis” ITB,Thn 2005
Tahanan Gelinding (Rolling Resistance)
Tahanan gelinding adalah segala gaya-gaya luar (external forces) yang berlawanan dengan gerak kendaraan yang berjalan di atas jalur jalan atau permukaan material, dengan sendirinya mengalami tahanan (rolling resistance) ini secara langsung adalah bagian ban. Tahanan gelinding ini tergantung dari banyak hal, diantaranya yang terpenting adalah :
1. Keadaan jalan, yaitu kekerasan dan kemulusan permukaan, semakin keras dan mulus atau rata jalan tersebut, semakin kecil tahanan gelinding. Macamnya material yang digunakan untuk membuat jalan tidak selalu berpengaruh.
2. Keadaan bagian kendaraan yang bersangkutan dengan permukaan jalan :
a. Kalau memakai ban karet yang akan berpengaruh adalah : ukuran ban, tekanan dan keadaan permukaan bannya, apakah masih baru atau sudah gundul, dan macam kembangan pada ban tersebut.
b. Jika memakai “crawler pull” maka keadaan dan macam “track” kurang berpengaruh, tetapi yang lebih berpengaruh adalah keadaan jalan.
Nilai tahanan gelinding (rolling resistance) dapat diketahui dengan cara perhitungan menggunkan rumus di bawah ini :
RR = W x r Keterangan :
RR = Tahanan Gelinding (kg) W = Berat Kendaraan (kg) r = Koefisien Tahanan Gelinding (Tabel 3.2)
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
30
Tabel 3.2Koefisien Tahanan Gelinding
Tipe dan Keadaan Landasan
CRR
Roda Besi Roda Ban Rel Besi
Beton
Jalan, Macadam
Perkerasan Kayu
Jalan Datar, tanpa perkerasan, kering
Landasan tanah kering Landasan tanah gembur
Landasan tanah lunak Kerikil, tidak
dipadatkan Pasir, tidak dipadatkan Tanah basah, lumpur
0.01 0.02 0.03 0.03 0.05 0.1 0.12 0.16 0.15 0.15 - - 0.02 0.03 - 0.04 0.04 0.05 0.09 0.12 0.12 0.16
Sumber : Ir.Rochmanhadi “Alat-Alat Berat Dan Penggunaanya”,Tahun 1992 Besarnya tahanan dalam “kilogram” (kg) dari “tractive pull” yang diperlukan untuk menggerakkan tiap “gross ton” berat kendaraan beserta isinya pada jalur jalan mendatar dengan kondisi jalur jalan tertentu.
Tahanan Kemiringan (Grade Resistance)
Tahanan Kemiringan adalah besarnya gaya berat yang melawan atau membantu gerak kendaraan karena kemiringan jalur jalan yang dilaluinya, tahanan kemiringan tergantung pada dua faktor :
1. Besarnya kemiringan yang biasanya dinyatakan dalam persen (%) Kemiringan 1 % berarti jalur itu naik atau turun 1 meter untuk setiap jarak mendatar sebesar 100 meter atau naik/turun 1 ft untuk setiap 100 ft jarak mendatar.
