BAB III
TEORI DASAR
3.1 Kajian Teoritis 3.1.1 Alat Mekanis
Alat mekanis merupakan alat yang digunakan untuk mempermudah dalam proses pertambangan dan guna meningkatkan produksi dalam jumlah besar. Menurut Pratama (2014), menyebutkan bahwa penggunaan peralatan mekanis disesuaikan dengan komponen lapangan kerja yang perlu diperhatikan, yaitu : a. Jalan-jalan dan sarana pengangkutan yang ada (accessibility and
transportation).
b. Tumbuh-tumbuhan (vegetation).
c. Macam material dan perubahan volumenya (kind of material and its change of
volume).
d. Daya dukung material (bearing capacity). e. Iklim (climate).
f. Ketinggian dari permukaan air laut (altitude).
g. Kemiringan, jarak dan keadaan jalan (haul road conditions). h. Effisiensi kerja (operating efficiency).
i. Syarat-syarat penyelesaian pekerjaan (finishing spesifications). j. Syarat-syarat penimbunan (fill spesifications)
k. Waktu (time element).
l. Ongkos-ongkos produksi (production costs).
Pemilihan alat mekanis dilakukan melalui dua pertimbangan yaitu dari segi mekanis dan segi ekonomi. Pertimbangan segi mekanis, yaitu dapat berhadapan dengan bahan galian yang alamiahnya memiliki sifat fisik dan mekanis relatif keras, tenaga mekanis (mesin) dilapangan dirancang mampu untuk menghadapi kondisi batuan, sehingga dapat meningkatkan laju produksi tinggi dibandingkan dengan konvensional, dan dapat digunakan untuk produksi yang besar. Sedangkan dari segi ekonomi meliputi Investasi dan biaya kepemilikinya cukup besar, suku cadang terbatas (hanya terdapat pada agen tertentu), biaya operasi yang mencakup
perawatan dan lain-lain cukup tinggi, dan pemilihan alat mekanis terbagi menjadi dua jenis yaitu alat gali muat dan alat angkut:
3.1.1.1 Alat Gali Muat
Alat berat ini digunakan pada lokasi pertambangan, pertambangan tidak hanya sekedar mengenal sekop dan cangkul namun dengan semakin majunya teknologi dan semakin luasnya lahan pertambangan, tentu peralatan yang digunakan semakin modern dan canggih.
Menurut Pratama, (2014) mengemukakan bahwa alat gali mempunyai bagian-bagan utama, antara lain:
a. Bagian atas yang dapat berputar (revolving unit) b. Bagian bawah untuk berpindah tempat (travelling unit)
c. Bagian-bagian tambahan (attachment) yang dapat diganti sesuai pekerjaan yang akan dilaksanakan.
Alat gali muat berfungsi untuk menggali bahan galian lunak atau hasil peledakan sekaligus memuat material kedalam alat angkut. Alat gali muat yang digunakan di PT. Trie Mukty Pertama Putra antara lain:
a. Excavator
Excavator adalah salah satu alat gali muat yang arah galiannya ke belakang
(backhoe). Excavator di gunakan pada saat melakukan penggalian tanah yang permukaannya barada di bawahnya (Anisari, Rezky 2012). Sedangkan menurut Burt, Christina et.al., (2013) mengemukakan bahwa alat pengendali excavator dapat berupa pengendalian dengan kabel (cable controller) serta hidrolik (hydraulic
controller). Pada saat ini banyak yang di gunakan adalah pengendalian hidrolik (hydraulic controller).
Berdasarkan para ahli dapat disimpulkan bahwa Excavator
(ekskavator) adalah alat berat yang terdiri dari lengan (arm), boom (bahu) serta
bucket (alat keruk) dan digerakkan oleh tenaga hidrolis yang dimotori dengan mesin
diesel dan berada di atas roda rantai (trackshoe). Excavator merupakan alat berat paling serbaguna karena bisa menangani berbagai macam pekerjaan alat berat lain sesuai dengan namanya (excavation), alat berat ini memiliki fungsi utama untuk pekerjaan penggalian dapat dilihat pada gambar 3.1.
