EVALUASI ISIAN BAHAN PELEDAK MENGGUNAKAN ANALISIS DISTRIBUSI UKURAN FRAGMEN PADA PELEDAKAN BATUAN PENUTUP DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA

(1)

EVALUASI ISIAN BAHAN PELEDAK MENGGUNAKAN

ANALISIS DISTRIBUSI UKURAN FRAGMEN PADA PELEDAKAN

BATUAN PENUTUP DI TAMBANG TERBUKA BATUBARA

Ahmad Ali Syafi’i

1

_{, Riswan}

2*

_{, Uyu Saismana}

2

_{, Romla Noor Hakim}

2

_{, Kartini}

2 1 _{Mahasiswa Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat}

2_{Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat}

e-mail: *alisyafii@gmail.ac.id

ABSTRAK

Peledakan dikatakan berhasil apabila batuan terberai menjadi fragmen dengan ukuran yang tepat untuk proses lanjutan. Proses lanjutan setelah pemberaian batuan penutup berupa pemuatan dan pengangkutan ke tempat penimbunan (disposal). Ukuran fragmen hasil peledakan harus sedapat mungkin mudah dimuat oleh alat muat yang beroperasi di lokasi peledakan saat itu. Permasalahan yang terjadi di lokasi penelitian ialah fragmen hasil peledakan yang berukuran  70 cm sekitar 35%. Sedangkan perusahaan menargetkan maksimal 30%. Fragmentasi erat kaitannya dengan perbandingan isian bahan peledak terhadap batuan yang terbongkar, yang diterapkan dalam bentuk geometri peledakan. Geometri peledakan yang diterapkan saat ini burden 8 m, spasi 9 m dengan kedalaman lubang yang bervariasi, diameter lubang ledak (D) 7.88 inchi dan subdrilling 0.5 m. Penelitian ini bertujuan menentukan geometri peledakan yang memberikan hasil paling optimum, yakni sesedikit mungkin isian bahan peledak untuk menghasilkan distribusi ukuran fragmen yang sesuai kriteria.

Geometri peledakan, isian bahan peledak, dan distribusi ukuran fragmen hasil peledakan diamati di 3 lokasi pengamatan yaitu interburden seam B, interburden seam C, dan interburden seam D. Hubungan pengaruh isian bahan peledak terhadap hasil fragmentasi dari data aktual di lapangan dianalisis menggunakan pendekatan persamaan regresi polinomial orde 2. Sebagai perbandingan teoritis digunakan pula model matematis Kuzram. Selanjutnya ditentukan isian bahan peledak yang diprediksi menghasilkan ukuran fragmen  70 cm maksimal 20%.

Hasil analisis menunjukkan bahwa untuk mencapai target distribusi ukuran fragmen tersebut, diperlukan penambahan isian bahan peledak per lubang dengan burden dan spasi tetap 8 m x 9 m. Peledakan interburden seam B dengan tinggi jenjang 8 m memerlukan 208.34 kg bahan peledak per lubang, sementara untuk tinggi jenjang 10 m memerlukan 269.60 kg bahan peledak per lubang. Peledakan interburden seam C dengan tinggi jenjang 7 m memerlukan 306.4 kg bahan peledak per lubang, sedangkan untuk tinggi jenjang 8 m memerlukan 315 kg bahan peledak per lubang. Pada peledakan interburden seam D dengan tinggi jenjang 8 m diperlukan isian handak 290 kg per lubang. Hasil penelitian ini dapat dimanfaatkan sebagai referensi untuk melakukan kegiatan peledakan yang optimal.

Kata-kata kunci: burden, fragmentasi, isian bahan peledak, peledakan, spasi

PENDAHULUAN

Di tambang seringkali dijumpai batuan yang relatif keras dan tidak dapat digali secara bebas, maka untuk memberaikan batuan tersebut diperlukan proses peledakan. Proses tersebut merupakan metode yang paling sering digunakan dalam pemberaian batuan keras dengan tujuan operasi penambangan dapat berjalan efektif dan efisien.