2. Berat kendaraan itu sendiri yang dinyatakan dalam “gross ton”
3. Untuk mengetahui besar tahanan kemiringan maka dapat kita hitung dengan menggunakan rumus perhitungan dibawah ini :
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
31
GR = W x %kKeterangan :
GR = Tahanan Kelandaian (grade reistance) W = Berat kendaraan (kg)
%k = Kelandaian (%)
Ketinggian dari Permukaan Air Laut atau Elevasi
Ketinggian letak suatu daerah ternyata berpengaruh terhadap hasil kerja mesin, karena mesin tersebut bekerjannya dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur udara luar. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa semakin tinggi letak suatu tempat dari permukaan air laut, semakin rendah tekanan udaranya, sehingga jumlah oksigen semakin sedikit. Berarti mesin itu kurang sempurna bekerjanya. Dari pengalaman ternyata bahwa untuk mesin 4-tak (four cycle engines), maka kemerosotan tenaga karena berkurangnya tekanan,rata-rata adalah ± 3% dari HP di atas permukaan air laut untuk setiap kenaikan tinggi 1000 ft, kecuali 1000 ft yang pertama. Untuk mesin 4-tak ada salah satu cara yang sederhana dalam menentukan HP effektif pada suatu ketinggian tertentu, yaitu HP pada keadaan baku dikalikan dengan faktor koreksi (correction factor). Besarnya faktor koreksi tersebut dipengaruhi oleh ketinggian dari permukaan air laut dan temperatur (Tabel 3.3)
Tabel.3.3
Faktor Koreksi Untuk bermacam-macam ketinggian dan temperatur Ketinggian (ft) Temperatur (suhu), F 110 90 70 60 50 40 20 0 -20 0 0.954 0.971 0.991 1.000 1.008 1.018 1.039 1.062 1.085 1000 0.920 0.937 0.955 0.964 0.974 0.984 1.003 1.025 1.048 2000 0.887 0.904 0.921 0.930 0.938 0.948 0.968 0.988 1.01 3000 0.885 0.872 0.888 0.896 0.905 0.914 0.933 0.952 0.974 4000 0.825 0.840 0.856 0.865 0.873 0.882 0.859 0.918 0.938 5000 0.795 0.809 0.825 0.833 0.842 0.849 0.867 0.885 0.904 6000 0.767 0.781 0.795 0.803 0.811 0.82 0.836 0.853 0.872 7000 0.738 0.752 0.767 0.775 0.782 0.79 0.806 0.823 0.84 8000 0.712 0.725 0.739 0.746 0.754 0.762 0.776 0.793 0.811 9000 0.686 0.699 0.713 0.720 0.727 0.734 0.748 0.764 0.782 10000 0.675 0.682 0.687 0.699 0.707 0.717 0.722 0.737 0.752
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
32
E. Memperkirakan Produksi Alat MuatPengamatan terhadap gerakan dan waktu pemuatan (loading time) alat-muat meliputi berapa bagian, yaitu :
1. Waktu menggali (digging time) 2. Waktu putar/isi (swing time/loaded)
3. Waktu pengosongan/tumpah (dumping time) 4. Waktu putar/kosong (swing time/empty)
Cara Perhitungan waktu pemuatan (loading time)1 :
Lt = A + B + C + D
Keterangan :
Lt = Waktu Pemuatan (loading time) (detik) A = Waktu menggali (digging time) (detik) B = Waktu putar isi (swing time/loaded) (detik)
C = Waktu menumpahkan material (dumping time ) (detik) D = Waktu putar kosong (swing time/empty) (detik)
Waktu menggali dihitung mulai, bucket dari alat-muat menyentuh permukaan tanah yang siap untuk menggali dan berakhir bila bucket dari alat-muat terisi penuh. Waktu berputar terus dihitung hingga bucket dari alat-muat mulai menumpahkan muatannya kedalam dump truck. Waktu pengosongan terus dihitung hingga muatannya habis ditumpahkan. Sedangkan waktu berputar bucket dalam keadaan kosong dihitung terus, hingga posisi bucket dari alat-muat kembali dan siap untuk melakukan pealat-muatan selanjutnya.
Faktor pengisian (fill factor)6 adalah perbandingan antara volume material yang dapat ditampung terhadap kemampuan tampung secara teoritis. Faktor pengisian ini dapat mempengaruhi produksi alat-muat, dapat dirumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
Kerja Praktek PT. Antam Tbk. UBPN Sultra tahun 2014
33
Vn = Volume bucket nyata (m3)Vt = Volume bucket teoritis (m3)
Secara teori untuk menghitung produksi alat-muat adalah :
Keterangan :
Pm = Kemampuan produksi alat-muat, (ton/jam) Hm = Kapasitas alat-muat (m3)
FFm = Fill Factor alat-muat (%) Em = Effisiensi kerja alat-muat (%) rl = Density loose material, (ton/m3)
CT = Waktu pemuatan (Loading time), (detik)