Sumber: Dokumen Kerja Praktik, 2019
Gambar 3.1 Excavator
3.1.1.2 Alat Angkut
Alat yang digunakan untuk mengangkut bahan galian dari lokasi front kerja tambang ke stockpile atau proses selanjutnya atau langsung ke konsumen. Dalam bidang pertambangan alat angkut adalah suatu alat yang digunakan untuk mengangkut material-material tambang baik itu material yang bernilai ekonomis ataupun tidak dari satu tempat ke tempat yang lain (tempat penimbunan atau pengolahan). Adapun menurut Rezky (2012), Alat Angkut adalah alat yang digunakan untuk memindahkan material hasil penambangan ke tempat penimbunan atau pengolahan. Alat angkut sangat bermacam-macam antara lain dump truck,
wheel loader dan lain-lain. Alat angkut yang digunakan di area pertambangan PT.
Trie Mukty Pertama Putra antara lain :
a. Dump Truck
Dump Truck merupakan alat angkut yang paling umum digunakan di
tambang terbuka, dump truck dirancang untuk kondisi jalan tambang. Alat angkut ini dipakai untuk mengangkut pasir, endapan, bijih, batuan untuk bangunan, dan lain-lain. Kecepatan dan produksinya tinggi serta bersifat fleksibel, artinya dapat dipakai untuk mengangkut bermacam-macam material yang mempunyai bentuk dan jumlah yang beraneka ragam pula dan tidak terlalu tergantung pada jalur jalan.
Menurut Setiawati (2013), menyatakan bahwa dump truck adalah alat angkut jarak jauh, sehingga jalan angkut yang dilalui dapat berupa jalan datar, tanjakan dan turunan. Sedangkan menurut Saefudin, mengungkapkan dump
truck berguna untuk pekerjaan konstruksi sipil umumnya dump truk dapat
membuang muatan dari bak secara otomatis. Truk semacam ini disebut dengan
dump truck atau tipping truck. Penumpahan muatan (dumping) dilakukan
dengan cara hidrolis yang menyebabkan bak terangkat pada satu sisi, sedang sisi lain yang berhadapan berputar sebagai engsel.
Menurut Prasmoro (2014), Penumpahan muatan (dumping) dilakukan dengan cara hidrolis yang menyebabkan bak terangkat pada satu sisi, sedang sisi lain yang berhadapan berputar sebagai engsel. Dengan membedakan arah muatan ditumpahkan dump truck dibedakan dalam tiga macam yaitu rear dump
truck yang membuang muatan ke belakang, side dump truck yang membuang
muatan ke samping dan bottom dump truck yang membuang muatan melalui bawah bak.
Berdasarkan pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa dump truck merupakan alat berat yang isinya (muatan) dapat dikosongkan tanpa penanganan. Dump Truck biasa digunakan untuk mengangkut material alam seperti tanah, pasir, batu split, dan juga material olahan seperti beton kering pada proyek konstruksi. Umumnya material yang dimuat pada dump truck oleh alat pemuat seperti excavator, backhoe atau loader. Membedakan arah muatan ditumpahkan dump truck dibedakan dalam tiga macam yaitu rear dump truck yang membuang muatan ke belakang, side dump truck yang membuang muatan ke samping dan bottom dump truck yang membuang muatan melalui bawah bak Untuk membongkar muatan material bak dump truck dapat terbuka dengan bantuan sistem hidrolik.
Sumber: Dokumen Kerja Praktik, 2019
Gambar 3.2
Dump truck
3.1.2 Produktivitas Alat Gali Muat dan Alat Angkut
Menurut kamus besar Bahasa Indonesia dalam Kulo. dkk., (2017) mengemukakan bahwa Produktivitas adalah kemampuan untuk menghasilkan sesuatu, sehingga dapat dikatakan bahwa produktivitas alat berat adalah kemampuan alat berat untuk menghasilkan sesuatu persatuan waktu. Langkah-langkah dalam menghitung produktivitas alat gali muat dan alat angkut yaitu: a. Waktu Siklus (Cycle Time)
Waktu siklus adalah jangka waktu yang dibutuhkan alat berat untuk merampung serangkaian operasi kerja. Untuk menaksir waktu siklus suatu alat berat yaitu dimulai ketika alat sudah siap untuk beroperasi. Pengukutan waktu siklus dilakukan beberapa kali, kemudian dihitung berapa rata-rata dari waktu siklus tersebut. Waktu siklus diketahui guna menaksir produksi berdasarkan penelitian Kulo, dkk., (2017). Sedangkan menurut Herlita, dkk., (2018) mengungkapkan bahwa waktu siklus merupakan waktu yang diperlukan alat berat untuk menyelesaikan suatu proses gerakan mulai dari gerakan awal hingga akhir dan kembali kesemula atau awal. Pada setiap kegiatan pemindahan tanah mekanis, alat-alat mekanis bekerja menurut pola tertentu, yang pada prinsipnya
terdiri dari beberapa komponen waktu siklus, gerakan dalam satu siklus waktu siklus, yaitu :
b. Waktu Siklus Alat Gali Muat
Waktu siklus alat gali muat terdiri dari menggali, mengayun bermuatan, menumpah, mengayun dengan muatan kosong. Menurut Herlita. dkk., (2018) berikut ini cara untuk menghitung alat waktu siklus alat gali muat.