Optimasi geometri peledakan merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan terkait upaya memperkecil biaya kebutuhan bahan peledak serta biaya operasi alat mekanis. Faktor yang sangat diperhatikan dalam membuat sebuah rancangan geometri peledakan adalah isian bahan peledak. Parameter yang menghubungkan antara geometri peledakan dan isian bahan peledak disebut Powder Factor (PF). Umumnya rentang kriteria PF untuk peledakan setiap batuan tertentu telah diketahui berdasarkan data empiris di lapangan. Kriteria PF ini akan menjadi acuan terhadap penggunaan isian bahan peledak perlubangnya setiap aktivitas peledakan. Semakin besar nilai PF yang digunakan maka akan semakin banyak bahan peledak yang dipakai. Isian bahan peledak yang digunakan sangatlah mempengaruhi terhadap distribusi ukuran fragmen yang dibongkar dan mempengaruhi dalam aktivitas penambangan selanjutnya.

Keberhasilan suatu peledakan biasanya dapat dilihat dari ukuran fragmen batuan yang dihasilkan. Oleh karena itu, ukuran fragmen batuan hasil peledakan menjadi hal yang sangat penting untuk diperhatikan. Isian bahan peledak berpengaruh terhadap persentase fragmen

berukuran boulder yang dihasilkan. Boulder dalam konteks ini merupakan fragmen yang berukuran lebih besar atau sama dengan ukuran maksimal yang dianggap mudah dimuat oleh alat muat. Permasalahan yang terjadi di lokasi penelitian berdasarkan data hasil pengamatan kegiatan peledakan pada lapisan Interburden Seam B, Interburden Seam C dan Interburden Seam D di West Pit Coal Project #043C belum memenuhi target fragmen hasil peledakan yang berukuran  70 cm maksimal 30%, yakni masih sekitar 35%.

Tujuan penelitian untuk mengetahui, menganalisa dan mendistribusikan hasil persentase fragmentasi material boulder pada Interburden Seam B, Seam C dan Seam D secara aktual serta mengetahui dan menganalisa isian bahan peledak yang ideal terhadap tingkat persentase fragmentasi material boulder hasil peledakan.

Penelitian ini bermanfaat untuk mengetahui distribusi fragmen hasil peledakan berdasarkan data aktual (pengolahan data), kemudian dilakukan analisa pemecahan masalah, untuk mengevaluasi tingkat keberhasilan kegiatan peledakan yang telah dilakukan dari segi ukuran fragmentasi, dan membantu perusahaan tambang mengevaluasi pelaksaan kegiatan peledakan terutama dalam pengendalian fragmentasi peledakan.

(2)

METODOLOGI

Geometri peledakan, isian bahan peledak, dan distribusi ukuran fragmen hasil peledakan diamati di 3 lokasi pengamatan yaitu interburden seam B, interburden seam C, dan interburden seam D. Hubungan pengaruh isian bahan peledak terhadap hasil fragmentasi dari data aktual di lapangan dianalisis menggunakan pendekatan persamaan regresi polinomial orde 2. Sebagai perbandingan teoritis digunakan pula model matematis Kuzram. Selanjutnya ditentukan isian bahan peledak yang diprediksi menghasilkan ukuran fragmen  70 cm maksimal 20%.

Metodologi penelitian dirangkum dalam Gambar-1. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini ada dua yaitu kamera digital, digunakan untuk mengambil gambar/dokumentasi peledakan (aktivitas peledakan). Kedua yaitu laptop, digunakan untuk pembuatan laporan, pengolahan dan analisa data (dibantu perangkat lunak, seperti Microsoft Office Word, dan Microsoft Office Excel, Paint, SHOTplus i-Pro) serta media penyimpanan data-data penelitian. Pengumpulan data-data dilakukan dengan dua cara, yaitu melakukan pengamatan dan pengambilan data di lapangan. Kondisi lapangan dan gambaran aktivitas peledakan diamati secara langsung di lapangan. Sedangkan pengambilan data di lapangan diperoleh dari data utama (primer) dan literatur-literatur yang berhubungan dengan permasalahan yang ada (data sekunder). Data utama terdiri atas isian bahan peledak, geometri peledakan dari Blast Report serta data jenis material dan specific gravity. Sedangkan data penunjang (sekunder) yang digunakan meliputi metode peledakan, jenis handak, perlengkapan dan peralatan peledakan.