Ctm = T1 + T2 + T3 + T4 ... (3.1) Keterangan :
Ctm : Waktu Siklus (detik) T1 : Waktu Penggalian (detik) T2 : Waktu Ayun Bermuatan (detik) T3 : Waktu Penumpahan material (detik) T4 : Waktu Ayun kosong (detik)
c. Waktu Siklus Alat Angkut
Waktu edar alat angkut pada umumnya terdiri dari waktu menunggu alat untuk dimuat, waktu mengatur posisi untuk dimuati, waktu diisi muatan, waktu dumping dan waktu kembali kosong berdasarkan penelitian Anaperta, (2016).
Menurut Herlita, dkk., (2018) Waktu edar yang dibutuhkan oleh alat angkut (dump truck) yaitu:
Cta = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 + T6 ... (3.2)
Keterangan :
Cta : Waktu edar alat angkut (detik)
T1 : Waktu ambil posisi untuk dimuat (detik) T2 : Waktu diisi muatan (detik)
T3 : Waktu mengangkut muatan (detik)
T5 : Waktu untuk membuang muatan (detik) T6 : Waktu untuk kembali (detik)
Dalam satu siklus waktu yang dilakukan oleh alat mekanis ada beberapa hal yang harus diketahui:
1) Waktu muat atau loading time (LT) merupakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu alat untuk memuat material ke dalam alat angkut sesuai dengan kapasitas alat angkut tersebut. Nilai LT dapat ditentukan walaupun tergantung dari: jenis tanah, ukuran unit pengangkut, metode dalam pemuatan, efesiensi alat.
2) Waktu angkut atau hauling time (HLT/RT) merupakan waktu yang diperlukan oleh suatu alat angkut untuk bergerak dari tempat pemuatan menuju tempat pembongkaran. Waktu angkut tergantung dari jarak angkut, kondisi jalan, tenaga alat, dan lain-lain. Pada saat alat kembali ke tempat pemuatan maka waktu yang diperlukan untuk kembali ke tempat pemuatan disebut waktu kembali atau return time (RT), waktu kembali lebih singkat dari pada waktu berangkat karena kendaraan dalam keadaan kosong. 3) Waktu pembongkaran atau dumping time (DT) merupakan unsur penting
dalam waktu siklus, waktu ini tergantung dari jenis tanah, jenis alat, dan metode yang dipakai. Waktu pembongkaran merupakan bagian terkecil dalam waktu siklus.
4) Waktu manuver atau spotting time (SDT/SLT) Pada saat alat kembali ke tempat pemuatan ada kalanya alat tersebut perlu antri dan memutar sampai alat diisi kembali.
3.1.3 Kemampuan produkivitas alat gali muat dan alat angkut
Kapasitas produksi berhubungan dengan biaya yang harus dikeluarkan oleh perusahaan untuk menentukan jumlah produk yang dapat dihasilkan. Apabila kapasitas produksi tinggi, maka biaya tetap yang dikeluarkan juga besar, apabila pemanfaatannya sedikit, maka biaya produksi akan mahal, sehingga untuk menentukan kapasitas produksi harus dilakukan perencanaan dan penelitian terlebih dahulu.
a. Kemampuan Produktivitas Alat Gali Muat (Excavator)
Menurut Pratama (2014), mengemukakan bahwa kemampuan produksi per siklus alat gali muat excavator dapat menggunakan persamaan dibawah ini:
q = q1 x K ... (3.3) Keterangan :
q : Produksi alat gali muat per siklus (m3)
q1 : Kapasitas Munjung Bucket (m3) K : Bucket Fill Factor
Menurut Prasmoro (2014), menyebutkan untuk perhitungan Produktivitas Per Jam alat gali muat dapat menggunakan persamaan dibawah ini:
Q = 𝑞 𝑥 60 𝑥 𝐸
𝐶𝑇 ... (3.4)
Dimana :
Q : Produktivitas alat gali muat (m3/Jam) q : Produksi per Siklus (m3)
E : Efisiensi Kerja CT : Cycle time (detik)
b. Kemampuan Produksi Alat Angkut (Dump Truck)
Menurut Pratama (2014), mengemukakan bahwa produktivitas dari truk dipengaruhi oleh waktu siklusnya. Waktu siklus dump truck terdiri dari waktu pemuatan, waktu pengangkutan, waktu pembongkaran muatan, waktu perjalanan kembali dan waktu antri.
Menurut Pratama (2014), Untuk perhitungan produksi per siklus alat angkut dapat menggunakan persamaan dibawah ini:
Keterangan:
q : Produksi per siklus alat angkut q1 : Kapasitas Munjung Bucket
K : Bucket Fill Factor
n : Jumlah Pengisian oleh Bucket
Menurut Putra (1987), mengemukakan bahwa kemampuan produksi per jam alat angkut (dump truck) dapat dihitung dengan mengguanakan rumus sebagai berikut:
Q = 𝑞 𝑥 60 𝑥 𝐸
𝐶𝑚 ... (3.6) Keterangan :
Q : Produksi per jam (m3/Jam) q : Produksi per siklus (m3) Cm : Cycle Time (detik) E : Efisiensi kerja
3.1.4 Faktor Keserasian Alat (Match Faktor)
Untuk mendapatkan hubungan kerja yang serasi antara alat gali-muat dan alat angkut, maka produksi alat gali- muat harus sesuai dengan produksi alat angkut. Faktor keserasian alat muat dan alat angkut didasarkan pada produksi alat gali-muat dan alat angkut, yang dinyatakan dalam match factor (MF) berdasarkan penelitian Asri, dkk., (2019).
Faktor keserasian biasanya digunakan untuk mengetahui jumlah dump truck yang sesuai (serasi) untuk melayani satu unit excavator. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam menghitung keserasian excavator dan angkut : jumlah
excavator dan angkut yang dipakai, waktu siklus (cycle time) dari excavator, jumlah
pemuatan excavator ke dalam dump truck, waktu siklus (cycle time) dari dump
truck. Menurut Anisari (2012), keserasian excavator dan angkut dapat dirumuskan
MF = 𝑁𝑎𝑥(𝐶𝑡𝑚 𝑥𝑛)
𝑁𝑚𝑥𝐶𝑡𝑎 ... (3.7)
Keterangan :
Na : Jumlah alat angkut Nm : Jumlah alat gali muat
Cta : Waktu siklus alat angkut (detik) Ctm : Waktu siklus alat gali muat (detik)
Menurut Suryaputra, August menyatakan adapun cara menilainya adalah :
a. MF < 1 , artinya alat muat bekerja kurang dari 100%, sedang alat angkut bekerja 100% sehingga terdapat waktu tunggu bagi alat muat karena menunggu alat angkut yang belum datang.
b. MF = 1 , artinya alat muat dan angkut bekerja 100%, sehigga tidak terjadi waktu tunggu dari kedua jenis alat tersebut.
c. MF > 1 , artinya alat muat bekerja 100%, sedangkan alat angkut bekerja kurang dari 100%, sehingga terdapat waktu tunggu bagi alat angkut.
3.1.5 Metode Antrian
Menurut Prasmoro (2014), mengemukakan bahwa teori tentang antrian diketemukan dan dikembangkan oleh A.K. Erlang, seorang insinyur dari Denmark yang bekerja pada perusahaan telepon di Kopenhagen pada tahun 1910. Persoalan aslinya Erlang hanya memperlakukan perhitungan keterlambatan (delay) dari seorang operator, kemudian pada tahun 1917 penelitian dilanjutkan untuk menghitung kesibukan beberapa operator. Analisis antrian memberikan informasi probabilitas yang dinamakan operation characteristics, yang dapat membantu pengambil keputusan dalam merancang fasilitas pelayanan antrian untuk mengatasi permintaan pelayanan yang fluktuatif secara random dan menjaga keseimbangan antara biaya pelayanan dan biaya menunggu.
Menurut Asri, dkk., (2017) mengemukakan bahwa teori antrian dapat digunakan dalam menganalisis secara statistik biaya dump truck dan alat muat yang diperlukan untuk sejumlah truk sehingga jumlah truk optimum dapat ditentukan. Selain itu teori antrian ini juga dapat memberikan gambaran mengenai produksi optimum yang bisa dicapai dengan biaya paling minim. Sedangkan menurut
matematis dari antrian atau baris penungguan. Teori antrian berkenaan dengan seluruh aspek dari situasi pelanggan (baik orang maupun barang) harus antri untuk mendapatkan suatu layanan.