Teknik analisis data yang digunakan pada penelitian ini yaitu Metode Kuz-Ram dan analisis regresi. Metode Kuz-Ram menggunakan data geometri peledakan, jenis bahan peledak dan struktur batuan secara umum dengan menggunakan perhitungan teoritis sehingga didapatkan prediksi distribusi fragmentasi hasil peledakan. Model Kuz-Ram merupakan gabungan dari persamaan Kuznetsov dan persamaan Rossin-Rammler, yang dipakai untuk memperkirakan ukuran rata-rata fragmen hasil peledakan dan perbandinganmaterial yang tertinggal pada ayakan menggunakan Pers (1) dan Pers (2).

𝑥̅ = A x (𝑉 𝑄) 0.8 x 𝑄0.1667_{x (} 𝐸 115) −0.63 (1) R = 𝑒−( 𝑠 𝑋𝑐) 𝑛 (2) 𝑥̅ merupakan ukuran rata-rata fragmentasi batuan dalam cm, A merupakan faktor batuan, V volume batuan yang terbongkar dalam m3_{, Q merupakan berat bahan} peledak tiap lubang ledak dalam kg, E adalah Relative Weight Strength bahan peledak - ANFO = 100, emulsion = 87, TNT = 115, dan s merupakan ukuran ayakan. Karakteristik ukuran (Xc) dan indeks keseragaman (n) dihitung memakai Pers (3) dan Pers (4).

𝑋𝑐 = 𝑥̅ (0.693)1𝑛 (3) n = (2.2 − 14𝐵 𝐷_𝑒) (1 − 𝑊 𝐵) (1 + 𝐴−1 2 ) ( 𝑃𝐶 𝐻) (4)

Dimana B, W, PC, dan H berturut-turut adalah burden, deviasi pemboran, panjang isian bahan peledak, dan tinggi jenjang dalam meter. De merupakan diameter lubang ledak dalam mm dan A adalah rasio spasi dengan burden.

Analisis regresi digunakan untuk mengetahui sejauh mana hubungan antara variabel terkait dan variabel bebas, hubungan antara isian bahan peledak (kg) dan persentase tertahan batuan. Regresi yangpaling mendekati adalah regresi polinomial orde 2, dengan persamaan dasar :

Y = Ax2_{+ Bx + C} ₍₅₎

Y merupakan isian bahan peledak dalam kg, x merupakan persentase fragmen berukuran boulder dalam 5. A, B, dan C adalah konstanta persamaan regresi polynomial orde 2.

(3)

HASIL DAN PEMBAHASAN Distribusi Fragmentasi

Data geometri peledakan, isian bahan peledak, dan estimasi distribusi ukuran fragmen dari data yang diambil di lapangan dan perhitungan distribusi ukuran fragmen menggunakan Metode Kuz-Ram, tercantum dalam Tabel-1 sampai Tabel-5. Persentase fragmen berukuran boulder di lokasi Interburden Seam B-1 antara 29.94-40.86%, B-2 antara 25.68-31.20%, C-1 antara 29.61-34.37%, C-2 antara 29.97-33.40%, D antara 30.14-30.02%. Fragmen yang berukuran  70 cm masih di atas 25% di semua lokasi dengan rata-rata 35%.

Tabel-1. Distribusi Ukuran Fragmen Interburden Seam B-1

Tabel-2. Distribusi Ukuran Fragmen Interburden Seam B-2

Tabel-3. Distribusi Ukuran Fragmen Interburden Seam C-1

Tabel-4. Distribusi Ukuran Fragmen Interburden Seam C-2

Tabel-5. Distribusi Ukuran Fragmen Interburden Seam D

Isian Bahan Peledak menurut Persamaan Kuz-Ram

Analisis perlu dilakukan dalam usaha perbaikan, sehingga kemudian dapat diberikan simulasi isian bahan peledak sesuai dengan target persentase boulder yang inggin dicapai. Isian bahan peledak (kg) untuk target 20% - 30% material boulder ditentukan dengan menurunkan rumus Kuz-Ram. Panjang kolom isian untuk peledakan Interburden Seam B-1 3.93-6.22 m, B-2 5.21-8.24, C-1 3.64-5.75, C-2 3.07-4.86, dan D 3.76-5.94.