Berdasarkan pendapat diatas dapat disimpulkan bahwa teori antrian adalah teori yang menyangkut studi matematis dari antrian-antrian atau baris-baris penungguan. Formasi baris-baris penungguan ini tentu saja merupakan suatu fenomena biasa yang terjadi apabila kebutuhan akan suatu pelayanan melebihi kapasitas yang tersedia untuk menyelenggarakan pelayanan itu. Keputusan-keputusan yang berkenaan dengan jumlah kapasitas ini harus dapat ditentukan, walaupun sebenarnya tidak dapat dibuat prediksi yang tepat mengenai kapan unit-unit yang membutuhkan pelayanan itu akan datang atau berapa lama waktu yang diperlukan untuk menyelenggarakan pelayanan itu. Teori antrian sendiri tidak langsung memecahkan persoalan ini. Walaupun begitu, teori ini menyumbangkan informasi penting yang diperlukan untuk membuat keputusan dengan cara memprediksi beberapa karakteristik dari baris penungguan,seperti misalnya waktu tunggu rata-rata.
Menurut Waluyo, dkk., (2009) Proses antrian secara umum dikategorikan menjadi empat struktur dasar menurut fasilitas pelayanan (Aminudin, 2005): a. Single channel single phase (satu antrian satu pelayanan) yaitu struktur antrian
yang terdiri pelayanan tunggal dengan satu jalur antrian. Hal ini dijelaskan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.3 Single channel single phase
Sumber : Simposium XII FSTST (2009)
b. Single channel multiple phase (satu antrian beberapa pelayanan seri) yaitu
struktur antrian yang terdiri dari beberapa pelayanan yang tersusun secara seri dengan satu jalur antrian.
Gambar 3.4 Single channel multiple phase
c. Multiple channel single phase (satu antrian beberapa pelayanan) yaitu struktur antrian yang terdiri dari beberapa pelayanan yang tersusun secara paralel dengan satu jalur antrian.
Gambar 3.5 Multiple channel singel phase
Sumber : Simposium XII FSTST (2009)
d. Multiple channel multiple phase (satu antrian beberapa pelayanan seri) yaitu struktur antrian yang terdiri dari beberapa pelayanan seri yang tersusun secara paralel dengan satu jalur antrian.
Gambar 3.6 Multiple channel multiple phase
Sumber : Simposium XII FSTST (2009)
Peristiwa terjadinya antrian dump truck tambang pada lokasi loading memang dapat sering kali terjadi hal tersebut dapat disebabkan karena beberapa faktor baik itu dari excavator yang digunakan, dump truck yang digunakan atau dari operator yang menjalani excavator serta dump truck itu sendiri.
Aplikasi teori antrian dapat mengambil contoh sebuah alat muat digunakan untuk melayani beberapa truk, dimana truk ini akan mengangkut muatan ke lokasi tujuan, menumpahkannya, dan kembali ke tempat pemuatan untuk pemuatan selanjutnya.
Analisa sistem antrian meliputi studi perilaku sepanjang waktu. Jika suatu antrian telah mulai berjalan, keadaan sistem akan sangat dipengaruhi oleh state (keadaan) awal dan waktu yang telah dilalui. Dalam keadaan seperti ini, sistem dikatakan dalam keadaan transient. Tetapi bila berlangsung terus–menerus keadaan sistem ini akan independent terhadap state awal tersebut dan juga terhadap waktu yang dilaluinya. Keadaan sistem seperti ini akan dikatakan dalam kondisi steady state. Teori antrian cenderung memusatkan pada kondisi steady state, sebab kondisi transient lebih suka dianalisa.
Probabilitas keadaan antrian ditentukan oleh jumlah alat angkut yang digunakan dan keadaan antrian yang terdiri dari 4 tahap. 4 tahap tersebut adalah sebagai berikut:
a. Tahap 1 (μ1) merupakan tahap pelayanan alat gali muat untuk memuat material ke alat angkut hingga terisi penuh.
T1 = Waktu Penempatan + Waktu Pengisian
b. Tahap 2 (μ2) merupakan tahap pelayanan sendiri yaitu tahap dimana alat angkut dalam perjalanan untuk mengangkut material menuju disposal.
T2 = Waktu perjalanan alat angkut bermuatan
c. Tahap 3 (μ3) merupakan tahap alat angkut menumpahkan material di disposal. T3 = waktu dumping
d. Tahap 4 (μ4) merupaksan tahap pelayanan sendiri, yaitu alat angkut tidak bermuatan kembali ke front loading.