Tabel-6. Isian Bahan Peledak untuk Interburden Seam B-1

menurut Persamaan Kuz-Ram

Tabel-8. Isian Bahan Peledak untuk Interburden Seam C-1

Tabel-10. Isian Bahan Peledak untuk Interburden Seam D

Analisis Regresi Linier

Gambar 1 menunjukkan semakin sedikit isian bahan peledak persentase boulder hasil peledakan semakin sedikit. Pendekatan hubungan menggunakan regresi polinomial dimana persentase material boulder sebagai variabel x dan isian bahan peledak sebagai variabel y menunjukkan bahwa isian bahan peledak berkorelasi negatif terhadap persentase boulder dengan koefisien 0.93 dengan tingkat error sebesar 7.1% yang dipengaruhi oleh faktor lain.

Berdasarkan pengolahan dan analisa data terhadap perbandingan antara isian bahan peledak (kg) dengan persentase material boulder (%) menggunakan metode Regresi Polinomial Ordo 2, maka diperoleh persamaan :

y = 0.063x2 _{– 8.75x + 358.1} ₍₆₎

Panjang kolom isian bahan peledak untuk menghasilkan persen boulder 20-30% ditentukan menggunakan persamaan (6) sebagaimana tertulis dalam

(4)

Tabel-11 antara 4.22-5.77 m. Rentang ini tidak sejauh rentang panjang kolom isian menurut metode Kuz-Ram 3.93-6.22 m.

Analisis yang sama dilakukan terhadap lokasi lainnya (hasil analisis dapat dilihat pada Gambar-3 sampai Gambar-6 dan Tabel-12 sampai Tabel-15). Semua data menunjukkan bahwa isian bahan peledak berkorelasi negatif terhadap persentase boulder dengan koefisien korelasi 0.99-1 dan persen error 0-1% (terangkum dalam Tabel-16). Persamaan regresi polinomial orde 2 dapat digunakan untuk menentukan panjang kolom isian bahan peledak. Namun terdapat pengecualian pada persamaan untuk lokasi peledakan di interburden seam C1, dimana persentase boulder (%) yang ditargetkan tidak dapat melebihi 34% karena data isian bahan peledak tidak akan dapat divalidasi (result error). Hal ini disebabkan ada beberapa faktor, di antaranya adanya kesalahan data dan faktor geologi berupa faktor batuan (faktor koreksi).

Gambar-2. Hubungan Isian Bahan Peledak dengan Persentase

Boulder Hasil Peledakan Interburden Seam B-1

menurut persamaan y = 0.063x2 _{– 8.75x + 358.1}

Boulder Hasil Peledakan Interburden Seam B-2

menurut persamaan y = 0.07x2 _{– 10.51x +451.8}

Boulder Hasil Peledakan Interburden Seam C-1

menurut persamaan y = 1.269x2 _{– 81.81x +1435}

Boulder Hasil Peledakan Interburden Seam C-2

(5)

Boulder Hasil Peledakan Interburden Seam D

Tabel-15. Isian Bahan Peledak untuk Interburden Seam D

menurut persamaan y = 0.503x2 _{– 38.13x + 851.4}

Tabel-17 menunjukkan bahwa panjang kolom isian menurut analisis regresi polinomial memiliki rentang nilai yang lebih rapat dibandingkan panjang kolom isian menurut persamaan Kuz-Ram, dengan perbedaan relatif sekitar 26-59%.

Rekomendasi Geometri Peledakan

Perusahaan menginginkan modifikasi geometri peledakan tanpa menambah bahan peledak yang

digunakan, namun distribusi ukuran fragmen hasil peledakan sesuai dengan target. Beberapa simulasi dilakukan untuk memenuhi batasan kriteria tersebut, dengan perubahan geometri peledakan diantaranya burden, spasi dan diameter lubang ledak, sampai diperoleh geometri optimum yang secara detil dituliskan dalam Tabel-18.

Tabel-16. Rangkuman Analisis Regresi Polinomial Orde 2

Lokasi Konstanta Regresi Parameter Korelasi

A B C R2 _{e (%)} B-1 0.063 -8.748 358.1 0.929 7.1 B-2 0.07 -10.51 451.8 1 0 C-1 1.269 -81.81 1435 0.99 1 C-2 0.791 -55.27 1104 1 0 D 0.503 -38.13 851.4 1 0

Tabel-17. Perbandingan Kolom Isian Bahan Peledak menurut

Persamaan Kuz-Ram dan Analisis Regresi

Lokasi Persamaan Kuz-Ram Analisis Regresi

Perbedaan Relatif Rentang 20% 30% Rentang 20% 30% Rentang B-1 3.93 6.22 2.29 4.22 5.77 1.55 48% B-2 5.21 8.24 3.03 5.52 7.47 1.95 55% C-1 3.64 5.75 2.11 3.45 6.31 2.86 -26% C-2 3.07 4.86 1.79 4.37 8.72 4.35 -59% D 3.76 5.94 2.18 4.44 8.03 3.59 -39%

Tabel-18. Geometri Peledakan yang Disarankan

KESIMPULAN DAN SARAN

Persamaan regresi polynomial orde 2 dapat dijadikan pendekatan untuk menyatakan hubungan antara isian bahan peledak dengan distribusi ukuran fragmen hasil peledakan, Semakin kecil persentase distribusi material boulder yang ditargetkan, maka semakin besar penggunaan isian bahan peledak. Output penelitian ini berupa rekomendasi penambahan panjang kolom isian bahan peledak dan mengurangi stemming. Geometri ini hendaknya diterapkan pada kegiatan peledakan di

lapangan kemudian dievaluasi kesesuaian distribusi ukuran fragmen hasil peledakan dengan prediksi dari hasil penelitian ini.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis menghaturkan terima kasih kepada Bapak Ikhsan Rahmadani dan Bapak Azhar selaku Project Manager dan Superintendent Engineering yang telah mengizinkan penelitian ini dilaksanakan di West Pit PT Madani Talatah Nusantara. Terima kasih khusus disampaikan kepada kru drill and blast PT MTN yang

(6)

banyak membantu selama pengamatan dan pengambilan data di lapangan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anonim. 2013. Bulk Emulsion for Reactive Ground. PT Dahana (Persero), Subang, Jawa Barat.

[2] Bandhari, Sushil. 1997. Engineering Rock Blasting Operations. Dept. Of Mining Engineering, J.N.V Jodhpur, India .

[3] Basuki, A. 2004. Metode Numerik Sebagai Algoritma Komputasi. Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya.

[4] Conya, C.J. 1990. Surface Blast Design. Prentice Hall, Engle Wood Cliffs, New Jersey.

[5] Hustrulid, William. 1999. Blasting Principles for Open Pit Mining Volume 1 – General Design Concepts. A.A. Balkema, Rotterdam, Brookfield.

[6] Melina, S. 2011. Kajian Analisis Regresi Parametrik Dengan Menggunakan Metode Kuadrat Terkecil. Universitas Sumatera Utara.

[7] Saptono, S. 2006. Teknik Peledakan. Teknik Pertambangan Universitas Pembangunan Nasional Veteran Yogyakarta, Yogyakarta.

[8] Setiaji, B. 2004. Riset Dengan Pendekatan Kuantitatif. Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

[9] Sitanggang, R. 2008. Perhitungan Distribusi Fragmen Batuan Hasil Peledakan Berdasarkan Model Kuzram dengan Menggunakan Simulasi Monte Carlo untuk Menentukan Faktor Batuan di Pit A Selatan – PT. Darma Henwa, Tbk. Institut Teknologi Bandung, Bandung.